[發明專利]用于細胞內銅離子熒光成像的納米探針及其制備方法

在審

• 申請號: 201510010745.0
• 申請日: 2015-01-09
• 公開（公告）號: CN104592996A
• 公開（公告）日: 2015-05-06
• 發明（設計）人: 施利毅;劉金亮;徐艷霞;孫麗寧;孟憲福
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: C09K11/85
• 分類號: C09K11/85;C09K11/06;A61K49/00;G01N21/64
• 代理公司: 上海上大專利事務所(普通合伙) 31205
• 代理人: 陸聰明

技術領域

本發明涉及一種用于細胞內銅離子熒光成像的納米探針及其制備方法。

背景技術

銅是人體內一種必需的微量元素，在人體的新陳代謝過程中起著重要的作用。銅缺乏將使腦細胞中的色素氧化酶減少，活力下降，從而使記憶衰退、思維紊亂、反應遲鈍，甚至步態不穩、運動失常等；銅元素在人體內參與多種金屬酶的合成，銅元素一旦缺乏，此類酶的合成減少，心血管就無法維持正常的形態和功能，從而給冠心病入侵以可乘之機。另一方面，攝入過量的銅卻又可能造成中毒，包括急性銅中毒、肝豆狀核變性、兒童肝內膽汁淤積等病癥。因此，明確生理過程及細胞中銅的分布情況對于研究銅的復雜生理功能具有重要意義。

銅離子熒光探針的設計和合成是熒光傳感材料研究領域的重點和熱點之一，目前常用的探針材料主要有：有機分子熒光探針、量子點等。它們存在如下缺點：（1）有機分子探針結構不穩定，光穩定性差，且水溶性較差，無法在純水相環境或細胞體系中得到應用。（2）量子點類熒光探針化學穩定性還是不盡人意的，其生物毒性還存在較大爭議等。（3）所用探針的激發光位于紫外及可見光區等高能量光區，對細胞殺傷性大，同時生物自發熒光強，信噪比低。以此，設計合成生物毒性低、水溶性好，背景影響小的可用于活細胞內銅離子熒光成像的探針材料具有重要的理論意義及現實的應用價值。

發明內容

本發明的目的之一在于針對現有技術中存在的不足，提供一種用于細胞內銅離子熒光成像的納米探針，實現水相體系中銅離子的痕量檢測及細胞內銅離子熒光成像的應用。

本發明的目的之二在于提供該納米探針的制備方法。

為實現上述目的，本發明所提供的技術方案是：

一種用于細胞內銅離子熒光成像的納米探針，其特征在于該探針是在具有核殼結構的上轉換發光納米晶上包覆上介孔二氧化硅，作為能量給體，然后通過共價鍵鍵合的方式與作為能量受體的羅丹明B衍生物熒光染料前驅體分子的鍵合而成，其中具有核殼結構的上轉換發光納米晶與介孔二氧化硅的質量比為1：10~1：19；所述的能量給體與能量受體的質量比為10：1~15：1。

上述的具有核殼結構的上轉換發光納米晶為：NaYF₄：Yb，Er?@NaYF₄、NaYF₄：Yb，Er?@NaYF₄：Yb，Er、NaYF₄：Yb，Er?@NaGdF₄或NaYF₄：Yb，Er?@NaGdF₄：Yb，Er。

上述的羅丹明B衍生物熒光染料前驅體分子可以是：

?????????????????????????????????????????????????或?。

一種制備上述的用于細胞內銅離子熒光成像的納米探針的方法，其特征在于該方法的具體步驟為：

a.?將具有核殼結構的上轉換發光納米晶上包覆介孔二氧化硅，得到CS-UCNPs@mSiO₂；

b.?將羅丹明B衍生物熒光染料前驅體分子與異氰酸丙基三乙氧基硅烷按照摩爾比1:2?~?1:10?的比例溶于有機溶劑中，加熱回流2?~?10?小時；將所得到的混合物冷卻后，旋轉蒸發除去溶劑，經分離提成后得到用于細胞內銅離子熒光成像的納米探針。

上述的步驟a的具體方法為：

a.?將十六烷基三甲基溴化銨和具有核殼結構的上轉換發光納米晶按4：1~5:1的質量比溶于去離子水中，過夜除去環己烷；

b.?將正硅酸乙酯的乙醇水溶液加入到步驟a所得溶液中，調節pH至10~?12，加熱至70℃，并保持2小時，反應結束后，用乙醇洗滌，得二氧化硅包覆的納米顆粒即CS-UCNPs@SiO₂，并分散在無水乙醇中；

????c.?將硝酸銨和步驟b所得納米顆粒CS-UCNPs@SiO₂按15:1~20:1的質量比溶于無水乙醇中，加熱至60℃，保持2?~?4小時，冷卻、離心，用乙醇，即制得CS-UCNPs@mSiO₂納米顆粒。。

本發明的優點在于：以稀土上轉換發光納米晶作為能量給體構筑納米探針，其激發光位于近紅外光區的980?nm，有效避免了高能量光的光損傷及生物背景熒光強的缺點。其次，所合成的納米探針具有良好生物相容性及低的生物毒性，可實現細胞內銅離子熒光成像。另外，本發明方法所制備的納米探針粒徑均一、形貌良好、結構穩定，且實驗條件溫和，重復率高。

附圖說明