[發(fā)明專利]一種多響應(yīng)納米溫度檢測探針、制備方法及應(yīng)用

在審

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• 申請日: 2021-11-11
• 公開（公告）號: CN113930235A
• 公開（公告）日: 2022-01-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 朱幸俊;胡倩
• 申請（專利權(quán)）人: 上海科技大學
• 主分類號: C09K11/02
• 分類號: C09K11/02;C09K11/85;B82Y20/00;B82Y30/00;B82Y40/00;G01K11/20;G01N21/64
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 翁若瑩

本發(fā)明公開了一種多響應(yīng)納米溫度檢測探針、制備方法及在實時溫度監(jiān)控中的應(yīng)用。所述溫度檢測探針的結(jié)構(gòu)通式為：NaL_1?A?BYb_ATm_BF₄@NaM_1?CYb_CF₄@NaL_1?D?EYb_DNd_EF₄@NaLF₄。制備方法為：依次根據(jù)每一層稱量對應(yīng)的稀土以及堿金屬氯化物，加入溶劑加熱攪拌，溶解，將溶液在氮氣保護下升溫反應(yīng)，然后冷卻到室溫，通過離心分離得到固體，洗滌；最后固體超聲分散在環(huán)己烷中，加入二硬脂酰基磷脂酰乙醇胺?聚乙二醇的二氯甲烷溶液，離心分離，最后固體超聲分散在水里。本發(fā)明在近紅外第二光學窗口實現(xiàn)比率型發(fā)光溫度監(jiān)測，具有不閃爍、穩(wěn)定性好、生物組織自發(fā)熒光低、高信噪比和出色的穿透深度等優(yōu)點。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種近紅外第二光學窗口發(fā)射的多響應(yīng)納米溫度檢測探針的制備方法及其在活體中溫度檢測的應(yīng)用，屬于光學納米探針技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

溫度檢測在生物醫(yī)學中具有深遠的意義。它有助于揭示熱產(chǎn)生和熱傳導機制，可在細胞及亞細胞水平以更精確的方式調(diào)節(jié)熱效應(yīng)，為解釋生物體內(nèi)的疾病進展和生理過程開辟了新的途徑。然而，對于微觀層面的溫度檢測，傳統(tǒng)的基于熱電偶、光纖或熱像儀等宏觀器件的測量方法具有空間精度不夠高，只能給出某個區(qū)域的平均溫度值等缺陷，所以并不適用。同時，使用熱電偶和光纖的方法也存在侵入性問題，因此，有必要開發(fā)和被觀察物體尺度匹配的基于納米/微米材料的溫度計。近年來，已經(jīng)報道了幾種利用光學、聲學和磁效應(yīng)的納米溫度計。其中，光學納米溫度計由于具有靈敏度高、采集速度快、實時連續(xù)測量、檢測結(jié)果無創(chuàng)、可視化、范圍廣等優(yōu)點，越來越受到該領(lǐng)域的關(guān)注，具有很高的實際應(yīng)用前景。

量子點、有機熒光團和稀土摻雜納米顆粒等發(fā)光材料已被用于建立光學納米溫度計，但目前在材料設(shè)計方面仍存在一些挑戰(zhàn)。量子點通常含有重元素，包括Pb、Hg和As等，會帶來毒性問題。另一方面，有機熒光染料的光穩(wěn)定性較差，而且其發(fā)射波長擴展到近紅外(NIR)區(qū)域，尤其是在近紅外第二光學窗口(NIR-II)即1000-1700nm處，仍然較為困難。稀土摻雜的發(fā)光納米粒子具有不閃爍、優(yōu)異的光穩(wěn)定性、發(fā)射覆蓋范圍廣、波長可調(diào)等獨特優(yōu)點，是作為光學納米溫度計的理想材料。然而目前稀土摻雜的發(fā)光納米材料感測溫度的發(fā)射波長通常低于1200nm。與較短波長相比，NIR-II窗口中較長的波長(1200nm)表現(xiàn)出更好的成像分辨率和靈敏度，因此開發(fā)具有更長工作波長的NIR-II納米溫度計以提高基于成像的測溫性能是極其有意義的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：提供一種非侵入性的活體光學測溫材料。該材料可在700-1000nm激光激發(fā)下產(chǎn)生位于1210-1500nm波段的1-3條近紅外發(fā)射帶，實現(xiàn)同一納米溫度檢測探針中1-2種光學測溫比率計的構(gòu)筑，測溫比率計的熱靈敏度在0.6-1.3％℃^-1。利用所得納米溫度檢測探針，通過光學成像的方式可以對生物體生理過程中的溫度變化進行實時監(jiān)控。這一類材料的顯著特點是能夠在近紅外光激發(fā)下，產(chǎn)生多條位于活體近紅外第二光學窗口的溫度響應(yīng)性發(fā)射帶，在生物組織中具有良好的穿透深度和成像分辨率，可用于活體溫度的非侵入式成像檢測。