一种将疏水性纳米粒子转变为亲水性纳米粒子的制备方法，在油酸盐配体附着上转换纳米粒子的表面氧化和特异性纳米探针的制备过程中包括以下步骤：（1）、纳米粒子尺寸的筛选操作步骤；（2）、纳米粒子表面油酸盐配体的氧化操作步骤；（3）、纳米粒子表面枝接偶联剂的操作步骤；（4）、特异性纳米探针的制备操作步骤，步骤（2）纳米粒子表面油酸盐配体的氧化操作步骤是以H2O2作为氧化剂进行的。针对表面改性中存在的问题，采用过氧化氢作为氧化剂，在使用过程中不能衍生新产物对目标材料的氧化过程产生干扰,避免了像勒米厄‑冯鲁德洛夫试剂氧化法操作过程中所产生的MnO2副产品(沉淀物)对纳米粒子表面氧化及分离工作带来的干扰。
A method for preparing hydrophobic nanoparticles into hydrophilic nanoparticles
A preparation method for converting hydrophobic nanoparticles into hydrophilic nanoparticles includes the following steps in the preparation of surface oxidation and specific nanoprobes for oleate ligand attachment up-conversion nanoparticles: (1) screening operation steps of nanoparticle size; (2) oxidation operation steps of oleate ligands on nanoparticles surface; (3) surface of nanoparticles The operation steps of the graft coupling agent, (4) the preparation of specific nanoprobe, and (2) the oxidation of oleate ligands on the surface of nanoparticles is carried out by using hydrogen peroxide as oxidant. In view of the problems in surface modification, hydrogen peroxide is used as oxidant, which can not derive new products to interfere with the oxidation process of target materials in the course of use, thus avoiding the interference of MnO 2 by-products (precipitates) produced during the operation of Lemier von Ludlov reagent oxidation on the surface oxidation and separation of nanoparticles.
【技术实现步骤摘要】
一种将疏水性纳米粒子转变为亲水性纳米粒子的制备方法
本专利技术涉及一种将疏水性纳米粒子转变为亲水性纳米粒子的高效率制备方法。
技术介绍
作为一种新型生物发光标记材料，稀土掺杂上转换纳米粒子由于具有毒性小、化学稳定性高、光稳定性好、光穿透能力强、无背景荧光等特点，在生物标记和生物分子检测中具有潜在的应用价值。当前，人们发展了诸如水(溶剂)热、热分解和液相共沉淀等合成方法来制备上转换纳米粒子。由于纳米材料生长机制等的缘故，使所合成的上转换材料在纳米粒子的外表面通常附着大量的疏水性有机配体(例如油酸盐等)，这些配体的烷基长链一致指向外层，导致上转换纳米粒子呈现明显的疏水特性，因此纳米粒子既不溶于水，又难于与生物分子耦联形成特异性纳米生物探针。一个解决方法是，对这些疏水的纳米粒子进行表面修饰或改性，使其表面附着亲水性的活性官能团(例如羧基或氨基等)，这样有利于耦联生物分子。表面修饰方法有SiO2包覆法、静电层包裹法、配体交换法、自组装法和配体氧化法等。目前，人们通常使用配体氧化法，将纳米粒子的疏水性表面转变为亲水性，以实现表面改性的目的，为进一步的生物分子耦联工作做铺垫。简要的流程就是，直接使用勒米厄-冯鲁德洛夫试剂(Lemieux-vonRudloffreagent：含5.7mmol/LKMnO4，0.105mmol/LNaIO4的水溶液[1,2])对表面附着油酸或亚油酸的疏水性纳米粒子进行氧化，使纳米粒子表面配体中所含有的碳-碳双键(R-HC=CH-R´)断裂而形成壬二酸配体。然而，在这一氧化过程中，Lemieux-vonRudloff试剂滴加到纳米粒子分散体系（例如，环己烷、叔丁醇或水）中溶液呈现紫色，加热到40℃时溶液底部开始出现土黄色沉淀，连续加热搅拌48h后溶液呈现浅棕色。这些浅棕色沉淀物为MnO2，表明在连续的搅拌加热过程中KMnO4对碳-碳双键的氧化作用被极大地削弱。此外，在这个溶液中也十分困难将沉淀的MnO2粒子与上转换纳米粒子进行有效的分离。因此，大量沉淀出的MnO2给纳米粒子的表面改性带来严重的困扰。参考文献：[1]R.U.LemieuxandE.VonRudloff,“Periodate–permanganateoxidations:I.Oxidationofolefins,”CanadianJournalofChemistry,vol.33,no.11,pp.1701–1709,1955.[2]ZhigangChen,HuiliChen,HeHu,MengxiaoYu,FuyouLi,QiangZhang,ZhiguoZhou,TaoYi,ChunhuiHuang,“Versatilesynthesisstrategyforcarboxylicacid-functionalizedupconvertingnanophosphorsasbiologicallabels,”JournaloftheAmericanChemicalSociety,vol.130,no.10,pp.3023–3029,2008。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：提供一种将疏水性纳米粒子转变为亲水性纳米粒子的高效率制备方法，在抗体耦联上转换纳米粒子的靶向生物探针制备过程中提供一种新型配体氧化法，以解决传统Lemieux-vonRudloff试剂氧化中MnO2沉淀物对纳米粒子表面氧化过程产生干扰的问题，使得对粒子表面附着油酸或亚油酸等配体的氧化过程变得简单高效，以满足靶向生物探针制备的应用需求。本专利技术的技术解决方案是：在油酸盐配体附着上转换纳米粒子的表面氧化和特异性纳米探针的制备过程中包括以下步骤：（1）、纳米粒子尺寸的筛选操作步骤；（2）、纳米粒子表面油酸盐配体的氧化操作步骤；（3）、纳米粒子表面枝接偶联剂的操作步骤；（4）、特异性纳米探针的制备操作步骤，其特征在于，步骤（2）纳米粒子表面油酸盐配体的氧化操作步骤是以H2O2作为氧化剂进行的。步骤（2）中，每称取0.1g过滤干燥后的纳米粒子粉末时，加入7～9ml30%H2O2和9～11mlMES缓冲液。步骤（2）中，加入8ml30%H2O2，在室温下磁力搅拌充分，离心后弃上清；加入10mlMES缓冲液，超声洗涤，离心后弃上清。所述MES缓冲液pH=6.0。对应步骤（2）中每0.1g纳米粒子粉末，在步骤（3）中相应的加入7～9mlMES缓冲液、0.004～0.006gEDC、0.014～0.016gNHS偶联剂和9～11mlPBS。步骤（3）中，加入8mlMES缓冲液、0.005gEDC和0.015gNHS偶联剂，磁力搅拌，离心后弃上清；加入10mlPBS，超声洗涤，离心后弃上清。所述PBSpH=7.2。步骤（3）洗涤离心的过程重复3次。本专利技术的技术效果是：针对表面改性中存在的问题，采用过氧化氢（又名双氧水，hydrogenperoxide，H2O2)作为氧化剂，将疏水性纳米粒子转变为亲水性纳米粒子,可以使用常见的MES缓冲液和离心方法对双氧水(H2O2)氧化剂进行有效清除，氧化剂廉价、易得、使用安全，在使用过程中不能衍生新产物对目标材料的氧化过程产生干扰,避免了像勒米厄-冯鲁德洛夫试剂氧化法操作过程中所产生的MnO2副产品(沉淀物)对纳米粒子表面氧化及分离工作带来的干扰。与Lemieux-vonRudloff试剂氧化效果类似，能够对非水溶性油酸或亚油酸等配体实现高效氧化，使纳米粒子表面形成大量活性官能团，以提高耦联生物分子的能力，有利于制备特异性纳米生物探针。过氧化氢分解产生的原子氧对粒子表面油酸配体上的碳-碳双键具有强氧化性，能使其断裂而形成带有更多羧基(-COOH)的壬二酸，进而提高了纳米粒子的表面活性，又对后续的生物分子耦联工作具有积极作用。附图说明图1为H2O2氧化上转换纳米粒子表面和CXCR3耦联生物探针的红外光谱；图2为以过氧化氢（H2O2)为氧化剂，CXCR3耦联的生物探针靶向标记NK/T淋巴瘤细胞(NK92)的绿色上转换荧光成像；图3为以传统Lemieux-vonRudloff试剂为氧化剂，CXCR3耦联的生物探针靶向标记NK/T淋巴瘤细胞(NK92)的绿色上转换荧光成像；图4为H2O2氧化上转换纳米粒子表面和CD20耦联纳米探针的红外光谱；图5为以过氧化氢（H2O2)为氧化剂，CD20耦联的生物探针靶向标记套细胞淋巴瘤(Jeko-1)的绿色上转换荧光成像；图6以Lemieux-vonRudloff试剂为氧化剂，CD20耦联的生物探针靶向标记套细胞淋巴瘤(Jeko-1)的绿色上转换荧光成像。具体实施方式本专利技术以NK/T淋巴瘤细胞(NK92)和套细胞淋巴瘤(Jeko-1)细胞株为例，以相应Anti-HumanCXCR3和CD20抗体为抗原-抗体免疫应答反应的特异性生物蛋白。1、油酸盐配体附着上转换纳米粒子的表面氧化和特异性纳米探针的制备过程。(1)纳米粒子尺寸的筛选操作过程：将制备的油酸盐包覆上转换纳米粒子粉末研磨4h后再将其分散到正己烷溶液中，利用200目细胞筛(0.74微米)和0.22微米细菌过滤器分别过滤一次，滤液干燥后备用。(2)纳米粒子表面油酸盐配体的氧化操作过程：每称取0.1g过滤干燥后的纳米粒子粉末时，要加入8ml30%H本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种将疏水性纳米粒子转变为亲水性纳米粒子的制备方法，在油酸盐配体附着上转换纳米粒子的表面氧化和特异性纳米探针的制备过程中包括以下步骤：（1）、纳米粒子尺寸的筛选操作步骤；（2）、纳米粒子表面油酸盐配体的氧化操作步骤；（3）、纳米粒子表面枝接偶联剂的操作步骤；（4）、特异性纳米探针的制备操作步骤，其特征在于，步骤（2）纳米粒子表面油酸盐配体的氧化操作步骤是以H2O2作为氧化剂进行的。
【技术特征摘要】
1.一种将疏水性纳米粒子转变为亲水性纳米粒子的制备方法，在油酸盐配体附着上转换纳米粒子的表面氧化和特异性纳米探针的制备过程中包括以下步骤：（1）、纳米粒子尺寸的筛选操作步骤；（2）、纳米粒子表面油酸盐配体的氧化操作步骤；（3）、纳米粒子表面枝接偶联剂的操作步骤；（4）、特异性纳米探针的制备操作步骤，其特征在于，步骤（2）纳米粒子表面油酸盐配体的氧化操作步骤是以H2O2作为氧化剂进行的。2.如权利要求1所述的将疏水性纳米粒子转变为亲水性纳米粒子的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，每称取0.1g过滤干燥后的纳米粒子粉末时，加入7～9ml30%H2O2和9～11mlMES缓冲液。3.如权利要求2所述的将疏水性纳米粒子转变为亲水性纳米粒子的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，加入8ml30%H2O2，在室温下磁力搅拌充分，离心后弃上清；加入10mlMES缓冲液，超声洗涤，离心后弃上清。4.如权利要求3所...
【专利技术属性】
技术研发人员：吕强，高杨，
申请(专利权)人：牡丹江医学院，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23
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