内吞上转换纳米颗粒的蓝藻提高产氧量的方法技术

本发明专利技术公开内吞上转换纳米颗粒的蓝藻提高产氧量的方法，主要步骤：1)检测上转换纳米材料的荧光光谱；2)上转换纳米颗粒与蓝藻进行共培养，待蓝藻生长浓度达到2‑5的OD值后在共聚焦显微镜下检测蓝藻的发光情况；3)检测蓝藻在近红外光808nm照射下的产氧情况；4)检测吞噬进入上转换纳米材料的蓝藻在近红外808nm照射下的产氧情况；5)比较两次检测的蓝藻产氧量。本发明专利技术通过制备上转换纳米颗粒与蓝藻的复合物，此上转换纳米颗粒在近红外光808nm照射下可以发出波长450nm左右的蓝光，将此纳米颗粒与蓝藻共培养后，蓝藻将上转换纳米颗粒吞噬进入体内，可利用纳米颗粒发出的蓝光进行光合作用，产生氧气。

The method of increasing oxygen production of cyanobacteria by endocytosis and upconversion of nanoparticles

【技术实现步骤摘要】
内吞上转换纳米颗粒的蓝藻提高产氧量的方法
本专利技术属于医学材料
，具体涉及一种内吞上转换纳米颗粒的蓝藻提高产氧量的方法。
技术介绍
蓝藻又名蓝绿藻，是地球上古老的生物之一，含有叶绿素a，是一种可以进行光合作用的自养生物，区别于真核生物的藻类的一个最大特点是不含叶绿体，只含有叶绿素。与光合细菌的区别是：光合细菌(红螺菌)进行较原始的光合磷酸化作用，反应过程不放氧，为厌氧生物，而蓝藻能进行光合作用并且放氧，也有假说认为植物中的叶绿体是由蓝藻进化而来。因蓝藻中含有大量的叶绿素，且叶绿素的最大吸收波长是450nm左右，即蓝藻在蓝光的照射下产氧量最高。因此，我们寻找一种可以发出蓝光的材料用来增加蓝藻的产氧量。上转换纳米颗粒(UCNs)在受到高能量的光激发之后可以发出低能量的光，与传统典型的发光过程(只涉及一个基态和一个激发态)不同，上转换过程需要许多中间态来累积低频的激发光子的能量。其中主要有三种发光机制：激发态吸收、能量转换过程、光子雪崩。这些过程均是通过掺杂在晶体颗粒中的激活离子能级连续吸收一个或多个光子来实现的，而那些具有f电子和d电子的激活离子因具有大量的亚稳能级而被用来上转换发光。然而高效率的上转换过程，只能靠掺杂三价稀土离子实现，因其有较长的亚稳能级寿命。由于蓝藻主要吸收日光中的蓝紫光进行光合作用，且主要在蓝光存在下光合作用率达到最大，因此，本专利技术制备了上转换纳米颗粒，此纳米颗粒在近红外光808nm照射下可发出450nm左右的蓝光。将蓝藻与上转换纳米颗粒进行共培养，蓝藻通过内吞作用将上转换纳米颗粒吞噬进入体内，在近红外光808nm照射下上转换纳米颗粒发出的蓝光可以被蓝藻吸收进行光合作用，高效地产生氧气。与在日光下蓝藻的产氧量相比，吞噬进入上转换纳米颗粒的蓝藻产氧量明显增加。分别检测蓝藻在近红外照射下和内吞上转换纳米颗粒近红外照射下的产氧情况。制备出吞噬上转换纳米颗粒的蓝藻有以下几大优点：1)吞噬上转换纳米颗粒的蓝藻可以高效率的产氧，可用于医疗方向；2)高效率的产氧可以用于化工方向；3)蓝藻产氧安全性高，为氧气的制备提供了新的思路；4)蓝藻产氧可改善肿瘤处的缺氧，为化疗药物提供有氧环境。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种内吞上转换纳米颗粒的蓝藻提高产氧量的方法。本专利技术通过制备上转换纳米颗粒与蓝藻的复合物，此上转换纳米颗粒在近红外光808nm照射下可以发出波长450nm左右的蓝光，将此纳米颗粒与蓝藻共培养后，蓝藻将上转换纳米颗粒吞噬进入体内，可利用纳米颗粒发出的蓝光进行光合作用，产生氧气。本专利技术的技术方案是内吞上转换纳米颗粒的蓝藻提高产氧量的方法，包括如下步骤：1)检测上转换纳米材料的荧光光谱；2)上转换纳米颗粒与蓝藻进行共培养，待蓝藻生长浓度达到2-5的OD值后在共聚焦显微镜下检测蓝藻的发光情况；3)检测蓝藻在近红外光808nm照射下的产氧情况；4)检测吞噬进入上转换纳米材料的蓝藻在近红外808nm照射下的产氧情况；5)比较两次检测的蓝藻产氧量。本专利技术的优势在于：一种在近红外照射下可发出蓝光的上转换纳米颗粒(UCNs)，将上转换纳米颗粒与蓝藻共培养后可增加蓝藻的产氧量，肿瘤处高度缺氧，因此化疗药物DOX的治疗率很低，蓝藻产氧可缓解肿瘤处的缺氧环境，促进DOX发挥作用。1.上转换纳米颗粒在近红外808nm照射下产生蓝光，为蓝藻提供蓝光，使蓝藻的产氧量达到最大；2.蓝藻产氧可以缓解某些疾病的严重缺氧；3.若用于疾病，蓝藻可以激活全身的免疫系统；4.此治疗方法可为今后医疗、材料的研究提供新的思路。附图说明图1：上转换纳米材料与蓝藻共培养后蓝藻的产氧变化情况；图2：上转换纳米颗粒的透射电镜。具体实施方式以下结合附图和具体实施例来对本专利技术作进一步的说明。实施例1：上转换纳米颗粒与蓝藻共培养后比较蓝藻和蓝藻复合物的产氧情况。包括如下步骤：1)检测上转换纳米材料的荧光光谱。2)上转换纳米颗粒与蓝藻进行共培养，待蓝藻生长浓度OD值达到2的后检测蓝藻的发光情况。3)检测蓝藻在近红外808nm照射下的产氧情况。4)检测吞噬进入上转换纳米材料的蓝藻在近红外808nm照射下的产氧情况。实施例2：上转换纳米颗粒与蓝藻共培养后蓝藻的产氧情况以及进行瘤内注射后的肿瘤变化情况。包括如下步骤：1)检测上转换纳米材料的荧光光谱。2)上转换纳米颗粒与蓝藻进行共培养，待蓝藻生长浓度OD值达到4后检测蓝藻的发光情况。3)检测蓝藻在近红外808nm照射下的产氧情况4)检测吞噬进入上转换纳米材料的蓝藻在近红外808nm照射下的产氧情况。实施例3：上转换纳米颗粒与蓝藻共培养后蓝藻的产氧情况以及进行瘤内注射后的肿瘤变化情况。包括如下步骤：1)检测上转换纳米材料的荧光光谱。2)上转换纳米颗粒与蓝藻进行共培养，待蓝藻生长浓度OD值达到6后检测蓝藻的发光情况。3)检测蓝藻在近红外808nm照射下的产氧情况。4)检测吞噬进入上转换纳米材料的蓝藻在近红外808nm照射下的产氧情况。如图1所示：上转换纳米材料与蓝藻共培养后蓝藻的产氧变化情况；如图2所示：上转换纳米颗粒的透射电镜。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.内吞上转换纳米颗粒的蓝藻提高产氧量的方法，其特征在于，包括如下步骤：/n1)检测上转换纳米材料的荧光光谱；/n2)上转换纳米颗粒与蓝藻进行共培养，待蓝藻生长浓度达到2-5的OD值后检测蓝藻的发光情况；/n3)检测蓝藻在近红外808nm照射下的产氧情况。/n

【技术特征摘要】
1.内吞上转换纳米颗粒的蓝藻提高产氧量的方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)检测上转换纳米材料的荧光光谱；
2)上转换纳米颗粒与蓝藻进行共培养，待蓝藻生长浓度达到2-5的OD值后检测蓝藻的发光情况；

【专利技术属性】
技术研发人员：郑斌，郭明明，明东，刘爽，甘霖，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津;12