[發明專利]葉酸自組裝水溶性稀土摻雜上轉換納米材料的制備方法

有效

• 申請號: 201410010713.6
• 申請日: 2014-01-10
• 公開（公告）號: CN103773373A
• 公開（公告）日: 2014-05-07
• 發明（設計）人: 李妍;胡悅立;孫玉繡;陳曉芳;張慶鑫
• 申請（專利權）人: 天津師范大學
• 主分類號: C09K11/85
• 分類號: C09K11/85;C09K11/06;G01N21/64
• 代理公司: 天津市杰盈專利代理有限公司 12207
• 代理人: 朱紅星

本專利受到國家自然科學基金面上項目21375095，全國優秀博士學位論文作者專項資助資金FANEDD-201023，天津市應用基礎研究計劃重點項目12JCZDJC21700，天津市高校“中青年骨干創新人才培養計劃”ZX110GG015和天津師范大學“渤海學者”引進人才科研項目5RL098的資助。

技術領域

本發明屬于熒光納米材料制備領域，具體涉及一種葉酸自組裝水溶性稀土摻雜上轉換納米材料的制備方法，并應用于細胞成像。

背景技術

稀土摻雜上轉換納米材料，具有許多有機染料和半導體量子點不具備的優點，包括熒光壽命長而無閃爍、毒性低、熒光量子產率高、自體熒光小、化學穩定性和光穩定性好以及滲透深度大，近些年來引起了科研人員的廣泛關注，特別在細胞成像和活體成像上已有很多報道，關于葉酸功能化稀土摻雜上轉換納米材料，大都先用PEI包覆稀土摻雜上轉換納米粒子，然后通過EDC和NHS反應得到，過程復雜，成本高，本片采用葉酸自組裝PEI包覆的稀土摻雜上轉換納米材料，利用NH₂-和COOH-的化學鍵作用將其接上，操作簡便，成本低，我們知道，癌癥細胞表面比正常細胞多很多葉酸受體，而葉酸與葉酸受體能夠特異性識別結合，因此，葉酸受體會與葉酸自組裝的上轉換納米粒子特異性的結合，并將粒子轉運到細胞內，在980nm激發下，發出熒光，但是正常細胞粒子少，熒光弱，即實現了靶向性識別檢測。

????之前，我們公開的專利“水溶性紅綠光可調諧的稀土摻雜上轉換納米材料的制備方法”（專利申請號為201310403495.8，公開號為CN103436263A）采用乙二醇-高純水體系，合成的粒子尺寸均勻，顏色可調，水溶性好，但是在后期的細胞成像中表現出一定的缺陷，例如溶解性差（最高可達10?mg/mL）、熒光較弱、毒性強并且沒有靶向性。在此基礎上我們對其進行優化，采用二甘醇-高純水體系,合成的粒子在水中濃度可達30?mg/mL，毒性略小，進一步進行葉酸自組裝之后，由于聚乙烯亞胺連接上了葉酸，故其毒性降低，而且可以識別癌變細胞（對比實驗如圖8所示），在癌癥的早期診斷上有很大的應用前景。

發明內容

本發明的目的在于提供一種工藝簡單、粒徑較小、尺寸均勻、成本低、水溶性和生物相容性好、可以靶向成像的葉酸自組裝稀土摻雜上轉換納米材料的制備方法。

為實現上述目的，本發明公開了一種葉酸自組裝稀土摻雜上轉換納米材料的制備方法，按如下的步驟進行：

a）稀土硝化物儲備液的制備：將氧化釔Y₂O_3?4?mmol、氧化鐿Yb₂O_3?0.9?mmol、氧化鉺Er₂O_3?0.1?mmol（Y/Yb/Er=80/18/2），稱好質量，放入50?mL小燒杯中，加入10?mL濃硝酸，5?mL高純水，在通風櫥中100?oC，硝化，蒸干，加入約20?mL?高純水，重新溶解析出的硝酸稀土鹽，轉入50?mL容量瓶中，定容搖勻，每次取5?mL?儲備液進行實驗。

???b）聚乙烯亞胺修飾的上轉換納米粒子的制備：稱取16?mmol的NaF,放于50?mL燒杯中，加入8?mL二甘醇和2?mL高純水，0.15gPEI，20oC加熱攪拌，用5?mL移液管移取5?mL儲備液，滴加到上述溶液中，轉入三頸燒瓶中，通氮氣，油浴200?oC反應0.5?h。

轉入25?mL的反應釜中，200?oC下反應24?h，自然冷卻。測pH為8，轉入到5?mL的離心管中，10000?rpm，10?oC下離心5?min，傾去上面液體，加入3?mL?95%（w/w）乙醇，超聲15?min，繼續離心，如此再用3?mL?95%（w/w）的乙醇，3?mL高純水，洗滌三次，轉移到表面皿上，真空50?oC干燥；

c）葉酸自組裝上轉換納米粒子的制備：將上一步離心洗滌完的粒子（PEI-UCNPs）直接分散在高純水中，稱取0.1-1.0?g的葉酸(FA)，加入0.01M氫氧化鈉(NaOH)使其溶解，振蕩15min，按步驟b)離心洗滌干燥，得到葉酸自組裝的上轉換納米粒子（FA-UCNPs）。

??本發明進一步公開了制備的葉酸自組裝的稀土摻雜的上轉換納米材料在細胞成像上的應用，其方法如下：