[發明專利]可示蹤霧霾顆粒復合材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201710629468.0
• 申請日: 2017-07-28
• 公開（公告）號: CN107375949A
• 公開（公告）日: 2017-11-24
• 發明（設計）人: 孫康寧;葛平慧;李愛民;成圓;張書品
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: A61K49/00
• 分類號: A61K49/00
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司37221
• 代理人: 鄭平

技術領域

本發明屬于生物材料領域，特別涉及可示蹤霧霾顆粒復合材料及其制備方法。

背景技術

隨著我國經濟規模的迅速擴大和城市化進程的加快，大氣氣溶膠污染日趨嚴重，由氣溶膠造成的能見度惡化事件越來越多，霧霾已成為危害人類公共健康重要原因之一。

霧霾顆粒進入人體肺部組織后，肺是如何抵御顆粒入侵，如何排出體外？霧霾顆粒是如何侵入肺泡，損傷呼吸系統？這些問題一直備受關注。解決問題的關鍵是清晰地標記和示蹤霧霾顆粒侵入肺泡和排出體外的路線圖。

發光材料包括熒光分子、熒光蛋白、生物發光、化學發光等有機發光材料和量子點、上轉換納米發光粒子、長余輝發光材料等無機發光材料，均可用于生物標記。因為生物成像和對某些特定生物相互作用過程的跟蹤觀察使用發光材料要求具有很高的信噪比和靈敏度，不存在熒光漂白現象。

發光納米材料及其復合材料廣泛應用于生物標記成像中。在體外細胞水平上進行標記成像的研究最早始于1999年，荷蘭的Tanke小組利用具有不同顏色發光的(Y.Yb.Tm)₂O₂S和(Y.Yb.Er)₂O₂S(尺寸分布在200-400nm)上轉換納米粒子分別對細胞和組織切片進行了標記成像定位。復旦大學李富友課題組通過生物功能化復合上轉換發光納米粒子NaYF₄:Yb,Er(1.8％),Tm(0.2％)在活體水平上實現了對腫瘤細胞的靶向標記和成像。但是將發光納米顆粒與霧霾顆粒復合制備可示蹤發光霧霾顆粒的研究未見報道。

另外，由于霧霾顆粒組成復雜、具有一定的致病性和毒性，因此，現有技術一般通過模式材料對霧霾顆粒入侵人體的過程進行研究，但模式材料制備復雜、仿真度不高，限制了其廣泛應用，因此，急需一種更為簡單、高效的霧霾顆粒示蹤方法。

發明內容

為了克服上述不足，本發明提供一種發光材料復合酸性霧霾顆粒的制備方法，即無機發光材料共價偶聯酸性霧霾顆粒物。當顆粒進入肺部組織時，通過對顆粒的標記與示蹤，研究了霧霾顆粒對人體的入侵過程和人體組織對霧霾顆粒的防御機制。結果表明：該方法可清晰地標記和示蹤霧霾顆粒侵入和排出人體的路線圖。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種可示蹤霧霾復合發光材料，包括：

酸性霧霾顆粒；

包覆在酸性霧霾顆粒上的無機發光顆粒；

所述可示蹤霧霾復合發光材料為核殼結構。

優選的，所述無機發光顆粒的質量分數可為0.1-99.9％。

為了克服現有模式材料制備復雜、仿真度不高的問題，本發明設計了一種可發光的霧霾顆粒，利用霧霾顆粒形狀不規則，易負載污染物的特點，將發光納米材料包覆在其外部，形成示蹤體。該方法不僅有效保證了霧霾顆粒結構的完整性，還極大地降低霧霾顆粒入侵人體過程中生物體組織的背景干擾，顯著提高了成像的組織穿透深度和靈敏度。

本發明還提供了一種可示蹤霧霾復合發光材料的制備方法，包括：

收集酸性霧霾顆粒，冷凍干燥，得到處理后的霧霾顆粒；

將無機發光顆粒分散于有機溶劑中，再加入處理后的霧霾顆粒，共價偶聯、干燥，即得可示蹤霧霾復合材料。

為了獲得一種簡單、示蹤效果較優的霧霾顆粒復合材料的制備方法，本發明對不同結合方式下，不同種類霧霾顆粒與納米無機發光材料結合規律和及其對示蹤效果的影響進行了系統研究，經過大規模實驗摸索后發現：顯酸性的霧霾顆粒與經溶解分散處理后無機發光顆粒分散液混合過程中，由于兩種顆粒大小的差異和表面化學鍵的偶聯，可形成殼表面包覆結構的可示蹤霧霾顆粒。該方法具有容易控制、工藝簡便等優點，通過控制配比等參數既可調控可示蹤霧霾顆粒復合材料的尺寸和性能，且示蹤效果較優。

優選的，所述無機發光顆粒為ZnGa₂O₄：Cr³⁺等長余輝發光材料、NaYF₄：Yb³⁺，Er³⁺等上轉換發光材料、ZnCd等量子點、碳量子點等碳材料中的一種。

優選的，所述無機發光顆粒與處理后的霧霾顆粒在質量比為1000：1～1：1000。

優選的，所述有機溶劑為乙醇、甲醇等含有羥基的有機溶劑。

優選的，所述無機發光顆粒與有機溶液的用量比為0.0001～1000g：1ml。