[發明專利]一種生物偏振激光探針及其應用

在審

• 申請號: 201810345524.2
• 申請日: 2018-04-17
• 公開（公告）號: CN110384475A
• 公開（公告）日: 2019-10-29
• 發明（設計）人: 廖清;呂錚;付紅兵;徐珍珍
• 申請（專利權）人: 首都師范大學
• 主分類號: A61B5/00
• 分類號: A61B5/00;G01N21/64
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開一種生物偏振激光探針，具有介孔二氧化硅包覆的有機小分子的核殼結構，具有窄帶和偏振發射譜。它是新的具有窄帶和高偏振發射譜的核殼結構的生物激光探針，為生物熒光探針發展提供了全新思路。在有機納米線上包覆二氧化硅層的方式制備新型的一維結構的生物激光探針。包覆二氧化硅的納米線仍然具有良好的光學性質，在泵浦光激發下仍有非常好的激光行為，具有較低閾值，發射光不僅半峰全寬非常窄還是偏振度非常高的偏振光。應用于生物成像中，高度偏振的窄化激光光譜在成像中擁有十分突出的優勢，使成像分辨率和對比度都大有提升，兼之所具有的編碼標記的能力，在生物成像、多細胞編碼標記并追蹤方面擁有廣泛的應用潛力。

技術領域

本發明涉及生物光子學的技術領域，具體地說，涉及一種生物探測及組織成像的、新的、更具有實用價值的窄帶發射的偏振熒光探針。

背景技術

偏振光具有減少多重散射的特點，因而具有較深的組織穿透度，能夠提供更好的圖像對比度及組織分辨率，適合應用于生物探測及組織成像，因而在生物光子學領域有極大的潛在價值。熒光探針技術其具有靈敏度高、選擇性好、使用方便成本低、多樣性、遠距離發光、原位分析等眾多優點，在生物檢測分析、食品分析和臨床檢驗等方面有著廣泛的應用。但是，現有的熒光探針也存在著發射光譜較寬，無法與背景熒光區分，造成成像對比度下降，也同時限制了多種發光顏色探針的同時應用，或者無法避免的生物毒性，如量子點，同時都其熒光都是非偏振光，容易被散射、吸收，穿透力差。因此，開發新的更具有實用價值的窄帶發射的偏振熒光探針已經成為生命科學發展的必行之勢，也成為目前跨學科的前沿交叉研究熱點。

發明內容

本發明涉及生物光子學的技術領域，具體地說，涉及一種生物探測及組織成像的、新的、更具有實用價值的窄帶發射的偏振熒光探針。

本發明的目的是制備得到生物偏振激光探針。微納激光能夠通過光干涉實現發射非常窄的發射光譜，在生物成像領域中有非常大的優勢。而有機微納激光近年來發展的比較成熟。同時，通過對材料的設計，許多低閾值的有機微納激光也紛紛涌現。相比于無機微納激光器，有機微納激光器制備方便，成本低本，更適合應用于生物體。此外，通過分子自組裝形成的有機微納激光器，其內部分子高度有序排列，是產生偏振熒光的必要條件。因而，通過復合材料能夠結合多種材料優勢于一體的特點，基于有機微納激光器的生物偏振激光探針的制備是一個非常好的發展趨勢，并為生物熒光探針的發展提供了一種全新的思路。

本發明提供了一種生物偏振激光探針，其具有介孔二氧化硅包覆的有機小分子的核殼結構，具有窄帶和偏振發射譜。生物偏振激光探針可以包括尺寸可調的H-聚集的TDSB有機納米線，能夠在不同比例的乙醇和水的混合不良溶劑中制備得到。生物偏振激光探針具有核殼結構的TDSB介孔二氧化硅，其中，在表面活性劑CTAB的幫助及氨水作催化劑條件下，以有機納米線為模板，在其表面包裹一層均勻的介孔二氧化硅，從而形成有機納米線激光探針。

本發明中，首先是優秀激光材料TDSB分子的合成，利用再沉淀的方法成功制備了一些列尺寸可控(0.5-45μm)的TDSB有機納米線，為其在生物體系中的應用打開了道路。其次是通過長度為5m左右的有機納米線上包覆二氧化硅層的方式制備了一種新型的一維結構的生物激光探針。包覆二氧化硅的納米線仍然具有良好的光學性質，在一定能量的泵浦光的激發下，仍有非常好的激光行為，具有較低的閾值(1.54μJ/cm²)，并且其發射光不僅半峰全寬非常窄(<5nm)還是偏振度(>83％)非常高的偏振光。較小的尺寸有利于被細胞吞噬，對細胞的擾動也比較小，可不影響細胞的正常生存。窄發射光譜有利于與背景熒光區分，提高成像對比度；而偏振光能減少多重散射的能力，可以實現較大的穿深度和較高的組織成像分辨率。在生物成像方面有巨大的潛在應用價值。最后是二氧化硅殼層賦予TDSB納米線激光探針良好的生物相容性及光學穩定性。TDSB納米線激光探針應用于生物成像中，其高度偏振的窄化激光光譜在成像中擁有十分突出的優勢，使成像的分辨率和對比度都大有提升，兼之所具有的編碼標記的能力，在生物成像、多細胞編碼標記并追蹤方面擁有廣泛的應用潛力。