无机荧光纳米粒子及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种无机荧光纳米粒子及其制备方法和应用，无机荧光纳米粒子的制备方法包括以下步骤：获得无机纳米粒子，将无机纳米粒子/稳定剂复合物加入到混合溶剂中均匀分散，得到溶液A，将AIEgen‑spacer‑Si(OR)3、正硅酸乙酯、二甲基亚砜和乙醇混合均匀，得到溶液B，将溶液A和溶液B混合，在搅拌条件下反应至少12小时，离心，将离心所得沉淀进行清洗，干燥后得到无机荧光纳米粒子。本发明专利技术的制备方法操作步骤简单，制备条件温和，原料易得，成本低，可根据无机纳米粒子形貌定制进入细胞不同时间的无机荧光纳米粒子。所制备的无机荧光纳米粒子毒性低，荧光量子效率高，可用于细胞标记成像。

Inorganic fluorescent nanoparticles and their preparation methods and Applications

The invention discloses an inorganic fluorescent nanoparticle and its preparation method and application. The preparation method of inorganic fluorescent nanoparticle includes the following steps: obtaining inorganic nanoparticle, adding inorganic nanoparticle/stabilizer complex into mixed solvent to disperse evenly, obtaining solution A, and evenly mixing AIEgen spacer Si (OR) 3, ethyl orthosilicate, dimethyl sulfoxide and ethanol. Solution B was obtained. Solution A and solution B were mixed. The reaction time was at least 12 hours under stirring condition. The precipitation was cleaned by centrifugation, and the inorganic fluorescent nanoparticles were obtained after drying. The preparation method of the invention has the advantages of simple operation steps, mild preparation conditions, easy availability of raw materials and low cost, and can customize inorganic fluorescent nanoparticles into cells at different time according to the morphology of inorganic nanoparticles. The prepared inorganic fluorescent nanoparticles have low toxicity and high fluorescence quantum efficiency, and can be used for cell labeling imaging.

【技术实现步骤摘要】
无机荧光纳米粒子及其制备方法和应用
本专利技术属于纳米材料
，具体来说涉及一种无机荧光纳米粒子及其制备方法和应用。
技术介绍
自1995年纳米粒子在临床上用于抗癌药物输送以来，各种基于纳米粒子的药物输送体系被开发出来。研究表明，纳米粒子形貌对其与生物体系的相互作用具有非常显著的影响，包括细胞摄取、血液循环以及器官分布等。为了定性或定量探索这种影响，人们采用了聚合物纳米粒子和无机纳米粒子，甚至细菌和病毒等体系，进行了深入的研究。但是由于各个独立研究中所采用的实验设计和纳米材料性质的差异导致研究结论的多样性。因此，系统地理解纳米粒子的形貌对其生物性质的影响仍然需要深入研究。近年来，荧光成像技术的发展，为研究纳米粒子形貌与生物体系的作用，提供了一个灵敏的、无损伤，原位的、高时空分辨率的途径。由于无机纳米粒子合成方法简单，形貌易于控制，成本低，是进行这方面研究的理想模型体系。但无机纳米粒子自身通常不发光，因此发展制备具有特定形貌的无机荧光纳米粒子的简便、通用的方法是非常必要的。目前，制备无机荧光纳米粒子的方法主要有两种：一种是将各种有机染料，如罗丹明、荧光素、氟硼荧和香豆素等通过化学或物理吸附的方法掺杂到无机纳米粒子中，获得所需要的荧光。由于这些有机染料分子存在严重的聚集诱导淬灭现象，且易于被光漂白，导致这些无机荧光纳米粒子的荧光发射通常较弱。为了克服这些缺点，人们又将具有聚集诱导发光特性的荧光团(AIEgens)，通过共价键或非共价键方式，引入到无机纳米粒子本体中，制备了具有高荧光量子效率的无机荧光纳米粒子。另一种方法是将有机染料或AIEgens分子通过物理或化学的方法接枝到无机纳米粒子的表面上。但是，在这种方法中，无机纳米粒子表面上的荧光分子易于受到外界环境的影响，比如氧化、还原、质子化等，而改变发光性质。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种无机荧光纳米粒子的制备方法，该制备方法能够获得具有特定形貌的无机荧光纳米粒子，操作步骤简单，制备条件温和，成本低。本专利技术的另一目的是提供上述制备方法获得的无机荧光纳米粒子，该无机荧光纳米粒子中，AIEgens通过共价键被捕获到无机纳米粒子表面上新形成的SiO2薄层中，受到SiO2基质的保护，有效避免了外界环境对AIEgens发光性质的干扰。同时，制得的无机荧光纳米粒子也保持了原来无机纳米粒子的形貌。本专利技术的另一目的是提供所述无机荧光纳米粒子在细胞标记中的应用。本专利技术的另一目的是提供所述制备方法在获得进入细胞不同时间的无机荧光纳米粒子中的应用。本专利技术的目的是通过下述技术方案予以实现的。一种无机荧光纳米粒子的制备方法，包括以下步骤：1)获得无机纳米粒子；在所述步骤1)中，所述无机纳米粒子为三氧化二铁纳米粒子、四氧化三铁纳米粒子、氧化锌纳米粒子、硫化锌纳米粒子、二氧化钛纳米粒子、二氧化硅纳米粒子、金纳米粒子或银纳米粒子；2)制备溶液A和溶液B制备溶液A：将无机纳米粒子/稳定剂复合物加入到混合溶剂中均匀分散，得到所述溶液A，其中，所述混合溶剂由乙醇、蒸馏水和氨水组成，所述无机纳米粒子/稳定剂复合物的制备方法为：将稳定剂均匀分散在第一溶剂中，得到均相溶液，将所述均相溶液与步骤1)中所述无机纳米粒子混合均匀，再于15～80℃下搅拌反应至少12h，搅拌反应后固液分离，清洗干燥后得到所述无机纳米粒子/稳定剂复合物，其中，所述稳定剂为硫醇、硫醇衍生物、羧酸、羧酸衍生物、表面活性剂或聚合物，所述稳定剂的质量份数和无机纳米粒子的质量份数的比为(12～25)：1；制备溶液B：将AIEgen-spacer-Si(OR)3、正硅酸乙酯(TEOS)、二甲基亚砜(DMSO)和乙醇混合均匀，得到溶液B，其中，所述AIEgen-spacer-Si(OR)3的质量份数、正硅酸乙酯的体积份数、二甲基亚砜的体积份数和乙醇的体积份数的比为(0.01～0.03)：(0.01～0.4)：(0.05～0.3)：(0.2～3)，所述AIEgen-spacer-Si(OR)3的制备方法为：将AIEgens、第二溶剂和硅烷偶联剂均匀分散，于15～80℃反应3～24小时，旋蒸除去第二溶剂，得到所述AIEgen-spacer-Si(OR)3，所述AIEgens为四苯基乙烯衍生物或噻咯衍生物，所述硅烷偶联剂为3-氨基丙基三乙氧基硅烷、3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-叠氮丙基三乙氧基硅烷或3-叠氮丙基三甲氧基硅烷，按物质的量份数计，所述AIEgens与硅烷偶联剂的比为(0.2～0.5)：1；在所述步骤2)中，所述无机纳米粒子/稳定剂复合物的质量份数与所述混合溶剂的体积份数的比为(0.01～0.02)：(25～77)，按体积份数计，组成所述混合溶剂的乙醇、蒸馏水和氨水的比为(20～50)：(5～20)：(0.1～6)。在上述技术方案中，当所述质量份数的单位为g时，所述体积份数的单位为mL，物质的量份数的单位为μmol。在所述步骤2)中，当所述AIEgen-spacer-Si(OR)3通过AIEgens和硅氧偶联剂的点击化学反应获得时，所述AIEgen-spacer-Si(OR)3的制备方法为：将AIEgens、第二溶剂、催化剂和硅烷偶联剂均匀分散，于15～80℃反应3～24小时，所述催化剂为溴三(三苯基膦)铜(I)、无水硫酸铜或抗坏血酸钠。在上述技术方案中，所述AIEgens的物质的量份数、催化剂的物质的量份数与第二溶剂的体积份数的比为(15～25)：(0.03～0.05)：1。在所述步骤2)中，所述稳定剂的质量份数与所述第一溶剂的体积份数的比为(0.04～1)：1，所述第一溶剂为水。在所述步骤2)中，当所述稳定剂为硫醇衍生物时，所述硫醇衍生物为十二烷基硫醇、十二烷基硫代硫酸钠、巯基胺或巯基丙氨酸；在所述步骤2)中，当所述稳定剂为羧酸衍生物时，所述羧酸衍生物为柠檬酸钠、油酸或油胺。在所述步骤2)中，当所述稳定剂为表面活性剂时，所述表面活性剂为十六烷基三甲基溴化铵、四辛基溴化铵、油醇聚氧乙烯醚、硬脂醇聚氧乙烯醚或油醇聚十氧乙烯基醚。在所述步骤2)中，当所述稳定剂为聚合物时，所述聚合物为聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酸、聚二甲基二烯丙基氯化铵或聚乙烯醇。在所述步骤2)中，所述第二溶剂为四氢呋喃或二甲基亚砜，所述AIEgens的物质的量份数与所述第二溶剂的体积份数的比为(15～25)：1。在所述步骤2)中，所述四苯基乙烯衍生物为1,1,2,2-四(4-乙炔基苯基)乙烯、1,2-二(4-溴甲基苯基)二苯基乙烯或1-[4-(异硫氰酸根合甲基)苯基]-1,2,2-三苯基乙烯。在所述步骤2)中，所述噻咯衍生物为1,1-二甲基-2,5-二[4-(2-溴乙氧基)苯基]-3,4-二苯基噻咯。在所述步骤2)中，所述清洗干燥的步骤为：用蒸馏水离心3～5次，再将离心所得沉淀进行真空干燥。在所述步骤2)中，将所述均相溶液与步骤1)中所述无机纳米粒子超声分散至少30min，以使其混合均匀。在所述步骤2)中，所述R为可水解的甲基或乙氧基，所述spacer为以下分子之一：3)将溶液A和溶液B混合，在搅拌条件下反应至少12小时，离心，将离心所得沉淀进行清洗，干燥后得到无机荧光纳米粒子，其中，按体积份数计，所述溶液A和溶液B的比为(25.1～7本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无机荧光纳米粒子的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)获得无机纳米粒子；2)制备溶液A和溶液B制备溶液A：将无机纳米粒子/稳定剂复合物加入到混合溶剂中均匀分散，得到所述溶液A，其中，所述混合溶剂由乙醇、蒸馏水和氨水组成，所述无机纳米粒子/稳定剂复合物的制备方法为：将稳定剂均匀分散在第一溶剂中，得到均相溶液，将所述均相溶液与步骤1)中所述无机纳米粒子混合均匀，再于15～80℃下搅拌反应至少12h，搅拌反应后固液分离，清洗干燥后得到所述无机纳米粒子/稳定剂复合物，其中，所述稳定剂为硫醇、硫醇衍生物、羧酸、羧酸衍生物、表面活性剂或聚合物，所述稳定剂的质量份数和无机纳米粒子的质量份数的比为(12～25)：1；制备溶液B：将AIEgen‑spacer‑Si(OR)3、正硅酸乙酯(TEOS)、二甲基亚砜(DMSO)和乙醇混合均匀，得到溶液B，其中，所述AIEgen‑spacer‑Si(OR)3的质量份数、正硅酸乙酯的体积份数、二甲基亚砜的体积份数和乙醇的体积份数的比为(0.01～0.03)：(0.01～0.4)：(0.05～0.3)：(0.2～3)，所述AIEgen‑spacer‑Si(OR)3的制备方法为：将AIEgens、第二溶剂和硅烷偶联剂均匀分散，于15～80℃反应3～24小时，旋蒸除去第二溶剂，得到所述AIEgen‑spacer‑Si(OR)3，所述AIEgens为四苯基乙烯衍生物或噻咯衍生物，所述硅烷偶联剂为3‑氨基丙基三乙氧基硅烷、3‑氨基丙基三甲氧基硅烷、3‑叠氮丙基三乙氧基硅烷或3‑叠氮丙基三甲氧基硅烷，按物质的量份数计，所述AIEgens与硅烷偶联剂的比为(0.2～0.5)：1；3)将溶液A和溶液B混合，在搅拌条件下反应至少12小时，离心，将离心所得沉淀进行清洗，干燥后得到无机荧光纳米粒子，其中，按体积份数计，所述溶液A和溶液B的比为(25.1～76)：(0.26～3)。...

【技术特征摘要】
1.一种无机荧光纳米粒子的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)获得无机纳米粒子；2)制备溶液A和溶液B制备溶液A：将无机纳米粒子/稳定剂复合物加入到混合溶剂中均匀分散，得到所述溶液A，其中，所述混合溶剂由乙醇、蒸馏水和氨水组成，所述无机纳米粒子/稳定剂复合物的制备方法为：将稳定剂均匀分散在第一溶剂中，得到均相溶液，将所述均相溶液与步骤1)中所述无机纳米粒子混合均匀，再于15～80℃下搅拌反应至少12h，搅拌反应后固液分离，清洗干燥后得到所述无机纳米粒子/稳定剂复合物，其中，所述稳定剂为硫醇、硫醇衍生物、羧酸、羧酸衍生物、表面活性剂或聚合物，所述稳定剂的质量份数和无机纳米粒子的质量份数的比为(12～25)：1；制备溶液B：将AIEgen-spacer-Si(OR)3、正硅酸乙酯(TEOS)、二甲基亚砜(DMSO)和乙醇混合均匀，得到溶液B，其中，所述AIEgen-spacer-Si(OR)3的质量份数、正硅酸乙酯的体积份数、二甲基亚砜的体积份数和乙醇的体积份数的比为(0.01～0.03)：(0.01～0.4)：(0.05～0.3)：(0.2～3)，所述AIEgen-spacer-Si(OR)3的制备方法为：将AIEgens、第二溶剂和硅烷偶联剂均匀分散，于15～80℃反应3～24小时，旋蒸除去第二溶剂，得到所述AIEgen-spacer-Si(OR)3，所述AIEgens为四苯基乙烯衍生物或噻咯衍生物，所述硅烷偶联剂为3-氨基丙基三乙氧基硅烷、3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-叠氮丙基三乙氧基硅烷或3-叠氮丙基三甲氧基硅烷，按物质的量份数计，所述AIEgens与硅烷偶联剂的比为(0.2～0.5)：1；3)将溶液A和溶液B混合，在搅拌条件下反应至少12小时，离心，将离心所得沉淀进行清洗，干燥后得到无机荧光纳米粒子，其中，按体积份数计，所述溶液A和溶液B的比为(25.1～76)：(0.26～3)。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，当所述质量份数的单位为g时，所述体积份数的单位为mL，物质的量份数的单位为μmol；在所述步骤1)中，所述无机纳米粒子为三氧化二铁纳米粒子、四氧化三铁纳米粒子、氧化锌纳米粒子、硫化锌纳米粒子、二氧化钛纳米粒子、二氧化硅纳米粒子、金纳米粒子或银纳米粒子；在所述步骤2)中，所述无机纳米粒子/稳定剂复合物的质量份数与所述混合溶剂的体积份数的比为(0.01～0.02...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆燕，党景卿，王桂芳，王晶，
申请(专利权)人：天津理工大学，
类型：发明
国别省市：天津,12