本發(fā)明屬于納米生物效應與安全
技術(shù)領域：
，涉及納米材料在生物毒理作用研究中的應用，具體涉及一種摻59Fe納米金棒及其制備方法。
背景技術(shù)：
：納米技術(shù)的發(fā)展促使一批具有獨特光、電、磁等性質(zhì)納米材料的誕生，貴金屬納米材料，尤其是金納米顆粒，其高度可調(diào)的光學特性可大大增強對可見光及近紅外光的吸收，基于其良好的光學性質(zhì)和表面化學能力，研究人員可借助其他成像分子探針，如核素探針64Cu和111In，光學探針I(yè)CG，磁共振探針Fe3O4等標記金納米材料構(gòu)建多功能納米探針，實現(xiàn)活體成像及治療研究。目前，利用放射性同位素作為示蹤劑，標記在納米材料上，掌握材料在生物體內(nèi)的代謝過程比較常見(即同位素示蹤法)。由于放射性同位素能不斷地發(fā)射具有一定特征的射線(如γ射線)，因此通過放射性探測方法，可以隨時追蹤含有放射性核素的納米材料在體內(nèi)或體外的位置及其數(shù)量的運動變化情況。同時同位素示蹤法具有靈敏度高(10-14-10-18)，測量方法簡便易行，能準確地定量，定位及符合所研究對象的生理條件等特點。但部分材料中的放射性同位素半衰期短(例如198Au僅有2.8天的半衰期)，造成很短的時間內(nèi)材料的放射性強度就降到一個極低的值，這為探究材料的長期代謝途徑帶來了困難。技術(shù)實現(xiàn)要素：針對上述問題，本發(fā)明提出了一種摻59Fe納米金棒(59Fe—GNRs)及其制備方法，實現(xiàn)了在GNRs中摻入半衰期較長的59Fe，對納米金棒進行放射性標記。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：一種摻59Fe納米金棒的制備方法，包括以下步驟：1)將HAuCl4溶液與CTAB溶液混合，在攪拌下加入NaBH4，劇烈攪拌后停止，制備得到金種溶液；2)將AgNO3溶液和59FeCl3·HCl同時加入CTAB和NaOL的混合溶液中(即金棒生長溶液)并攪拌，然后加入HAuCl4溶液并劇烈攪拌至無色，再加入濃鹽酸調(diào)節(jié)pH至1-2；3)向步驟2)調(diào)節(jié)pH后的溶液中加入抗壞血酸，劇烈攪拌混勻，最后加入金種溶液，攪拌均勻，在25-30℃下陳化過夜，生長得到摻59Fe納米金棒。進一步地，步驟3)還包括將生長得到的摻59Fe納米金棒離心分離后洗滌1-3次。優(yōu)選地，進行離心分離的轉(zhuǎn)速為8000-10000rpm，時間為15-20min。進一步地，步驟1)中所述金種溶液在使用前靜置30min以上。進一步地，步驟1)中，CTAB溶液、HAuCl4溶液和NaBH4的摩爾比為2000∶5∶12。優(yōu)選地，NaBH4的摩爾濃度為0.01-0.02M，劇烈攪拌的速度為400rpm以上，越高越好，有氣泡產(chǎn)生為宜。進一步地，步驟2)中，混合溶液中CTAB和NaOL的摩爾比為47∶1至69∶1。進一步地，加入的AgNO3溶液在CTAB和NaOL的混合溶液中的摩爾濃度為0.48-0.9μM。進一步地，步驟2)中，可選擇加入的59FeCl3·HCl的量為10-1000Bq，對應的在最終生長得到的摻59Fe納米金棒中的放射活度可從0.2Bq至20Bq，59FeCl3·HCl的加入量越高，放射性計數(shù)越高。優(yōu)選地，步驟1)和2)中，HAuCl4溶液的摩爾濃度為0.5-1mM，CTAB溶液的摩爾濃度為0.2-0.3M。進一步地，步驟3)中，每100mL步驟2)調(diào)節(jié)pH后的溶液中加入的抗壞血酸為0.32-0.48mmol，劇烈攪拌的速度為400rpm以上(無太多氣泡情況下越高越好)，時間為30s-1min，隨后加入的金種溶液的量為80-160μL，攪拌時間為30s-1min。優(yōu)選地，抗壞血酸的摩爾濃度為0.16mM。本發(fā)明還提供了一種由上述方法制備的摻59Fe納米金棒。進一步地，59Fe的放射活度可從0.2Bq至20Bq。本發(fā)明的有益效果如下：本發(fā)明在納米金棒的合成過程中摻入59Fe(放射性活度會隨摻入量增加，可從0.2bq至20bq，見表1，根據(jù)59Fe的量的變化即可得到不同需求放射強度的GNRs)，將59FeCl3同AgNO3溶液同時加入金棒生長溶液時可獲得最大摻入量(59FeCl3為同一濃度時)，同時不會改變金棒的形貌。由于59Fe是在合成中摻入，59Fe已經(jīng)進入納米金棒內(nèi)部，與金棒交織在一起，因此利用此法在標記時較單純的點標記更加牢靠。同時59Fe半衰期較長(45天)，用其代替半衰期短的198Au(2.8天)標記納米金棒，可用于進行長期觀測，獲得更多實驗數(shù)據(jù)。在納米金棒合成中加入59FeCl3需考慮其加入時間以及是否會改變納米金棒的形貌。由于金納米棒在生長過程及其排外，雜質(zhì)離子易被排除，因此，選擇不同時間點加入59FeCl3及其重要，經(jīng)過我們的探索，59FeCl3在金種合成時加入，先與金種混合，與HAuCl4溶液先混合或先于硝酸銀溶液加入，摻雜量均遠少于在生長液階段與硝酸銀同時加入，其摻雜比例至少為其他時間段的10倍以上(詳見表1)。另一方面，加入其他離子也極易改變金棒的形貌，因此，在考慮異種放射性元素標記材料時，幾乎都是以點標記實現(xiàn)，但點標記極易脫落，造成在某個器官富集，給研究帶來假象。我們在合成中讓59Fe在合成中進入納米金棒內(nèi)部，最大程度上避免了標記脫落，同時發(fā)現(xiàn)摻雜59Fe后并未改變金棒形貌，光學性質(zhì)也未改變(見圖1，圖2)，這為進一步的動物實驗觀測帶來了可能性。附圖說明圖1為不加入59Fe時合成的納米金棒與本發(fā)明獲得的摻59Fe納米金棒(59Fe—GNRs)在電鏡下的對比。圖(a)為不摻入59Fe時合成的納米金棒，圖(b)為本發(fā)明獲得的摻59Fe納米金棒(59Fe—GNRs)。圖2為金納米棒的紫外吸收譜圖。橫坐標為吸收波長，縱坐標為吸光度值。圖3為在小鼠尾靜脈注射暴露材料的示意圖。具體實施方式以下將結(jié)合附圖對本發(fā)明的實現(xiàn)過程做進一步詳細說明，但并不受限于此。(一)合成納米金棒，并在合成過程中摻入少量的59Fe，獲得59Fe—GNRs。合成方法如下：1.金種溶液的制備5mLCTAB(0.2M)溶液與5mLHAuCl4(0.5mM)溶液混合(摩爾比400∶1)，在攪拌下加入0.6mL新制的冰浴NaBH4(0.01M)溶液，劇烈攪拌(轉(zhuǎn)速盡量大，至少高于400rpm)2min后停止，制備得到金種溶液。種子溶液在使用前需靜置30min以上。2.生長液的制備及金棒合成在30℃下，向含1.4gCTAB和0.246gNaOL的溶液中(50mL)同時加入3.6mLAgNO3溶液(4mM)和100μL59FeCl3(放射活度為10Bq)并攪拌15min，然后加入50mLHAuCl4溶液(1mM)并劇烈攪拌90min，再加入濃鹽酸調(diào)節(jié)pH至1.5。調(diào)節(jié)pH后再攪拌15min，加入0.25mL抗壞血酸(0.064M)，劇烈攪拌30s，最后加入80μL金種溶液，攪拌30s，在30℃下陳化12h以上(一般過夜即可)用于金納米棒的生長。金納米棒在10000rpm下離心分離，并用二次水洗滌數(shù)次。將獲得的金納米棒置于伽馬譜儀(GEM-20180-P型美國ORTEC公司)中，獲得放射性活度譜圖，解譜后得到放射性活度，并與背底比較，其中環(huán)境背底無計數(shù)，59Fe-GNR的計數(shù)率為0.221個/秒，加入59Fe量為6.5×10-4(見表1)。表1為環(huán)境背底(BG)與59Fe-GNR計數(shù)對比編號樣品核素能量(伏)計數(shù)率(個/秒)誤差\BG\\\\A59Fe-Auseeds-GNRs-1FE-591099.010.018013.0％B59Fe-Auseeds-GNRs-2FE-591098.690.020520.3％C59Fe-GNRs-1FE-591100.180.2216.7％D59Fe-GNRs-2FE-591099.632.966.5％上表中，A為在金種合成時加入59FeCl3，B為59FeCl3隨金種一起加入金棒生長溶液中，C，D為59FeCl3隨AgNO3一起加入金棒生長溶液中，A、B、C中加入的59FeCl3放射性活度均為10Bq，D為1000Bq。由上表可見，在不同時段加入59FeCl3對59Fe的摻入量有顯著影響，同一放射活度的59FeCl3隨AgNO3一起加入金棒生長溶液中獲得的59Fe摻入量最大，同時，59FeCl3的量增大也會提高納米金棒中59Fe的摻入量。最終獲得的摻59Fe納米金棒的SEM圖如圖1所示，其長約74.08±5.31nm，寬約20.64±1.38nm，長徑比約為1∶3.6，與未摻雜59Fe的普通金棒的SEM圖對比，形貌未見明顯變化。金納米棒的紫外吸收譜如圖2所示，其長度特征峰為760nm，其光學特性仍然存在，未改變。(二)對小鼠進行尾靜脈注射59Fe—GNRs，即可實現(xiàn)標記材料的觀測。將已合成的59Fe—GNRs加入到5％的BSA溶液中(BSA溶液過量)并置于搖床上，在180rpm至200rpm，常溫下?lián)u動一天對金棒進行修飾(表2為修飾前后電位變化)，修飾后在3000rpm下離心分離，去除上層清液，沉淀重新懸浮于水中。BSA有較好的生物相容性，經(jīng)BSA修飾后，金棒可更容易進入動物組織器官，方便觀測。表2為經(jīng)BSA修飾前后納米金棒的電位變化由表2可見，經(jīng)BSA修飾后納米金棒的電位由22.6mV變?yōu)?11.27mV。將經(jīng)BSA修飾的金棒通過尾靜脈注射暴露給小鼠(如圖3所示)，接下來便可按照常規(guī)生理實驗手段采血，取肝腎并置于伽馬譜儀中觀察材料的富集狀況。當前第1頁1 2 3