[發明專利]一種生物熒光納米溫度計的制備方法

有效

• 申請號: 201110426143.5
• 申請日: 2011-12-19
• 公開（公告）號: CN102516696A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發明（設計）人: 王著元;崔一平;邵平;宗慎飛
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: C08L33/26
• 分類號: C08L33/26;C09K11/06;C09K11/02;C08F220/56;C08F222/38;C08K3/08;C08J3/03;G01K11/32;A61K47/32
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

技術領域

本發明涉及納米材料領域和生物溫度傳感器技術領域，具體涉及一種基于具有溫度敏感熒光特性的納米微球的生物熒光納米溫度計的制備方法。

背景技術

聚N-異丙基丙烯酰胺（poly?N-isopropylacrylamide，pNIPAM?）是一種具有溫度響應性的聚合物，在低溫下溶脹，在高溫下收縮。pNIPAM的這種特殊的溫敏性質使它在藥物輸運、溫敏開關以及藥物的可控釋放領域都得到了廣泛的研究報道。另一方面，近年來，金屬納米粒子憑借其優異的光、電、磁學性質也得到了迅速的發展，在光催化、光傳感、醫學診療等領域發揮著越來越重要的作用。因此，將pNIPAM與金屬納米粒子進行復合，制備出的雜化納米材料既保留了微球的溫敏特性，又結合了金屬納米粒子優異的光學和電學特性，可實現多功能的集成，對于制備具有多重響應性的智能材料具有重要意義。目前，謝林小組（Polymer?Chemistry.，2009，47，4919-4926）已制備出溫敏微球/銀納米球的雜化納米粒子，首先通過微乳液聚合法合成溫敏聚合物微球，然后將銀離子利用靜電吸附作用吸附在溫敏微球表面，最后用強還原劑硼氫化鈉將銀離子還原成銀納米球。殷鵬剛小組（Macromolecular?Rapid?Communications.，2011，32，1000-1006）將上述制備的雜化納米粒子應用于表面增強拉曼散射（Surface?enhanced?Raman?scattering,?SERS）技術，通過溫度的高（或低），調控SERS信號的強（或弱）。

熒光在生化和醫藥領域有著廣泛的應用，當熒光活性分子吸附到金屬納米粒子表面時，會引起熒光淬滅效應。引起熒光淬滅的因素，除局域場和分子到金屬表面能量轉移這兩個方面外，還與金屬納米粒子表面與被吸附熒光活性分子之間的距離密切相關，熒光強度會隨著他們之間距離大小的變化而變化。

溫度傳感器在科學技術的發展中一直發揮著極其重要的作用，占據著目前傳感器市場上75％～80％的份額。在對各種生物現象的研究中，溫度同樣是一個重要指標。由于不同的生物化學反應都有可能導致溫度的變化，因此溫度探測對于生理活動的監測具有十分重要的意義。比如，在細胞內部不斷進行著各種各樣的生化反應，這些反應都會產生熱量。細胞內部溫度的變化可能會改變DNA的工作方式或蛋白質分子的運行機制。如果溫度上升到足夠高時，一些蛋白質可能會發生改變并停止生產。因此，要想了解更多細胞內部的奇妙世界，就必須弄清楚細胞的溫度及其變化規律。盡管傳統的諸如水銀溫度計、雙金屬溫度計、熱電偶、光纖溫度傳感器等已成功地用于各種工業領域中，但它們往往無法實現對小于10微米以下的場所，特別是細胞等生物環境的原位探測。因而，將熒光活性分子與金屬納米粒子通過溫敏聚合物微球相結合，制備出一種具有生物毒性低，生物兼容性好的生物熒光納米溫度計，為10微米以下生物環境的溫度實現原位探測提供了一種有效的方法。

發明內容

技術問題：本發明提供了一種制備具有熒光特性和溫敏性雙重特性的納米雜化微球的生物熒光納米溫度計的制備方法。該方法首先合成聚合單體R6G/PNIPAM核殼結構的聚合物微球，進而在其表面原位生長一層銀納米球，獲得具有熒光特性和溫敏性雙重特性的納米雜化微球，該納米雜化微球的熒光強度隨著環境溫度的升高（或降低）而實現線性可逆減弱（或增強）的變化，并在4℃~70℃（最佳為8℃~60℃）范圍內具有很好的穩定性，對于溫敏材料在生物傳感、藥物可控釋放等方面的應用具有重要的價值。???????

技術方案：本發明的生物熒光納米溫度計的制備方法具體為：

1.）用N-異丙基丙烯酰胺（N-isopropylacrylamide?，NIPAM）作為單體，亞甲基雙丙烯酰胺（N,N-methylene-bis-acrylamide，BIS）作為交聯劑，過硫酸鉀（Potassium?persulfate，KPS）作為引發劑，以及羅丹明6G?(Rhodamine?6G，R6G)作為熒光活性分子，四者的摩爾比為700:50:15:1~3000:150:40:1，先將NIPAM和BIS的混合水溶液加入三口燒瓶，然后加入R6G混合均勻，最后在無氧環境中加入KPS水溶液，在60~80℃水浴條件下反應2~8小時，制備出熒光溫敏聚合物微球；