專利名稱：镥氟化物為主要成分的納米顆粒用于生物檢測的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于生物檢測技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，本發(fā)明涉及以镥氟化物為主要成分的納米顆粒在生物檢測以及制備用于生物檢測的試劑中的應(yīng)用。另外，本發(fā)明還涉及上述應(yīng)用中使用的納米顆粒及其制備方法。
背景技術(shù)：
具有納米尺度的稀土材料(也稱稀土納米材料)因其具有獨(dú)特的4f電子結(jié)構(gòu)而表現(xiàn)獨(dú)特的光、電、磁學(xué)性質(zhì)，特別是稀土上轉(zhuǎn)化發(fā)光納米材料能夠吸收兩個(gè)或者多個(gè)低能量的光子(近紅外光或者紅外光)而發(fā)射出一個(gè)高能量的光子(紫外光或者可見光)。稀土上轉(zhuǎn)化發(fā)光納米材料通常由基質(zhì)材料、發(fā)光稀土離子和敏化稀土離子組成。其中，主要稀土離子有Yb3+、Er3+、Ho3+、Sm3+、Pr3+和Tm3+可以和大量的成鹽材料形成基質(zhì)材料從而形成納米級(jí)的材料。目前合成的上轉(zhuǎn)換發(fā)光納米材料絕大多數(shù)是摻雜了 Yb/Er，Yb/Tm, Yb/Ho作為納米 材料中稀土元素的組成。然而，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，盡管這些材料在成像方面得到了應(yīng)用，但是在生物(成像)檢測中卻有相當(dāng)大的局限性。本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，對(duì)于生物檢測，特別是對(duì)于高靈敏的活體成像而言，現(xiàn)有稀土納米材料在水溶性、與生物細(xì)胞或分子的相容性以及發(fā)光的穿透深度等具有一定局限，因而在應(yīng)用于生物檢測領(lǐng)域時(shí)，稀土納米材料最好具有如下特征尺寸均勻且小于200nm，具有良好的水溶性，易于與生物分子連接或被生物(細(xì)胞)吸收，以及具有優(yōu)良的上轉(zhuǎn)換發(fā)光性質(zhì)。為此，本發(fā)明人經(jīng)過長期研究，跳出了現(xiàn)有技術(shù)對(duì)尺寸小于200nm的稀土材料主要集中于對(duì)Y、La、Ca、Sr、Gd等元素的研究的框架，令人驚訝地發(fā)現(xiàn)了以镥氟化物為主要成分的納米顆粒用于生物檢測，其提供新的、發(fā)光性質(zhì)更好的納米顆粒尺寸均勻且小于200nm,具有良好的水溶性，易于與生物分子連接或被生物(細(xì)胞)吸收，不但實(shí)現(xiàn)了活體成像，而且具有良好的穿透深度，大大降低了生物體的背景熒光，在相同的激發(fā)下可實(shí)現(xiàn)多標(biāo)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供以镥氟化物為主要成分的納米顆粒用于生物檢測的技術(shù)方案。另外，本發(fā)明的目的還在于提供上述技術(shù)方案中所用的納米顆粒及其與細(xì)胞的共孵
育物等。具體而言，在第一方面，本發(fā)明提供了粒徑不大于200nm的納米顆粒在生物檢測中或在制備用于生物檢測的試劑中的應(yīng)用，其中，
所述納米顆粒中的稀土元素(即X)包括Lu和Yb,并且包括選自Tm、Er、Dy、Pr和Ho中至少一種，而且不包括其他稀土元素；
并且，以占稀土元素的摩爾百分比計(jì)，Lu占53-90% (優(yōu)選為55-88%)，Yb占8-40% (優(yōu)選為10-40%)，選自Tm、Er、Dy、Pr和Ho中至少一種的稀土元素占0_8% (優(yōu)選為1_5%)。
納米顆粒中所包括的稀土元素組合如上所述，以Lu為主。具體而言，所述納米顆粒是選自NaXF4納米顆粒、LiXF4納米顆粒、KXF4納米顆粒、XOF納米顆粒、和XF3納米顆粒中一種或多種的納米顆粒，其中X為上述的稀土元素組成，即X為稀土元素,其包括Lu和Yb,并且包括選自Tm、Er、Dy、Pr和Ho中至少一種，而且不包括其他稀土元素。在X中，以摩爾百分比計(jì)，Lu 占 53-90% (優(yōu)選為 55-88%), Yb 占 8-40% (優(yōu)選為 10-40%)，選自 Tm、Er、Dy、Pr和Ho中至少一種的稀土元素占0-8% (優(yōu)選為1-5%)。優(yōu)選在本發(fā)明的第一方 面中，納米顆粒中的稀土元素及其摩爾百分比選自如下表所示的組
權(quán)利要求
1.粒徑不大于200nm的納米顆粒在生物檢測中或在制備用于生物檢測的試劑中的應(yīng)用，其中， 所述納米顆粒中的稀土元素(即X)包括Lu和Yb,并且包括選自Tm、Er、Dy、Pr和Ho中至少一種，而且不包括其他稀土元素； 并且，以占稀土元素的摩爾百分比計(jì)，Lu占53-90%，Yb占8-40%，選自Tm、Er、Dy、Pr和Ho中至少一種的稀土元素占0-8%。
2.權(quán)利要求I所述的應(yīng)用，其中所述納米顆粒是選自NaXF4納米顆粒、LiXF4納米顆粒、KXF4納米顆粒、XOF納米顆粒、和XF3納米顆粒中一種或多種的納米顆粒，X為權(quán)利要求I所述的稀土元素。
3.權(quán)利要求I或2所述的應(yīng)用，其中納米顆粒中的稀土元素及其摩爾百分比選自如下表所示的組
4.權(quán)利要求1-3之任一所述的應(yīng)用，其中所述生物檢測包括細(xì)胞成像、動(dòng)物體內(nèi)器官或組織成像(如，肝臟、脾臟或淋巴結(jié)成像)、或生物大分子(如，DNA)檢測。
5.權(quán)利要求1-4之任一所述的應(yīng)用，其中所述試劑包括納米顆粒、雙層納米顆粒、水溶性改性的納米顆?；蛩鼈冎我慌c細(xì)胞的共孵育物，其中，所述納米顆粒可由水熱法、熱解法、或溶劑熱法制備； 所述雙層納米顆?？捎扇缦路椒ㄖ苽? 取納米顆粒分散到油酸中，和選自LiOH、KOH和NaOH的堿、水以及醇混合均勻，再加入LuCl3水溶液攪拌，隨后再加入NaF或KF水溶液攪拌，然后于170_230°C熱處理5_20小時(shí)，冷卻后加入正己烷，離心收集沉淀，再加入乙醇析出沉淀并離心分離沉淀，洗滌沉淀后真空干燥； 所述水溶性改性的納米顆粒可由如下方法制備取納米顆粒分散到環(huán)己燒中，加入醇、水和K2CO3,混勻后再加入Lemieux-vonRudloff 試劑(含 5. 7 mM KMnO4 和 0. 105 M NaIO4 的水溶液)，然后于 35-45 °C攪拌 24-60小時(shí)，冷卻后離心收集沉淀，洗滌沉淀后真空干燥。
6.用于權(quán)利要求1-5之任一所述的納米顆粒、雙層納米顆粒、或水溶性改性的納米顆?；蛩鼈冎我慌c細(xì)胞的共孵育物。
7.權(quán)利要求6所述的納米顆粒、雙層納米顆粒、或水溶性改性的納米顆粒的制備方法。
8.權(quán)利要求7所述的納米顆粒的制備方法，其為水熱法，包括， 將權(quán)利要求I所述的稀土元素離子鹽、選自油酸、亞油酸、六氨基己酸和肉桂酸的羧酸、乙醇和水均勻混合，隨后加入LiF、NaF, KF或者NH4F水溶液，攪拌均勻后于130_220°C水熱處理，冷卻后加入選自氯仿、乙醇、和/或正己烷的有機(jī)溶劑，收集沉淀，洗滌后干燥。
9.權(quán)利要求7所述的納米顆粒的制備方法，其為熱解法，包括，將權(quán)利要求I所述的稀土元素離子的三氟乙酸鹽分散于選自油酸、亞油酸、六氨基己酸和肉桂酸的羧酸、油胺和十八烯組成的混合溶劑，升溫除去其中的水份后，于25(T340°C裂解三氟乙酸鹽，冷卻后加入環(huán)己烷，超聲分散并收集沉淀，洗滌后干燥。
10.權(quán)利要求7所述的納米顆粒的制備方法，其為溶劑熱法，包括， 將權(quán)利要求I所述的稀土元素離子鹽、選自油酸、亞油酸、六氨基己酸和肉桂酸的羧酸和十八烯，隨后加入選自LiOH、NaOH和KOH的堿和NH4F醇溶液，升溫除去其中的醇，再在惰性氣體保護(hù)下于25(T340°C反應(yīng)，冷卻后加入甲苯，收集沉淀，洗滌后干燥。
全文摘要
本發(fā)明涉及以镥氟化物為主要成分的納米顆粒在生物檢測以及制備用于生物檢測的試劑中的應(yīng)用。另外，本發(fā)明還涉及上述應(yīng)用中使用的納米顆粒及其制備方法。此類材料尺寸小于200nm，具有優(yōu)良的發(fā)光性質(zhì)，可作為發(fā)光探針用于生物成像和生物檢測。
文檔編號(hào)G01N21/64GK102735659SQ201110080438
公開日2012年10月17日 申請(qǐng)日期2011年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月31日
發(fā)明者劉倩, 李富友, 楊天赦 申請(qǐng)人:復(fù)旦大學(xué)