熒光成像納米探針的方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于納米復合材料及其應用技術領域，具體涉及一種簡便綠色的制備單分散核殼結構C-dots@Si02熒光成像納米探針的方法和其在活體成像上的應用。
【背景技術】
[0002]癌癥是世界上致死率最高的疾病，因此，早期檢測和追蹤癌細胞具有非常重要的意義。早期癌癥診斷技術有很多。例如:CT是最常用的診療方法，能夠清晰的呈現(xiàn)組織的3D結構，但是臨床應用的絕大多數(shù)CT造影劑是碘化物，碘化物的過量應用會對腎臟造成很大傷害。而MR成像分辨率沒有那么高。由于熒光成像不會對腎臟造成傷害，并且在細胞水平上有更好的成像分辨率。因此，將熒光成像應用于癌細胞成像將會很大程度上提高成像效果，并且對有機體造成的傷害會小很多。
[0003]熒光碳量子點(C-dots)具有穩(wěn)定的物理化學性質、光學性質和高量子效率，因此近些年被作為很有潛力的熒光生物探針材料。同時比較于金屬量子點來說，C-dots有良好的生物相容性，并且對環(huán)境沒有任何污染。(參考文獻:S.Zhu, J.Zhang, C.Qiao, S.Tang, Y.Li，ff.Yuan, B.Li，L.Tianj F.Liuj R.Huj H.Gaoj H.Weij H.Zhang, H.Sun and B.Yang, Chem.Commun.，2011，47，6858 ；S.Baker and G.Baker, Angew.Chem.，Int.Ed.，2010，49，6726 ；L.Zhou, Y.Linj Z.Huang, J.Ren and X.Quj Chem.Commun.，2012，48，1147 ；B.Kong, A.Zhuj C.Ding, X.Zhao, B.Li and Y.Tianj Adv.Mater.，2012，24，5844)但是 C-dots 尺寸很小(小于3nm),難于分離和洗滌。因此,在C-dots溶液中，過量的反應試劑會在接下來的生物成像應用中造成非特異性吸附而造成影響。S12殼作為一種包覆材料具有很多優(yōu)點，如:生物相容性好，物理化學性質穩(wěn)定，有良好的親水性，易于進行表面修飾。用S12將C-dots包覆，就可以制備出便于分離和洗滌的性質優(yōu)良的熒光納米探針。如今也有很多用S12包覆熒光材料來制備熒光納米探針的方法，但是他們存在一些缺點，如合成方法復雜，合成過程中用到有毒藥品，對環(huán)境造成污染并對細胞有一定的毒害作用。(參考文獻:P.Huang, J.Lin, S.Wang, Z.Zhou, Z.Li，Z.Wang, C.Zhang, X.Yuej G.Niuj M.Yang, D.Cui and X.Chen, B1materials，2013，34，4643 ；Z.Zhou, C.Zhang, Q.Qian, J.Maj P.Huang, X.Zhang, L.Pan, G.Gaoj H.Fuj S.Fuj H.Song, X.Zhij J.Ni and D.Cuij J.Nanob1technol.，2013，11，I ；H.Zhang, Z.Jiao, Z.Li, M.Wuj D.Pan and Y.Zhang, the preparat1n of a new silica fluorescencenanosphere, China:CN 101974326 A，2011-2-16)

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種簡便綠色的方法制備單分散核殼結構C-dots@Si02熒光成像納米探針，使用該方法制備的C-dots@Si02納米探針具有分散性好、物理化學性質和光學性質穩(wěn)定、生物相容性好、熒光強度強、環(huán)境友好的特點。
[0005]本發(fā)明中單分散核殼結構C-dots@Si02納米探針的制備方法包括如下步驟:
[0006](I)首先，將一定量檸檬酸和尿素在去離子水中均勻混合。
[0007](2)然后將上述溶液在700-1000W微波中放置一段時間，隨后在60-100°C真空中加熱l_2h。
[0008](3)離心去除大粒子雜質，取出上層液體待用。
[0009](4)取一定量(3)溶液，加入到已經(jīng)配制好的一定濃度的聚丙烯酸鈉(PAAS)水溶液中，隨后加入一定量乙醇攪拌0.5-lh。
[0010](5)用乙醇配制體積分數(shù)為20-25%的TEOS溶液。
[0011](6)取一定量步驟⑷得到的溶液，向其中加入一定量的乙醇和NH3.H20(2M)，攪拌均勻后分多次加入(5)中TEOS溶液，在40-50°C油浴中反應2_3h。
[0012](7)將步驟(6)得到的溶液進行離心分離，所得固體再用去離子水和無水乙醇交替洗滌數(shù)次，即得C-dots@Si02。
[0013]本發(fā)明具有如下優(yōu)點:
[0014]1.合成方法非常簡單，合成過程中用到的藥品沒有毒害作用。
[0015]2.相比于C-dots, OdotsOS12可以很容易的離心分離和洗滌。
[0016]3.由于S12殼的包覆,本發(fā)明得到的核殼結構OdotsOS12納米探針物理化學性質和光學性質更加穩(wěn)定。
[0017]4.使用本發(fā)明方法制備的單分散核殼結構C-dots@Si02作為生物成像納米探針具有良好的生物相容性。
[0018]5.C-dots和S12對環(huán)境完全沒有污染，因此C-dots@Si02是環(huán)境友好型材料。
[0019]6.S12殼易于進行表面修飾，因此生成的C-dots@Si02在其他生物應用中有廣泛應用。
【附圖說明】
[0020]圖1、為本發(fā)明制備得到的C-dots透射電鏡圖片；
[0021]圖2、為C-dots@Si02的透射電鏡圖片；
[0022]圖3、為本發(fā)明制備得到的單分散核殼結構C-dots@Si02的掃描電鏡圖片；
[0023]圖4、不同濃度C-dots@Si02對裸鼠的體內熒光成像。
【具體實施方式】
[0024]下面結合具體實施例進一步闡述本發(fā)明，實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的保護范圍。
[0025]具體實施例
[0026]實施例1:
[0027]首先，將3g檸檬酸和3g尿素在1mL去離子水中均勻混合。然后將上述溶液在700W微波中放置5min，隨后在60°C真空中加熱Ih。3000rpm轉速下離心20min去除大粒子雜質，取出上層液體待用。
[0028]取350 μ L上述C-dots溶液，加入到1mL PAAS水溶液(2g L 3中，隨后加入50mL乙醇，攪拌30min。取上述步驟得到的溶液，向其中加入180mL乙醇和70mL NH3.H2O (2M)，攪拌均勻后分多次加入20% TEOS溶液(用乙醇配制)，在40°C時反應2h。(首先，加入100 μ L TE0S，40min 后再加入 ΙΟΟμ L，剩余的 800μ L TEOS 每隔 20min 加 200 μ L)最后，將得到的混合溶液進行離心分離，所得固體再用去離子水和無水乙醇交替洗滌數(shù)次，即得C_dots@Si02。
[0029]實施例2:
[0030]首先，將6g檸檬酸和8g尿素在15mL去離子水中均勻混合。然后將上述溶液在850W微波中放置20min，隨后在80°C真空中加熱1.5h。3000rpm轉速下離心20min去除大粒子雜質，取出上層液體待用。
[0031]取500 μ L上述C-dots溶液，加入到20mL PAAS水溶液(2g L ')中，隨后加入10mL乙醇，攪拌45min。取上述步驟得到的溶液，向其中加入10mL乙醇和50mL NH3.H2O (2M)，攪拌均勻后分多次加入20% TEOS溶液(用乙醇配制體)，在45°C時反應2.5h。(首先，力口Λ 250 μ L TE0S，40min 后再加入 250μ L，剩余的 2000μ L TEOS 每隔 20min 加 300 μ L)最后，將得到的混合溶液進行離心分離，所得固體再用去離子水和無水乙醇交替洗滌數(shù)次，即得 OdotsOS12。
[0032]實施例3:
[0033]首先，將8g檸檬酸和1g尿素在20mL去離子水中均勻混合。然后將上述溶液在100ff微波中放置lOmin，隨后在100°C真空中加熱2h。6000rpm轉速下離心20min去除大粒子雜質，取出上層液體待用。
[0034]取500 μ L上述C-dots溶液，加入到20mL PAAS水溶液(2g L ')中，隨后加入10mL乙醇，攪拌60min。取上述步驟得到的溶液，向其中加入150mL乙醇和10mL NH3 -H2O (2M)，攪拌均勻后分多次加入25% TEOS溶液(用乙醇配制)，在50°C時反應3h。(首先，加入400 μ L TE0S，40min 后再加入 400μ L，剩余的 2800μ L TEOS 每隔 20min 加 700 μ L)最后，將得到的混合溶液進行離心分離，所得固體再用去離子水和無水乙醇交替洗滌數(shù)次，即得C_dots@Si02O
[0035]上述合成的單分散核殼結構C-dots@Si02納米復合材料為光學活性物質，可用于體內熒光成像。
[0036]體內熒光成像步驟為:按照每千克給麻藥1mL(戊巴比妥鈉0.7% )的量麻醉小鼠。然后，將用PBS (pH = 7.4)配制的200 μ L不同濃度的C-dotS@Si02溶液原位注射于小鼠背部，然后進行熒光成像。
【主權項】
1.一種方便清潔的制備單分散核殼結構C-dots@Si02熒光成像納米探針的方法，包括如下步驟:熒光碳量子點(C-dots)的制備，用S12包覆C-dots制備C-CbtsOS12-光成像納米探針。2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于=S12包覆的熒光材料為C-dots，S12和C-dots對環(huán)境和有機體無毒害作用。3.根據(jù)權利要求1所述的方法，包覆過程用聚丙烯酸鈉(PAAS)作為模板，然后包覆上S1204.根據(jù)權利要求1所述的方法，包覆過程在強堿性條件下進行，PH大于9。5.根據(jù)權利要求1所述的方法，包覆用時很短，為2-3h。
【專利摘要】一種簡便綠色的制備單分散核殼結構C-dotsSiO2熒光成像納米探針的方法，本發(fā)明提供了一種簡便綠色的方法制備單分散核殼結構熒光納米探針C-dotsSiO2。首先,利用微波法合成尺寸均勻、分散性好、高量子效率的碳量子點(C-dots)熒光納米材料。隨后，在乙醇-水體系中，以正硅酸乙酯(TEOS)為硅源將C-dots包覆，形成適合生物成像的C-dotsSiO2納米探針。并且由于SiO2的包覆，所得產品易于分離和洗滌，物理化學性質和光學性質穩(wěn)定，生物相容性好，環(huán)境友好，且易于進行表面修飾，可以應用于其它生物醫(yī)學臨床應用領域，如：癌細胞靶向成像等。
【IPC分類】B82Y5/00, A61K49/00
【公開號】CN105617405
【申請?zhí)枴緾N201410621098
【發(fā)明人】王春剛, 吳曉彤, 蘇忠民
【申請人】東北師范大學
【公開日】2016年6月1日
【申請日】2014年11月4日