專利名稱：脂質(zhì)體包埋量子點的二氧化硅微球的制備方法及其產(chǎn)品的制作方法
脂質(zhì)體包埋量子點的二氧化硅微球的制備方法及其產(chǎn)品 發(fā)明領(lǐng)域
本發(fā)明脂質(zhì)體包埋量子點的二氧化硅微球的制備方法及其產(chǎn)品， 涉及一種包埋大量量子點的二氧化硅微米球和納米球的制備方法，尤 其涉及的是以脂質(zhì)體包埋量子點納米粒子、或同時包埋量子點和藥 物，然后再在脂質(zhì)體表面形成二氧化硅而獲得的二氧化硅微米球和納 米球，該微米球和納米球可用于生物的熒光標記，或動脈栓塞與成像， 屬于材料和生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
量子點即為半導(dǎo)體納米微晶，尺度主要分布在1 10nm，由于具 有比常規(guī)有機熒光染料更優(yōu)越的熒光，如熒光比較穩(wěn)定，量子產(chǎn)率高 (即熒光很亮)，不同熒光顏色的量子點被同一波長的激發(fā)光照射時 可同時發(fā)光，等等，量子點在生物醫(yī)學(xué)研究中有廣泛的應(yīng)用，尤其對 于考察生物分子之間的相互作用(如芯片雜交)等高通量檢測研究， 具有非常看好的應(yīng)用前景。量子點同樣可以用于動物體內(nèi)的熒光成 像，如連接抗體或多肽的量子點靶向到小鼠體內(nèi)的腫瘤并可以使腫瘤 部位發(fā)射熒光；量子點可以用于小鼠或豬的腋窩淋巴結(jié)的成像與定 位，等等。
然而，量子點的組成中含有重金屬，特別是CdSe、 CdTe以及 CdSe/ZnS、 CdTe/CdSe、 CdTe/CdS等含Cd量子點毒性較大，因為重 金屬Cd對動物的毒性僅次于劇毒的汞Hg，是強致癌物。近年來，研 究者們在研究量子點生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用的同時，對于其毒性一直存在爭
議，可以說，將量子點的熒光示蹤技術(shù)用于臨床，其實還有很長的路 要走。
為減少量子點的毒性，除了研發(fā)新型的低毒性量子點，對量子點 進行表面修飾是目前研究的一個重點，特別是在量子點表面包覆無毒 或毒性低的磷脂、高分子、二氧化硅等。其中，包覆二氧化硅是減少 量子點釋放有毒重金屬離子的有效方法。包覆的方法主要有在水相 中直接在量子點表面合成二氧化硅；在量子點微乳中合成二氧化硅納 米球。這些方法，二氧化硅所包覆的量子點為一個或數(shù)個或幾十個， 都比較少，雖然在微乳中通過調(diào)整二氧化硅反應(yīng)前驅(qū)體濃度和反應(yīng)速 度可得到包覆較多數(shù)量量子點的亞微米和微米尺度的二氧化硅微球， 但得到的微球粒度難以控制，分布很不均勻。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于克服目前方法中二氧化硅微球 一次只能包埋少量量子點的缺陷，提供一種可以包埋大量量子點且粒 度分布比較均勻的脂質(zhì)體包埋量子點的二氧化硅微球的制備方法。
本發(fā)明所要解決的另一技術(shù)問題在于提供一種針對上述制備方 法所制得的產(chǎn)品。
本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是 一種脂質(zhì)體包埋 量子點的二氧化硅微球的制備方法，包括下述步驟 步驟A、將脂質(zhì)材料溶解于有機溶劑中，如氯仿，也可以其他良溶劑， 旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)制成脂質(zhì)薄膜；
步驟B、脂質(zhì)薄膜中加入量子點(堿性)水溶液，通過薄膜分散法制 成以脂質(zhì)為膜，量子點為核的粒度不大于10 P m的脂質(zhì)體； 步驟c、脂質(zhì)體中加入正硅酸乙酯，通過正硅酸乙酯水解在脂質(zhì)體表
面形成一層二氧化硅膜，制得脂質(zhì)體包埋量子點的二氧化硅 微球。
進一步，脂質(zhì)體的粒度不大于8um;
更進一步，脂質(zhì)體的粒度為微米級， 一般在l 5um。
本發(fā)明提供的量子點二氧化硅微球，不僅可以降低量子點毒性， 還可以提高每個發(fā)光點的光信號強度，也就是可以提高檢測信號的靈 敏度。當不同熒光顏色的量子點包埋到微球中時，由于可以獲得數(shù)量 很大的不同熒光光譜特征的微球而在生物高通量檢測中可以發(fā)揮作 用。此外，微米尺度的量子點微球還可以用于腫瘤(特別是肝癌)動 脈栓塞，當微球中包埋化療藥物時，這樣的微球可能具有很多功能， 包括動脈栓塞、栓塞后的熒光成像檢測以及緩釋化療藥。
且本發(fā)明的量子點二氧化硅微球還克服了目前在微乳中通過調(diào) 整反應(yīng)條件而獲得的從亞微米到微米尺度的二氧化硅微球粒度分布 不均勻的缺陷。
在二氧化硅微球中可進一步包埋藥物，這種藥物可以是脂溶性或 水溶性。
在上述方案的基礎(chǔ)上，提供一種包含脂溶性藥物的二氧化硅微球 的制備方法，在步驟A中，所述的脂質(zhì)材料先與脂溶性藥物混合，旋 轉(zhuǎn)蒸發(fā)制成脂溶性藥物脂質(zhì)薄膜。進一步，在脂溶性藥物脂質(zhì)薄膜中 加入量子點水溶液，制成脂溶性藥物脂質(zhì)體，再加入正硅酸乙酯，制 得脂溶性藥物脂質(zhì)體包埋量子點的二氧化硅微球。
在上述方案的基礎(chǔ)上，所述的脂溶性藥物為紫杉醇，長春新堿， 喜樹堿，三尖杉酯堿，環(huán)已亞硝脲，馬利蘭，更生霉素，靛玉紅，硫 唑嘌呤，順鉑中的一種。
在上述方案的基礎(chǔ)上，提供一種包含水溶性藥物的二氧化硅微球 的制備方法，先制備脂質(zhì)薄膜，在步驟B中，所述的量子點水溶液先 與水溶性藥物混合，混合液再加入脂質(zhì)薄膜中，制成水溶性藥物脂質(zhì) 體，再加入正硅酸乙酯，制得水溶性藥物脂質(zhì)體包埋量子點的二氧化 硅微球。
在上述方案的基礎(chǔ)上，所述的水溶性藥物為阿霉素，秋水仙堿， 環(huán)磷酰胺，氮芥類，噻替派，氮烯米胺，甲基芐肼，博來霉素，絲 裂菌素C，氟脲嘧啶，阿糖胞苷中的一種。
在上述方案的基礎(chǔ)上，所述的薄膜分散法為將脂質(zhì)薄膜在量子點 水溶液中，氮氣保護下浸泡0. 5 25小時，再振蕩0.5 2小時，制 得脂質(zhì)體，也可以在其他惰性氣體保護下進行。
具體的，浸泡時間可以為0.5， 1， 2， 3， 5， 8， 10， 12， 15， 18， 20， 22或25小時;
振蕩時間具體可以為0.5， 1， 1.5或2小時。
進一步，為了獲得一種從納米到微米的不同尺度段粒度分布都較 均勻的量子點二氧化硅微球，本發(fā)明在步驟B制得脂質(zhì)體后，還包括 對脂質(zhì)體進行納米化步驟，所述的納米化步驟為將粒度不大于10 um 的脂質(zhì)體通過微孔直徑0. 8 u m的濾膜擠壓；
或依次通過微孔直徑0. 8 u m及0. 65 u m的濾膜擠壓；
或依次通過微孔直徑0. 8 u m、 0. 65 u m及0. 45 u m的濾膜擠壓；
或依次通過微孔直徑0. 8 y m、 0. 65 li m、 0. 45 u m及0. 4 y m的濾 膜擠壓；
或依次通過微孔直徑0. 8 P m、 0. 65 u m、 0. 45 u m、 0. 4 u m及0. 22 lim的濾膜擠壓；
或依次通過微孔直徑0. 8 U m、 0. 65 li m、 0. 45 u m、 0. 4 u m、 0. 22 um及0.2um的濾膜擠壓；
或依次通過微孔直徑0. 8 u m、 0. 65 u m、 0. 45 u m、 0. 4 u m、 0. 22 U m、 0. 2 P m及0. 15 u m的濾膜擠壓；
或依次通過微孔直徑0. 8 u m、 0. 65 u m、 0. 45 u m、 0. 4 u m、 0. 22 pm、 0.2um、 0. 15 u m及0. 1 u m的濾膜擠壓，制得納米級脂質(zhì)體， 再進行步驟C，通過正硅酸乙酯水解在脂質(zhì)體表面形成一層二氧化硅 膜，制得脂質(zhì)體包埋量子點的二氧化硅納米球。
通過上述納米化步驟還可以制備包埋水溶性藥物的納米球，具體 為將脂質(zhì)材料溶解于有機溶劑中，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)制成脂質(zhì)薄膜，將量子 點水溶液與水溶性藥物混合，混合液加入到脂質(zhì)薄膜中，制成以脂質(zhì) 為膜，量子點為核的水溶性藥物脂質(zhì)體；再對脂質(zhì)體進行微孔擠壓以 獲得不同粒度分布的納米級脂質(zhì)體；然后在納米級脂質(zhì)體表面通過正 硅酸乙酯水解形成一層二氧化硅膜，制得水溶性藥物脂質(zhì)體包埋量子 點的二氧化硅納米球。
通過上述納米化步驟還可以制備包埋脂溶性藥物的納米球，具體 為將脂質(zhì)材料和脂溶性藥物溶解于有機溶劑中，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)制成脂溶 性藥物脂質(zhì)薄膜，在脂溶性藥物薄膜中加入量子點水溶液，制成以脂 質(zhì)為膜，量子點為核的脂溶性藥物脂質(zhì)體；再對脂質(zhì)體進行微孔擠壓 以獲得不同粒度分布的納米級脂質(zhì)體；然后在納米級脂質(zhì)體表面通過 正硅酸乙酯水解形成一層二氧化硅膜，制得脂溶性藥物脂質(zhì)體包埋量 子點的二氧化硅納米球。
步驟C中，通過正硅酸乙酯水解在脂質(zhì)體表面形成一層二氧化硅 膜為常規(guī)步驟，在此不做詳述。
所述的脂質(zhì)材料為磷脂，或磷脂與膽固醇的混合物。
量子點與磷脂混合成分不僅有靜電作用，還可能有配位作用，所 以當加入脂質(zhì)材料時，實驗發(fā)現(xiàn)大部分量子點均包埋或吸附在脂質(zhì)體
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中，粒度測試表明，幾乎無游離的量子點。
所述的量子點為第II副族與第VI主族元素組成的納米粒子或第
m主族與第v主族元素組成的納米粒子中的一種或多種的組合物，其 中，多種納米粒子分別具有相同或不同的熒光特性。 量子點納米粒子包括
1、 單一半導(dǎo)體材料組成的量子點納米粒子，如CdTe，CdSe， InCaP, InP, InAs， HgS，HgSe，等；
2、 以一種半導(dǎo)體納米粒子為核，另一種無機材料為殼的核-殼型 量子點納米復(fù)合粒子，如CdSe/ZnS， CdTe/CdSe， CdTe/CdSe/ZnS, CdTe/CdS、 InCaP/ZnS、 CdTe/HgTe，CdSe/HgSe，等。
針對上述的制備方法所獲得的產(chǎn)品，為脂質(zhì)體包埋量子點的二氧 化硅微球或脂質(zhì)體包埋量子點的二氧化硅納米球，粒度不大于10um。
本發(fā)明的有益效果是
1、 本發(fā)明的脂質(zhì)體包埋量子點的二氧化硅微球，不僅可以降低量子 點毒性，還可以提高每個發(fā)光點的光信號強度，提高檢測信號的靈敏 度，當不同熒光顏色的量子點包埋到微球中時，由于可以獲得數(shù)量很 大的不同熒光光譜特征的微球而在生物高通量檢測中可以發(fā)揮作用；
2、 微米尺度的量子點微球還可以用于腫瘤(特別是肝癌)動脈栓塞， 當微球中包埋化療藥物時，這樣的微球可能具有很多功能動脈栓塞、 栓塞后的熒光成像檢測以及緩釋化療藥。
3、 克服了微乳中通過調(diào)整反應(yīng)條件而獲得的從亞微米到微米尺度的 二氧化硅微球粒度分布不均勻的缺陷，可以獲得從納米到微米的不同 尺度段粒度分布都較均勻的量子點二氧化硅微球。


圖1為CdTe/CdS脂質(zhì)體TEM照片。
圖2為CdTe/CdS脂質(zhì)體表面包覆二氧化硅的微球的TEM照片。
圖3為CdTe/CdS量子點(左)和CdTe/CdS脂質(zhì)體表面包覆二氧化硅
的微球(右)的熒光照片。
具體實施例方式
實施例1
脂質(zhì)體包埋量子點的二氧化硅納米球的制備 步驟A、脂質(zhì)薄膜的制備
精確稱取大豆磷脂和膽固醇(質(zhì)量比為3: 2),在梨形燒瓶中用 氯仿將磷脂和膽固醇溶解，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)，揮去氯仿使磷脂和膽固醇在燒 瓶壁上形成脂質(zhì)薄膜，氮氣吹干薄膜以除去殘留氯仿； 步驟B、脂質(zhì)體的制備
脂質(zhì)薄膜中加入紅色熒光CdTe/CdS量子點水溶液(堿性PH=10)， 氮氣保護下浸泡過夜，再振蕩lh左右，獲得包埋CdTe/CdS的脂質(zhì)體 混懸液。該混懸液中，因脂質(zhì)體顆粒大而使外觀顯渾濁； 步驟C、 二氧化硅的包埋
(1) 取部分CdTe/CdS的脂質(zhì)體混懸液，采用普通定性濾紙過濾以除 去大的脂質(zhì)體聚集體，然后直接向其中加入含有27%乙醇的正 硅酸乙酯，氮氣保護下室溫緩慢振蕩，反應(yīng)48h后，離心，用 去離子水反復(fù)洗滌，制成脂質(zhì)體包埋量子點的二氧化硅微球；
(2) 取部分CdTe/CdS的脂質(zhì)體混懸液，依次通過0.8 um、0.65 um、 0.45 um及0.22 u m的微孔濾膜擠壓(此時混懸液已澄清透 明)，然后向脂質(zhì)體混懸液中加入含有27%乙醇的正硅酸乙酯，
氮氣保護下室溫緩慢振蕩，反應(yīng)48h后，離心，用去離子水反 復(fù)洗滌，制成脂質(zhì)體包埋量子點的二氧化硅納米球。 請參閱圖1 3所示，在透射電子顯微鏡(TEM)下觀察發(fā)現(xiàn)， CdTe/CdS的脂質(zhì)體中含有大量的納米顆粒，有的脂質(zhì)體中幾乎被納 米顆粒充滿，而空白脂質(zhì)體(即在制備脂質(zhì)體時未加入量子點)中未 發(fā)現(xiàn)有納米顆粒，可見這些納米顆粒即為CdTe/CdS量子點。在 CdTe/CdS脂質(zhì)體表面包覆了 二氧化硅所形成的微球為殼層比較致密 的球，在紫外箱中用365mn激發(fā)光照射樣品，結(jié)果顯示，微球發(fā)射明 亮的紅色熒光，但熒光顏色與CdTe/CdS量子點有所不同。 實施例2
水溶性藥物脂質(zhì)體包埋量子點的二氧化硅微球的制備 步驟A、脂質(zhì)薄膜的制備
精確稱取大豆磷脂和膽固醇(質(zhì)量比為3: 2)，在犁形燒瓶中用 氯仿將磷脂和膽固醇溶解，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)，揮去氯仿使磷脂和膽固醇在燒 瓶壁上形成脂質(zhì)薄膜，氮氣吹干薄膜以除去殘留氯仿； 步驟B、水溶性藥物脂質(zhì)體的制備
脂質(zhì)薄膜中加入CdTe/CdS量子點水溶液和阿霉素(水溶性藥 物)，氮氣保護下浸泡過夜，再振蕩lh左右，獲得包埋CdTe/CdS量 子點和藥物的水溶性藥物脂質(zhì)體混懸液； 步驟C、 二氧化硅的包埋
采用普通定性濾紙過濾以除去大的脂質(zhì)體聚集體，然后直接向其 中加入含有27%乙醇的正硅酸乙酯，氮氣保護下室溫緩慢振蕩，反應(yīng) 48h后，離心，用去離子水反復(fù)洗滌。
結(jié)果獲得了粒度主要分布在1 5 u m的二氧化硅微球，微球中不 僅包埋了大量量子點，還包埋了化療藥物，在熒光顯微鏡下即可觀察 到球形顆粒，每個顆粒均發(fā)射明亮的紅色熒光，這中紅光可能來自量 子點與阿霉素共同發(fā)射的熒光。
實施例3
脂溶性藥物脂質(zhì)體包埋量子點的二氧化硅微球的制備 步驟A、脂溶性藥物脂質(zhì)薄膜的制備
精確稱取大豆磷脂和膽固醇(質(zhì)量比為3: 2)以及紫杉醇(脂 溶性藥物)，在犁形燒瓶中用氯仿將磷脂和膽固醇溶解，加入紫杉醇， 旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)，揮去氯仿使磷脂、膽固醇以及紫杉醇在燒瓶壁上形成脂溶 性藥物脂質(zhì)薄膜，氮氣吹干薄膜以除去殘留氯仿； 步驟B、脂溶性藥物脂質(zhì)體的制備
脂質(zhì)薄膜中加入CdTe/CdS量子點水溶液，氮氣保護下浸泡過夜， 再振蕩lh左右，獲得包埋CdTe/CdS量子點和藥物的脂溶性藥物脂質(zhì) 體混懸液；
步驟C、 二氧化硅的包埋
采用普通定性濾紙過濾以除去大的脂質(zhì)體聚集體，然后直接向其 中加入含有27%乙醇的正硅酸乙酯，氮氣保護下室溫緩慢振蕩，反應(yīng) 48h后，離心，用去離子水反復(fù)洗滌。
結(jié)果獲得了與實施例2相似的二氧化硅微球。
權(quán)利要求
1、一種脂質(zhì)體包埋量子點的二氧化硅微球的制備方法，其特征在于包括下述步驟步驟A、將脂質(zhì)材料溶解于有機溶劑中，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)制成脂質(zhì)薄膜；步驟B、脂質(zhì)薄膜中加入量子點水溶液，通過薄膜分散法制成以脂質(zhì)為膜，量子點為核的粒度不大于10μm的脂質(zhì)體；步驟C、脂質(zhì)體中加入正硅酸乙酯，在脂質(zhì)體表面形成二氧化硅，制得脂質(zhì)體包埋量子點的二氧化硅微球。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的脂質(zhì)體包埋量子點的二氧化硅微球的制備 方法，其特征在于步驟A中，所述的脂質(zhì)材料先與脂溶性藥物混合，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)制成脂溶性藥物脂質(zhì)薄膜。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的脂質(zhì)體包埋量子點的二氧化硅微球的制備方法，其特征在于所述的脂溶性藥物為紫杉醇，長春新堿，喜樹堿，三尖杉酯堿，環(huán)已亞硝脲，馬利蘭，更生霉素，靛玉紅，硫唑嘌呤， 順鈾中的一種。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的脂質(zhì)體包埋量子點的二氧化硅微球的制備方法，其特征在于步驟B中，所述的量子點水溶液先與水溶性藥物混合，混合液再加入脂質(zhì)薄膜中，制成水溶性藥物脂質(zhì)體。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的脂質(zhì)體包埋量子點的二氧化硅微球的制備方法，其特征在于所述的水溶性藥物為阿霉素，秋水仙堿，環(huán)磷酰胺，氮芥類，噻替派，氮烯米胺，甲基芐肼，博來霉素，絲裂菌素c，氟脲嘧啶，阿糖胞苷中的一種。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的脂質(zhì)體包埋量子點的二氧化硅微球的制備方法，其特征在于步驟B中，所述的薄膜分散法為，脂質(zhì)薄膜中加入量子點水溶液，氮氣保護下浸泡0. 5 25小時，再振蕩0.5 2小 時，制得脂質(zhì)體。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1至6之一所述的脂質(zhì)體包埋量子點的二氧化硅微球的制備方法，其特征在于在步驟B制得脂質(zhì)體后，還包括對脂質(zhì)體進行納米化步驟，所述的納米化步驟為將粒度不大于10 u m的脂質(zhì)體通過微孔直徑0. 8 u m的濾膜擠壓；或依次通過微孔直徑0. 8 u m及0. 65 y m的濾膜擠壓； 或依次通過微孔直徑0. 8 u m、 0. 65 u m及0. 45 ix m的濾膜擠壓； 或依次通過微孔直徑0. 8 y m、 0. 65 u m、 0. 45 u m及0. 4 u m的濾膜擠壓；或依次通過微孔直徑0. 8 u m、 0. 65 u m、 0. 45 u m、 0. 4 n m及0. 22 um的濾膜擠壓；或依次通過微孔直徑0. 8 ii m、 0. 65 P m、 0. 45 y m、 0. 4 u m、 0. 22 um及0.2um的濾膜擠壓；或依次通過微孔直徑0. 8 u m、 0. 65 u m、 0. 45 u m、 0. 4 P m、 0. 22 um、 0. 2um及0. 15um的濾膜擠壓；或依次通過微孔直徑0. 8 u m、 0. 65 u m、 0. 45 u m、 0. 4 u m、 0. 22 um、 0.2um、 0. 15um及0. lum的濾膜擠壓，制得納米級脂質(zhì)體， 再進行步驟C，制得脂質(zhì)體包埋量子點的二氧化硅納米球。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的脂質(zhì)體包埋量子點的二氧化硅微球的制備 方法，其特征在于所述的脂質(zhì)材料為磷脂，或磷脂與膽固醇的混合 物。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的脂質(zhì)體包埋量子點的二氧化硅微球的制備 方法，其特征在于所述的量子點為第II副族與第VI主族元素組成的 納米粒子，或第III主族與第V主族元素組成的納米粒子中的一種或多 種的組合物，其中，多種納米粒子分別具有相同或不同的熒光特性。
10、針對權(quán)利要求1 9之一所述的制備方法所獲得的產(chǎn)品，為脂質(zhì) 體包埋量子點的二氧化硅微球或脂質(zhì)體包埋量子點的二氧化硅納米 球，粒度不大于10um。
全文摘要
本發(fā)明一種脂質(zhì)體包埋量子點的二氧化硅微球的制備方法，包括下述步驟將脂質(zhì)材料溶解于有機溶劑中，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)制成脂質(zhì)薄膜；脂質(zhì)薄膜中加入量子點水溶液，通過薄膜分散法制成以脂質(zhì)為膜，量子點為核的粒度不大于10μm的脂質(zhì)體；脂質(zhì)體中加入正硅酸乙酯，在脂質(zhì)體表面形成二氧化硅，制得脂質(zhì)體包埋量子點的二氧化硅微球。優(yōu)點是本發(fā)明的脂質(zhì)體包埋量子點的二氧化硅微球，可降低量子點毒性，提高每個發(fā)光點的光信號強度，可獲得數(shù)量很大的不同熒光光譜特征的微球而在生物高通量檢測中可以發(fā)揮作用；微米尺度的量子點微球可用于腫瘤動脈栓塞；可獲得從納米到微米的不同尺度段粒度分布都較均勻的量子點二氧化硅微球。
文檔編號C09K11/56GK101362066SQ20081020069
公開日2009年2月11日 申請日期2008年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月27日
發(fā)明者儲茂泉 申請人:同濟大學(xué)