一种纳米晶探针及其制备方法和其在热疗法肿瘤治疗中用于比率型原位温度检测的应用技术

本申请涉及一种新型纳米晶探针及其生物检测领域，尤其涉及一种纳米晶探针及其制备方法和其在热疗法肿瘤治疗中用于比率型原位温度检测的应用。一种纳米晶探针，该纳米晶探针的纳米晶的分子式为CaClF：Bi/Er。该纳米晶探针在1530纳米激光器激发条件下，实现了细胞的比率型原位温度检测，具有非接触式、快响应、高空间分辨率与高准确度的优势。空间分辨率与高准确度的优势。空间分辨率与高准确度的优势。

【技术实现步骤摘要】
一种纳米晶探针及其制备方法和其在热疗法肿瘤治疗中用于比率型原位温度检测的应用


[0001]本申请涉及一种新型纳米晶探针及其生物检测领域，尤其涉及一种纳米晶探针及其制备方法和其在热疗法肿瘤治疗中用于比率型原位温度检测的应用。

技术介绍

[0002]热疗法是临床医学上用于杀死癌细胞的一种常用方法，治疗过程中肿瘤局部区域的温度一般会超过42℃，而人体正常组织细胞的温度安全界限约为45℃，为保障正常组织细胞安全的同时杀死癌细胞，高准确度、高精度与高空间分辨率的快速实时在线温度探测至关重要
【1-3】
。传统的温度探测方法，如热电偶、热敏电阻和热胀冷缩式温度计等，空间分辨率低、响应慢，且属于接触式测温；非接触式红外辐射测温仪是通过监测目标辐射的红外能量来实现温度探测，只能探测目标表面的温度。以上测温技术均不能用于监测生物组织内部微观区域的温度变化，因此，开发新型的细胞原位温度监控技术具有重要的科学研究意义。
[0003]荧光温度探测是一种新颖的非接触式温度测量技术，主要通过表征荧光中心的荧光强度、荧光寿命或者发射峰位置随温度的变化来实现温度探测，具有空间分辨率高、响应快、可远程测量等优势，最适合应用于生物组织内部微观区域的实时温度探测
【4-6】
。然而目前所报道的荧光温度探测技术在293-343K范围内的测温灵敏度低
【7-8】
，比如NaY(WO4)2:Yb/Er纳米晶体系在293K-503K的范围内，最大相对测温灵敏度约为1.2％K-1
，六方相NaYF4:Yb/Er@NaYF4:Yb/Nd核壳纳米晶的最大相对测温灵敏度约为2％K-1
，均不适用于生物组织细胞的温度监控。

技术实现思路

[0004]为了解决上述的技术问题，本申请的一个目的是提供一种纳米晶探针，该纳米晶探针在1530纳米激光器激发条件下，实现了细胞的比率型原位温度检测，具有非接触式、快响应、高空间分辨率与高准确度的优势。
[0005]为了实现上述的目的，本申请采用了以下的技术方案：
[0006]一种纳米晶探针，该纳米晶探针的纳米晶的分子式为CaClF：Bi/Er。
[0007]优选，所述的纳米晶的分子式为CaClF：10Bi/20Er。
[0008]优选，所述的纳米晶为水性纳米晶。
[0009]优选，所述的纳米晶为纯六方相，在1530纳米近红外激光器激发条件下，纳米晶在293K和343K条件下表现出绿光和红光上转换发射谱。
[0010]进一步，本申请还公开了所述的纳米晶探针的制备方法，该方法包括以下的步骤：
[0011]1)将所需掺杂量的乙酸铋和乙酸铒，0.7毫摩尔乙酸钙，2毫升三氟乙酸，2毫升三氯乙酸，10毫升油酸和25毫升十八烯加入到三口烧瓶中，在氮气保护气氛条件下，于100℃搅拌并保温90分钟，然后迅速升温至180℃，并保温1小时；
[0012]2)待溶液冷却至室温后，产物用乙醇和去离子水的混合液洗涤3-5次，获得油性氟氯化物纳米晶。
[0013]作为进一步改进，该方法还包括纳米晶表面处理步骤：将步骤2)制备得到的10-100mg油性氟氯化物纳米晶分散在1-3mL乙醇与浓度为0.2mol/L的HCl0.5-1mL的混合液中，将混合液超声5-10min，然后加入乙醇洗涤、离心以及烘干等处理后即可获得水性纳米晶。
[0014]进一步，本申请还公开了所述的纳米晶探针在生物组织细胞原位温度检测中的应用。
[0015]进一步，本申请还公开了所述的纳米晶探针在热疗法肿瘤治疗中用于温度检测的应用。
[0016]进一步，本申请还公开了一种生物组织细胞原位温度检测试剂盒，该试剂盒包括所述的纳米晶探针。
[0017]进一步，本申请还公开了一种热疗法肿瘤治疗中用于温度检测试剂盒，该试剂盒包括所述的纳米晶探针。
[0018]本申请通过一种溶剂热法制备出CaClF：Bi/Er纳米晶，再通过HCl溶液处理，去掉纳米晶表面的油酸配体，纳米晶能够很好地分散在水溶液中。通表征纳米晶在不同温度下的荧光性能，通过拟合Ho
3+
离子的绿光/红光强度比随温度变化的关系曲线，在低于343K的温度范围内，得到的最大相对灵敏度高达3.6％K-1
。在此基础上，通过内吞纳米晶，本申请实现了细胞原位温度监控。
附图说明
[0019]图1(a)和(b)分别为产物的XRD图谱和透射电子显微镜图。
[0020]图2(a)CaClF：10Bi/20Er纳米晶在1530纳米近红外激光器激发条件下的上转换发射谱，(b)上转换发光强度随Er3+离子掺杂浓度的变化曲线，(c)上转换发光机理示意图，(d)产物的发光强度随掺杂离子Bi3+的变化关系曲线。
[0021]图3(a)CaClF：10Bi/20Er纳米晶的上转换发光强度随温度变化的关系曲线，(b)不同温度条件下的相对测温灵敏度曲线。
[0022]图4在不同功率条件下(0.3W和0.8W)，CaClF：10Bi/20Er纳米晶的绿光(a)与绿光/红光强度比(b)随温度变化的关系曲线。
[0023]图5在1530纳米近红外激光器激发条件下，CaClF：10Bi/20Er纳米晶在293K和343K条件下的上转换发射谱。
具体实施方式
[0024]1.实验部分
[0025]1.1主要仪器和试剂：
[0026]乙酸铋(99.0％)，三氯乙酸(99.0％)，三氟乙酸(99.0％)，醋酸钙(99.0％)，乙酸铒(99.9％)，油酸(90.0％)与十八烯(90.0％)购买于Sigma-Aldrich公司，SP20细胞购买于普诺塞生命科技有限公司，无水乙醇和浓盐酸购买于国药集团化学试剂有限公司。
[0027]1.2CaClF：Bi/Er纳米晶的制备：
[0028]以CaClF：10Bi/20Er纳米晶为例，0.1毫摩尔乙酸铋，0.7毫摩尔乙酸钙，0.2毫摩尔
乙酸铒，2毫升三氟乙酸，2毫升三氯乙酸，10毫升油酸和25毫升十八烯加入到三口烧瓶中，在氮气保护气氛条件下，于100
℃
搅拌并保温90分钟，然后迅速升温至180℃，并保温1小时。待溶液冷却至室温后，产物用乙醇和去离子水的混合液洗涤3-5次。
[0029]不同浓度或种类的离子掺杂样品，通过改变前驱溶液中相应的离子浓度或种类来实现。
[0030]纳米晶表面处理：将10-100mg油性氟氯化物纳米晶分散在1-3mL乙醇与HCl(0.2mol/L,0.5-1mL)的混合液中，将混合液超声5-10min，然后加入乙醇洗涤、离心以及烘干等处理后即可获得水性纳米晶。
[0031]1.3表征仪器
[0032]X射线衍射图谱(BrukerD8Advance，Cu-Kα)，透射电子显微镜(TEM,FEITecnaiG2F20)，光谱仪(FLUROHUB-B,HORIBAJOBINYVON)，紫外灯功率为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种纳米晶探针，其特征在于，该纳米晶探针的纳米晶的分子式为CaClF：Bi/Er。2.根据权利要求1所述的纳米晶探针，其特征在于，纳米晶的分子式为CaClF：10Bi/20Er。3.根据权利要求1所述的纳米晶探针，其特征在于，纳米晶为水性纳米晶。4.根据权利要求1-3任意一项权利要求所述的纳米晶探针，其特征在于，纳米晶为纯六方相，在1530纳米近红外激光器激发条件下，纳米晶在293K和343K条件下表现出绿光和红光上转换发射谱。5.权利要求1或2所述的纳米晶探针的制备方法，其特征在于，该方法包括以下的步骤：1）将所需掺杂量的乙酸铋和乙酸铒，0.7毫摩尔乙酸钙，2毫升三氟乙酸，2毫升三氯乙酸，10毫升油酸和25毫升十八烯加入到三口烧瓶中，在氮气保护气氛条件下，于100℃搅拌并保温90分钟，然后迅速升温至180℃，并保温1小时；2）待溶液冷却至室温后，产物用乙...

【专利技术属性】
技术研发人员：王从相，王清清，王双兰，
申请(专利权)人：温州广立生物医药科技有限公司，
类型：发明
国别省市：