一种近红外长余辉发光纳米探针、其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种近红外长余辉发光纳米探针、其制备方法和应用，属于近红外长余辉材料领域。以介孔二氧化硅为模板，以醋酸锌、硝酸镓、氯化锡、醋酸铬、硝酸铬和硝酸钇为掺杂金属原料，经反应和煅烧获得长余辉发光核心；对长余辉发光核心外层包覆二氧化锰，得到预产品；对预产品进行表面修饰，并偶联靶向分子普乐沙福，即得近红外长余辉发光纳米探针。该近红外长余辉发光纳米探针具有良好的生物安全性，在小鼠尾静脉注射后能够有效地富集在体内肿瘤区域，在红光LED灯辐照下，能够实现体内多发微小肿瘤的高灵敏成像，且成像时间短，适用于术中成像，可用于乳腺癌肿瘤模型的成像指导肿瘤切除。切除。切除。

【技术实现步骤摘要】
一种近红外长余辉发光纳米探针、其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于近红外长余辉材料领域，尤其是一种近红外长余辉发光纳米探针、其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]癌症由于缺乏有效的治疗手段，严重威胁着人类的健康。目前，手术切除仍是实体瘤的首选治疗方法。术后肿瘤组织残留常而引起的局部肿瘤复发、恶化往往会导致治疗失败。在保护正常组织的前提下，如何彻底切除肿瘤是手术的挑战。在手术过程中，外科医生依靠视觉、触觉和经验来区分肿瘤边缘和健康组织，往往会造成肿瘤残留或过度切除正常组织。由于术中实时导航的缺乏，限制了肿瘤切除的精度，导致肿瘤残留的概率高。
[0003]与传统医学成像(如MRI、CT或X射线等)相比，近红外荧光成像具有实时性、高灵敏度、高分辨率、无辐射等优点。近红外荧光纳米探针具有光稳定性好、光谱可调、表面修饰简单等优点，是肿瘤切除的优良示踪剂，为准确的手术切除提供导航。在手术切除的过程中，剩余的肿瘤越来越小，对成像纳米探针的灵敏性有着更高的要求。同时，在上述纳米探针的激发过程中，生物体发出自身荧光，导致背景信号强，肿瘤与正常组织(T/NT)信号比低，限制了肿瘤残留的识别。近红外持久发光纳米粒子是一种新型的生物成像纳米探针，它在激发时储存能量，激发后继续发出余辉。采用近红外长余辉发光纳米探针进行生物成像，可完全避免激发照射引起的自身荧光干扰，显著提高成像灵敏度。

技术实现思路

[0004]为了克服上述技术缺陷，本专利技术提供一种近红外长余辉发光纳米探针、其制备方法和应用，以解决背景技术所涉及的问题。
[0005]本专利技术提供一种近红外长余辉发光纳米探针、其制备方法和应用，包括：
[0006](1)将醋酸锌、硝酸镓、氯化锡、醋酸铬、硝酸铬和硝酸钇混合加入去离子水中搅拌溶解，获得混合金属溶液；
[0007](2)将上述混合金属溶液中加入介孔二氧化硅粉末，在真空条件下加热蒸干，得到掺杂有掺杂金属原料的介孔二氧化硅粉末；
[0008](3)将所述掺杂有掺杂金属原料的介孔二氧化硅粉末高温煅烧，获得长余辉发光核心；
[0009](4)将所述长余辉发光核心外层包覆二氧化锰，得到预产品；
[0010](5)对所述预产品进行表面修饰，获得表面修饰后预产品；
[0011](6)在所述修饰后预产品表面偶联靶向分子普乐沙福，即得所述近红外长余辉发光纳米探针。
[0012]优选地或可选地，所述混合金属溶液中锌、镓、锡、氧、铬和钇的摩尔比为1.2
‑
1.4∶1.3
‑
1.5∶0.2
‑
0.4∶3.5
‑
4.5∶0.004
‑
0.006：0.0025
‑
0.0035。
[0013]优选地或可选地，所述混合金属溶液和介孔二氧化硅粉末的比例为0.25
‑
0.75mL∶
90
‑
110mg；所述蒸干温度为50
‑
80℃，反应时间为10
‑
18h。
[0014]优选地或可选地，所述掺杂有掺杂金属原料的介孔二氧化硅粉末的方法，包括如下步骤：
[0015]将掺杂有掺杂金属原料的介孔二氧化硅粉末在850
‑
1000℃高温下煅烧2
‑
5h，获得长余辉发光核心。
[0016]优选地或可选地，长余辉发光核心外层包覆二氧化锰的方法，包括如下步骤：
[0017]将所得的长余辉发光核心分散在去离子水中，然后将混合液在搅拌的条件下加入的高锰酸钾水溶液，混合5
‑
15min后，加入一定量甲酰胺，让混合物在超声下反应10
‑
40min，离心收集产物并用水清洗，得到预产品。
[0018]优选地或可选地，所述预产品进行表面修饰方法，包括如下步骤：
[0019]将所得预产品加入聚(丙烯胺盐酸盐)水溶液中，超声反应1
‑
3h，并用去离子水洗涤2才2
‑
4次；
[0020]然后在超声作用下将样品分散于聚丙烯酸中，反应1
‑
3h后，离心收集产物，并用水洗涤，获得表面修饰后预产品。
[0021]优选地或可选地，所述修饰后预产品表面偶联靶向分子普乐沙福的方法，包括如下步骤：
[0022]所得的表面修饰后预产品分散在MES缓冲液中，在搅拌下依次加入1
‑
(3
‑
二甲氨基丙基)
‑3‑
乙基碳二亚胺盐酸盐和N
‑
羟基琥珀酰亚胺，反应0.5
‑
3h后，
[0023]将混合物的pH调至7
‑
8，加入溶解于乙醇中的普乐沙福，经10
‑
15h的酰胺化反应后，用水清洗产物，离心收集近红外长余辉发光纳米探针。
[0024]本专利技术还提供一种基于所述的近红外长余辉发光纳米探针的制备方法所得到的近红外长余辉发光纳米探针。
[0025]本专利技术还提供一种所述的近红外长余辉发光纳米探针在作为或制备生物医学成像材料中的应用。
[0026]本专利技术涉及一种近红外长余辉发光纳米探针、其制备方法和应用，相较于现有技术，具有如下有益效果：本专利技术以介孔二氧化硅为模板制备近红外长余辉发光纳米探针，其呈现完整的单分散介孔球形结构。本专利技术制备的红外长余辉发光纳米探针，经小鼠尾静脉注射后，能够有效地富集在体内肿瘤区域，在红光LED灯辐照下，不仅实现体内多发微小肿瘤的高灵敏成像，还具有成像时间短和生物相容性高的特点，适用于术中成像为完全地肿瘤切除提供了希望。
附图说明
[0027]图1为本专利技术实施例1制备的近红外长余辉发光纳米探针的透射电镜照片(TEM)图(标尺为100nm)。
[0028]图2为本专利技术实施例1制备的近红外长余辉发光纳米探针的TEM
‑
elemental mapping图(标尺为100nm)。
[0029]图3为本专利技术实施例1制得的近红外长余辉发光纳米探针的XRD分析图谱的XRD分析图谱。
[0030]图4为本专利技术实施例1制得的近红外长余辉发光纳米探针的余辉光谱图。
[0031]图5为本专利技术实施例1制得的近红外长余辉发光纳米探针的余辉衰退曲线。
[0032]图6为本专利技术实施例1制得的近红外长余辉发光纳米探针的长余辉核心的余辉衰减图像。
[0033]图7为本专利技术实施例1制得的近红外长余辉发光纳米探针在含有或没有谷胱甘肽的溶液中得到的长余辉纳米探针的余辉衰减图像。
[0034]图8为4T1细胞用本专利技术实施例1制得的预产品和近红外长余辉发光纳米探针分别孵育2、4、6、8h的共聚焦激光扫描显微镜图像。
[0035]图9流式细胞分析4T1细胞用本专利技术实施例1制得的预产品和近红外长余辉发光纳米探针分别孵育2、4、6、8h的荧光强度变化曲线。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种近红外长余辉发光纳米探针的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将醋酸锌、硝酸镓、氯化锡、醋酸铬、硝酸铬和硝酸钇混合加入去离子水中搅拌溶解，获得混合金属溶液；(2)将上述混合金属溶液中加入介孔二氧化硅粉末，在真空条件下加热蒸干，得到掺杂有掺杂金属原料的介孔二氧化硅粉末；(3)将所述掺杂有掺杂金属原料的介孔二氧化硅粉末高温煅烧，获得长余辉发光核心；(4)将所述长余辉发光核心外层包覆二氧化锰，得到预产品；(5)对所述预产品进行表面修饰，获得表面修饰后预产品；(6)在所述修饰后预产品表面偶联靶向分子普乐沙福，即得所述近红外长余辉发光纳米探针。2.根据权利要求1所述的近红外长余辉发光纳米探针的制备方法，其特征在于，所述混合金属溶液中锌、镓、锡、氧、铬和钇的摩尔比为1.2
‑
1.4∶1.3
‑
1.5∶0.2
‑
0.4∶3.5
‑
4.5∶0.004
‑
0.006：0.0025
‑
0.0035。3.根据权利要求1所述的近红外长余辉发光纳米探针的制备方法，其特征在于，所述混合金属溶液和介孔二氧化硅粉末的比例为0.25
‑
0.75mL∶90
‑
110mg；所述蒸干温度为50
‑
80℃，反应时间为10
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18h。4.根据权利要求1所述的近红外长余辉发光纳米探针的制备方法，其特征在于，所述掺杂有掺杂金属原料的介孔二氧化硅粉末的方法，包括如下步骤：将掺杂有掺杂金属原料的介孔二氧化硅粉末在850
‑
1000℃高温下煅烧2
‑
5h，获得长余辉发光核心。5.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：张云，史骏朋，林芃，
申请(专利权)人：厦门稀土材料研究所，
类型：发明
国别省市：