一种光氧化蛋白的功能化上转换纳米粒子及其制备方法和应用技术

本发明专利技术属于纳米材料技术领域，具体涉及一种光氧化蛋白的功能化上转换纳米粒子及其制备方法和应用。本发明专利技术的光氧化蛋白的功能化上转换纳米粒子的制备方法包括下述步骤：(1)在上转换纳米粒子表面进行有机硅包覆，得到有机硅包覆的上转换纳米粒子；(2)在所述有机硅包覆的上转换纳米粒子的表面接氨基，得到氨基化上转换纳米粒子；(3)采用硫酰氯改性的硫磺素S对所述氨基化上转换纳米粒子进行改性，即得所述光氧化蛋白的功能化上转换纳米粒子。采用本发明专利技术的方法制备得到的光氧化蛋白的功能化上转换纳米粒子具有近红外光吸收能力，通过近红外激光(NIR)照射，即可产生用于β

【技术实现步骤摘要】
一种光氧化蛋白的功能化上转换纳米粒子及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于纳米材料
，具体涉及一种光氧化蛋白的功能化上转换纳米粒子及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]阿尔茨海默病(AD)是老龄人口中的一种主要疾病，是最常见的神经退行性疾病。德国神经病理学家阿罗伊斯
·
阿尔茨海默(Alois Alzheimer)于1906年首次报道该疾病。其特点是患者的记忆、交流和认知能力的进行性和不可逆转的损害。然而，AD的确切原因，特别是分子机制，尚未完全清楚。新的证据表明，β
‑
淀粉样肽(Aβ)在大脑中的过度产生和异常聚集被认为是导致神经毒性的原因。目前，越来越多的人认为Aβ错误折叠成高度有序的二级结构在AD的发展中起着关键作用。因此，抑制Aβ的聚集吸引着研究者极大的关注。
[0003]光动力疗法(PDT)在抑制Aβ聚集或氧化Aβ纤维方面有广泛的应用。在PDT过程中，通过紫外线(UV)、可见光(Vis)或近红外(NIR)辐射从光敏材料中产生活性氧(ROS)，如1O2、O2‑
、H2O2或HO
·
，以氧化Aβ纤维并抑制Aβ肽的异常聚集。由于氧化后的Aβ单体比天然Aβ单体具有更低的聚集倾向，因此能够通过光氧化作用降低Aβ介导的神经毒性。Aβ的光氧化作用因其空间和时间上的可控性以及对正常组织的低侵入性而被广泛用于治疗局部疾病，如皮肤癌和乳腺癌。目前，许多研究人员报道了光敏材料和平台已被用于氧化Aβ，如小分子光敏剂，碳纳米点(CDs)，以及氧化石墨烯修饰的g
‑
C3N4等都被用于氧化抑制Aβ的聚集。
[0004]然而，目前的光敏剂受到以下几点的限制。首先，大多数有机光敏剂本质上是疏水性的，容易聚集，导致输送困难，并产生单线氧(1O2)生成能力的降低，具有寿命短和扩散距离长的缺点，导致光氧化效率低。此外，Aβ聚集物存在于脑组织中，但紫外线(UV)和可见光不能穿透较厚的脑组织，并且在光照下这些材料容易产生活性氧，会对正常组织细胞产生毒副作用。
[0005]因此，需要提供一种针对上述现有技术不足的改进技术方案。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种光氧化蛋白的功能化上转换纳米粒子及其制备方法和应用，以解决传统光氧化材料对β
‑
淀粉样肽纤维的氧化作用差的技术问题。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种光氧化蛋白的功能化上转换纳米粒子的制备方法，包括下述步骤：(1)在上转换纳米粒子表面进行有机硅包覆，得到有机硅包覆的上转换纳米粒子；(2)在所述有机硅包覆的上转换纳米粒子的表面接氨基，得到氨基化上转换纳米粒子；(3)采用硫酰氯改性的硫磺素S对所述氨基化上转换纳米粒子进行改性，即得所述光氧化蛋白的功能化上转换纳米粒子；步骤(1)中，所述上转换纳米粒子在980nm激光照射下的发光颜色为蓝紫色。
[0008]优选地，所述上转换纳米粒子为β
‑
NaYF4：Yb/Tm；所述上转换纳米粒子β
‑
NaYF4：Yb/
Tm采用共沉淀法制备得到，包括下述步骤：A1.将含有钇盐、镱盐和铥盐的稀土盐溶液加入到油酸和十八烷烯的混合溶液中搅拌；A2.在氮气保护下对经步骤A1处理得到的混合溶液进行抽真空除水，之后降温至50
‑
60℃，得到第一混合物；A3.将含有NH4F和NaOH的甲醇溶液滴加到所述第一混合物中，搅拌30
‑
40min，得到第二混合物；A4.除去所述第二混合物中的甲醇，并升温至300
‑
350℃，反应1.5
‑
2h；A5.反应结束后，降温至60
‑
80℃，所得固体用乙醇和正己烷洗涤，即得所述上转换纳米粒子β
‑
NaYF4：Yb/Tm。
[0009]优选地，所述钇盐、镱盐和铥盐的摩尔比为(1
‑
1.5)∶(0.5
‑
1)∶(0.01
‑
0.02)。
[0010]更优选地，所述油酸和十八烷酸的体积比为(12
‑
20)∶(15
‑
30)，所述NH4F和NaOH的摩尔比为(5.0
‑
10.0)∶(5.0
‑
8.0)，所述钇盐为YCl3，所述镱盐为YbCl3，所述铥盐为TmCl3。
[0011]优选地，步骤(1)采用一锅法合成所述有机硅包覆的上转换纳米粒子。
[0012]优选地，步骤(1)包括：B1.将正己醇、TritonX
‑
100和环己烷混合均匀后，加入水；B2.将所述上转换纳米粒子超声分散于环己烷中，并加入到经步骤B1处理所得混合溶液中；B3.在搅拌条件下，向经步骤B2处理所得混合溶液中中加入硅酸四乙酯；B4.向经步骤B3处理所得混合溶液中加入氨水，室温反应24
‑
36h，所得固体产物依次用无水乙醇和去离子水洗涤，即得所述有机硅包覆的上转换纳米粒子。
[0013]更优选地，所述正己醇、TritonX
‑
100、环己烷和水的体积比为(3.0
‑
4.0)∶(3.5
‑
4.5)∶(10
‑
15)∶(0.6
‑
0.7)；所述上转换纳米粒子、硅酸四乙酯和氨水的质量体积比为(20
‑
40)∶(0.1
‑
0.2)∶(0.15
‑
0.2)，所述上转换纳米粒子的质量以mg计，所述硅酸四乙酯和氨水的体积以mL计。
[0014]优选地，步骤(2)包括：C1.将所述有机硅包覆的上转换纳米粒子分散到甲苯中，得到有机硅包覆的上转换纳米粒子分散液；C2.将3
‑
氨丙基三乙氧基硅烷加入到所述有机硅包覆的上转换纳米粒子分散液中，100
‑
120℃回流反应20
‑
25h，收集所得固体并用甲苯和无水乙醇洗涤，即得所述氨基化上转换纳米粒子。
[0015]优选地，所述有机硅包覆的上转换纳米粒子与甲苯的质量体积比为(200
‑
300)∶(25
‑
35)，所述有机硅包覆的上转换纳米粒子的质量以mg计，所述甲苯的体积以mL计；所述有机硅包覆的上转换纳米粒子与3
‑
氨丙基三乙氧基硅烷的质量体积比为(200
‑
300)∶(0.15
‑
0.2)，所述有机硅包覆的上转换纳米粒子的质量以mg计，所述甲苯的体积以mL计。
[0016]优选地，所述硫酰氯改性的硫磺素S按照包括下述步骤的方法制备得到：D1.使硫磺素S和氯化亚砜在50
‑
70℃下搅拌反应20
‑
25h；D2.对经步骤D1处理所得反应液进行减压浓缩，并在浓缩结束后加入冰水，过滤、丙酮洗涤和干燥，即得所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光氧化蛋白的功能化上转换纳米粒子的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：(1)在上转换纳米粒子表面进行有机硅包覆，得到有机硅包覆的上转换纳米粒子；(2)在所述有机硅包覆的上转换纳米粒子的表面接氨基，得到氨基化上转换纳米粒子；(3)采用硫酰氯改性的硫磺素S对所述氨基化上转换纳米粒子进行改性，即得所述光氧化蛋白的功能化上转换纳米粒子；步骤(1)中，所述上转换纳米粒子在980nm激光照射下的发光颜色为蓝紫色。2.根据权利要求1所述的光氧化蛋白的功能化上转换纳米粒子的制备方法，其特征在于，所述上转换纳米粒子为β
‑
NaYF4：Yb/Tm；所述上转换纳米粒子β
‑
NaYF4：Yb/Tm采用共沉淀法制备得到，包括下述步骤：A1.将含有钇盐、镱盐和铥盐的稀土盐溶液加入到油酸和十八烷烯的混合溶液中搅拌；A2.在氮气保护下对经步骤A1处理得到的混合溶液进行抽真空除水，之后降温至50
‑
60℃，得到第一混合物；A3.将含有NH4F和NaOH的甲醇溶液滴加到所述第一混合物中，搅拌30
‑
40min，得到第二混合物；A4.除去所述第二混合物中的甲醇，并升温至300
‑
350℃，反应1.5
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2h；A5.反应结束后，降温至60
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80℃，所得固体用乙醇和正己烷洗涤，即得所述上转换纳米粒子β
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NaYF4：Yb/Tm；优选地，所述钇盐、镱盐和铥盐的摩尔比为(1
‑
1.5)∶(0.5
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1)∶(0.01
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0.02)；更优选地，所述油酸和十八烷酸的体积比为(12
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20)∶(15
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30)，所述NH4F和NaOH的摩尔比为(5.0
‑
10.0)∶(5.0
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8.0)，所述钇盐为YCl3，所述镱盐为YbCl3，所述铥盐为TmCl3。3.根据权利要求1所述的光氧化蛋白的功能化上转换纳米粒子的制备方法，其特征在于，步骤(1)采用一锅法合成所述有机硅包覆的上转换纳米粒子；优选地，步骤(1)包括：B1.将正己醇、TritonX
‑
100和环己烷混合均匀后，加入水；B2.将所述上转换纳米粒子超声分散于环己烷中，并加入到经步骤B1处理所得混合溶液中；B3.在搅拌条件下，向经步骤B2处理所得混合溶液中加入硅酸四乙酯；B4.向经步骤B3处理所得混合溶液中加入氨水，室温反应24
‑
36h，所得固体产物依次用无水乙醇和去离子水洗涤，即得所述有机硅包覆的上转换纳米粒子；更优选地，所述正己醇、TritonX
‑
100、环己烷和水的体积比为(3.0
‑
4.0)∶(3.5
‑
4.5)∶(10
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15)∶(0.6
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0.7)；所述上转换纳米粒子、硅酸四乙酯和氨水的质量体积比为(20
‑
40)∶(0.1
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0.2)∶(0.15
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0.2)，所述上转换纳米粒子的质量以mg计，所述硅酸四乙酯和氨水的体积以mL计。4.根据权利要求1所述的光氧化蛋白的功能化上转换纳米粒子的制备方法，其特征在于，步骤(2)包括：C1.将所述有机硅包覆的上转换纳米粒子分散到甲苯中，得到有机硅包覆的上转换纳米粒子分散液；C2.将3
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氨丙基三乙氧基硅烷加入到所述有机硅包覆的上转换纳米粒子分散液中，100
‑
120℃回流反应20
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【专利技术属性】
技术研发人员：关意佳，曹伟杰，李涛，何琦龙，秦洁一，贾小峰，
申请(专利权)人：河南理工大学，
类型：发明
国别省市：