[發(fā)明專利]RE-1涂層稀土納米顆粒減少其誘發(fā)的炎癥效應(yīng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410567449.6
• 申請日: 2014-10-22
• 公開（公告）號: CN104384494B
• 公開（公告）日: 2016-11-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 溫龍平;姚晗;張云嬌;周偉
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)
• 主分類號: C07K7/06
• 分類號: C07K7/06
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 王旭

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種降低稀土納米顆粒誘發(fā)炎癥效應(yīng)的表面短肽涂層方法。

背景技術(shù)

稀土納米材料的開發(fā)及應(yīng)用已成為當(dāng)前的一個研究熱點(diǎn)。其原因在于該材料集稀土特性和納米特性于一體，必然會開創(chuàng)出非稀土納米材料和稀土非納米材料所不具有的綜合優(yōu)良特性，此應(yīng)用前景巨大。由于稀土納米材料本身具有的特殊的理化性質(zhì)，包括熒光效應(yīng)、催化作用等，使其廣泛用于當(dāng)代通訊技術(shù)、感光材料、石油化工、電子計算機(jī)、宇航開發(fā)、光電、冶金、機(jī)械、能源、輕工、環(huán)境保護(hù)、農(nóng)業(yè)和催化劑材料等領(lǐng)域。

稀土金屬氧化物是稀土納米材料的重要組成部分，由于其本身具有稀土元素的特殊性質(zhì)，使其在生物醫(yī)藥領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用價值。稀土金屬氧化物納米材料用于放射療法治療癌癥在我國和加拿大已都有廣泛應(yīng)用，而基于稀土金屬氧化物納米材料的熒光探針和納米器件用于體內(nèi)外診斷、顯象(Imaging)以及疾病治療的應(yīng)用則具有無可限量的潛力。然而，目前稀土金屬氧化物納米材料的生物安全性研究不多。

UCN(Upconversion?Nanoparticles)是一種稀土上轉(zhuǎn)換發(fā)光納米材料，(NaYF4:Yb,Er)，粒徑為50nm，這種納米顆粒具有獨(dú)特的上轉(zhuǎn)化發(fā)光效應(yīng)，相比有機(jī)熒光染料和量子點(diǎn)等下轉(zhuǎn)換發(fā)光標(biāo)記而言，上轉(zhuǎn)換發(fā)光納米材料具有光穩(wěn)定性好、化學(xué)穩(wěn)定性強(qiáng)、吸收和發(fā)射帶很窄、發(fā)光壽命長、不易發(fā)生光漂白、潛在生物毒性小等優(yōu)點(diǎn)，上轉(zhuǎn)換發(fā)光標(biāo)記因采用近紅外連續(xù)激光作為激發(fā)源，具有較深的光穿透深度、無生物背景熒光干擾、對生物組織幾乎無損傷等顯著優(yōu)勢。上轉(zhuǎn)換發(fā)光納米材料的這些特征克服了傳統(tǒng)熒光標(biāo)記材料的缺點(diǎn)，正是生物成像的理想標(biāo)記物應(yīng)具備的。另外還有組成相同，僅是尺寸不同的UCP(Upconversion?Particles,粒徑500nm)和UCN-S(UCN-small，粒徑20nm)。

UCN作為一種上轉(zhuǎn)化發(fā)光材料，可在近紅外光激發(fā)下轉(zhuǎn)換發(fā)出短波長近紅外光或可見光或紫外光。這類材料在許多研究領(lǐng)域(如生物檢測、疾病診斷、生物傳感、光顯示和太陽能電池等)具有巨大的研發(fā)價值和應(yīng)用前景。具有均勻單分散、微小尺寸和生物相容的上轉(zhuǎn)換發(fā)光納米晶體將其應(yīng)用于細(xì)胞標(biāo)識與動物深層組織的熒光成像和連續(xù)監(jiān)控上。與傳統(tǒng)的下轉(zhuǎn)換發(fā)光材料相比，這種材料具有入射深、自發(fā)熒光弱、背景噪音小、敏感度高以及毒性小等優(yōu)點(diǎn)，并且對生物組織損傷小，很適合于在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用。與雙光子等非線性材料相比，上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的激發(fā)過程雖然也是基于雙光子或多光子吸收，其發(fā)光效率比較高，是一種性能優(yōu)越的新型熒光材料。此外，該材料為稀土元素?fù)诫s，通過調(diào)節(jié)所摻雜稀土元素的種類和基質(zhì)材料，可在同一紅外激發(fā)光下，實(shí)現(xiàn)多色上轉(zhuǎn)換可見光區(qū)發(fā)光，可用于多靶點(diǎn)同時標(biāo)記。這種新材料不但具有巨大的科學(xué)研究價值，還有廣大的商業(yè)前景并吸引了眾多商業(yè)機(jī)構(gòu)的青睞。熒光材料在生物化學(xué)傳感與分析、生物檢測、藥物追蹤、光學(xué)數(shù)據(jù)存貯、光學(xué)標(biāo)識、光顯示、環(huán)境監(jiān)控、太陽能電池及激光等領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用，具有巨大的市場需求。在2010年對光學(xué)納米材料的市場需求預(yù)測為100億美元，并在未來5年內(nèi)以50％的速度增長。由于上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的獨(dú)特性能，在很多應(yīng)用中它將成為傳統(tǒng)發(fā)光材料的替代，具有不可估量的應(yīng)用前景。

由于UCN為稀土摻雜氟化物納米材料，其具有較低的聲子能可以降低非輻射躍遷提高發(fā)光強(qiáng)度，在氧化物、硫化物、磷化物等眾多基質(zhì)中脫穎而出，近年來也被廣泛應(yīng)用在分析檢測，疾病治療等領(lǐng)域。其優(yōu)勢在光動力治療上尤為突出，將稀土上轉(zhuǎn)換發(fā)光納米顆粒作為光敏劑的能量供體，包覆二氧化硅的同時摻雜部花青，實(shí)現(xiàn)UCN和部花青的能量轉(zhuǎn)移產(chǎn)生單線態(tài)氧。在活體實(shí)驗(yàn)中，將約50nm大小的共價連接葉酸、非共價吸附酞菁鋅的聚乙烯亞胺包覆的稀土上轉(zhuǎn)換發(fā)光納米顆粒。當(dāng)用980nm的激發(fā)上轉(zhuǎn)換發(fā)光納米顆粒時，光敏劑酞菁鋅因發(fā)生能量轉(zhuǎn)移，會產(chǎn)生單線態(tài)氧，可以殺死腫瘤細(xì)胞。介孔二氧化硅包覆的上轉(zhuǎn)換發(fā)光納米顆粒共價連接腫瘤靶向劑后，其雙光敏作用可以有效抑制荷瘤小鼠黑色素瘤的生長。大量的研究數(shù)據(jù)表明，稀土上轉(zhuǎn)換發(fā)光納米材料已基本取代了量子點(diǎn)廣泛應(yīng)用于生物成像。由于其獨(dú)特的上轉(zhuǎn)換發(fā)光特質(zhì)，激發(fā)光為紅外激光，因此具有較深的光穿透深度、無生物背景熒光干擾、對生物組織幾乎無損傷。這些特點(diǎn)使得其在深層組織成像和活體成像中尤為占據(jù)優(yōu)勢。研究表明，PEI包裹的稀土上轉(zhuǎn)換納米材料在深度為10mm的組織里依然可見清晰的熒光，而量子點(diǎn)在大鼠足部半透明的皮膚下發(fā)出的熒光仍很微弱。