System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种荧光纳米粒、荧光探针、制备方法与应用技术_技高网
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一种荧光纳米粒、荧光探针、制备方法与应用技术

技术编号:40277512 阅读:11 留言:0更新日期:2024-02-02 23:05
本发明专利技术涉及一种荧光纳米粒、荧光探针、制备方法与应用,所述荧光纳米粒为Pr、Sm和Mn掺杂的SrS纳米粒;荧光探针包括负载有荧光纳米粒的介孔硅,偶联在介孔硅表面的DNAzyme复合体,以及位于DNAzyme复合体外层的外壳。本发明专利技术在近红外光和特定核酸片段存在下,激活荧光探针体系并释放DNAzyme复合体结构中的菁染料FD‑1080,监测FD‑1080的近红外二区荧光发射以实现对靶标片段的分析。本发明专利技术不仅为生物成像拓宽可供选择的荧光纳米材料,而且也有助于近红外光控生物化学传感器和近红外光控药物释放载体的发展,推动荧光分析技术和光控纳米机器在生物医学检测领域的应用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于荧光纳米探针,具体涉及一种荧光纳米粒、荧光探针、制备方法与应用


技术介绍

1、生物荧光成像因其具有无辐射危害、经济便捷、灵敏度高等优点,在医学领域中的应用价值被愈发重视。尤其是基于近红外二区(nir-ii,1000-1700nm)的荧光成像,由于其较深的组织穿透能力、更高分辨率和信噪比,已被成功应用于肿瘤、血管和淋巴管的成像,以及荧光引导手术等方面。但从生物医学诊断的实际应用方面考虑,传统的荧光成像探针存在两大不足:

2、(1)荧光探针多是基于被动标记的非激活型,因而不可避免地产生假阳性信号,这就易造成生物成像的时空分辨率不高;

3、(2)较低的荧光信号强度导致了生物医学成像,尤其是对深层次组织器官成像的检测灵敏度有待提高。

4、针对传统的荧光探针缺乏特定时空响应的不足,虽然目前国内外有开发多种环境响应型的荧光探针,例如ph依赖型、活性氧激活型、酶降解型、时间依赖型、压力型等荧光探针,但这些设计策略也往往是属于单一信号激活型的荧光探针,而实际上很多目标物(如活性氧、ph、标志物等)在非成像/成像部位之间差异不大,因此单一激活响应型的探针也往往产生假阳性信号;并且受生物体复杂生理病理环境因素的影响,荧光探针在不同条件下的激活响应也会存在明显差别。

5、而设计基于双信号(光信号和化学信号)的逻辑与门激活的荧光探针被认为是一种能在复杂生物环境中对特定时空位点的目标物质进行主动、可控的成像技术,从而较传统的荧光探针和单一信号激活的荧光探针有更高的信噪比和分辨率。国内外对于这类荧光探针的设计,常常是通过紫外光或蓝紫光激活光敏位点,进而被靶标分子触发响应而实现。由于紫外线和蓝紫光的光毒性,加之其生物组织穿透深度不足,因而传统的基于紫外光或蓝紫光的激活型荧光探针并不适合生物活体检测和成像的应用。目前,一种解决办法是结合上转换荧光纳米材料,利用其在近红外光照射下产生反斯托克斯位移的紫外线或蓝紫光来激活荧光探针的光响应位点,从而避免了直接使用紫外光或蓝紫光的缺陷。但这种设计策略,同样存在两个不足:

6、(1)现有的上转换荧光纳米材料荧光量子产率不高,因而其作为荧光供体并不能产生足够强的紫外光或蓝紫光,这就可能导致对荧光探针的光激活效率不高且响应较慢;

7、(2)探针在“激活-成像”过程中,往往涉及“双光源”的使用,即一方面需要用近红外光源(如980nm波长光源)照射上转换荧光纳米材料来激活荧光探针,另一方面对于激活的荧光探针,又需要用到短波长的光源(如350~550nm波长光源)来有效激发荧光团并采集其发射光作为监测信号,这样提高了成像仪器和实验操作的复杂性。


技术实现思路

1、本专利技术要解决的技术问题是提供一种荧光纳米粒、荧光探针、制备方法与应用,提高激活效率和响应速度,解决“双光源”操作复杂的问题,提高灵敏度和分辨率。

2、本专利技术实施例提供一种荧光纳米粒,所述荧光纳米粒为pr、sm和mn掺杂的srs纳米粒,即srs:pr,sm,mn。

3、优选的,pr,sm和mn的摩尔数分别为srs摩尔数的0.08%~0.12%,0.10%~0.35%,0.50~0.80%。即srs、pr、sm和mn的摩尔比为1:0.08%~0.12%:0.10%~0.35%:0.50~0.80%。

4、本专利技术所述的荧光纳米粒具有高近红外光转紫外光性能,srs:pr,sm,mn荧光纳米粒的平均粒径为9~12nm,可被980nm近红外光激发产生紫外光区(300~400nm)的发射。

5、本专利技术实施例提供一种所述的荧光纳米粒的制备方法,油酸锶、乙酸镨、乙酸钐、乙酸锰和溶剂混合,所述溶剂为油酸、油胺和十八烯的混合物,脱气处理,然后加热并搅拌,然后冷却,再加入含有硫源的甲醇溶液,加热并搅拌,焙烧,冷却,离心,洗涤,得到荧光纳米粒。

6、优选的,油酸锶、乙酸镨、乙酸钐、乙酸锰的摩尔比为1:0.08%~0.12%:0.10%~0.35%:0.50~0.80%。

7、优选的,所述油酸、油胺和十八烯的体积比为1:5~6:4~8。

8、优选的,所述硫源为二硫化四丁基秋兰姆、二硫化四甲基秋兰姆、四硫化双(1,5-亚戊基)秋兰姆中的一种或多种。

9、优选的,油酸锶、乙酸镨、乙酸钐、乙酸锰和溶剂混合,70-90℃脱气处理,然后加热至105℃并搅拌,然后冷却,再加入含有硫源的甲醇溶液,加热至70-90℃并搅拌,升温至310-330℃焙烧,冷却,离心,洗涤,得到荧光纳米粒。

10、本专利技术实施例提供一种负载有所述的荧光纳米粒的介孔硅。

11、本专利技术提供一种荧光探针,包括负载有如权利要求1所述的荧光纳米粒的介孔硅,偶联在介孔硅表面的dnazyme复合体,以及位于dnazyme复合体外层的外壳;所述dnazyme复合体包括底物链,连接在底物链上的光敏基团修饰的dnazyme-1,以及连接在底物链上的荧光基团修饰的dnazyme-2,所述dnazyme-1和dnazyme-2各有一部分与靶标核酸的序列互补配对;所述外壳包括透明质酸和聚多巴胺外壳。

12、本专利技术采用介孔硅为模板,以高温热分解法原位合成srs:pr,sm,mn荧光纳米粒,并进一步通过氨基化改性和亲和素修饰,偶联具有光激活功能的dnazyme复合体,并包覆聚多巴胺-透明质酸外壳。

13、优选的,所述底物链的序列为seq id no.1,dnazyme-1的序列为seq id no.2,dnazyme-2的序列为seq id no.3,所述荧光基团为fd-1080。

14、本专利技术实施例提供一种所述的荧光探针的制备方法,将介孔硅、油酸锶、乙酸镨、乙酸钐、乙酸锰和溶剂混合,所述溶剂为油酸、油胺和十八烯的混合物,脱气处理,然后加热并搅拌,然后冷却,再加入含有硫源的甲醇溶液,加热并搅拌,焙烧,冷却,离心,洗涤,得到负载有荧光纳米粒的介孔硅;然后在还原气氛(优选为co气体或h2-n2混合气体)下退火,将退火产物分散在溶剂中,加入硅烷偶联剂混合,离心,加入戊二醛,混合,分散在缓冲液中,加入亲和素磷酸缓冲液,反应,离心洗涤,将沉淀分散于三羟甲基氨基甲烷盐酸盐缓冲液缓冲液中,加入生物素修饰的底物链、光敏基团修饰的dnazyme-1、以及荧光基团修饰的dnazyme-2进行杂交,孵育,离心洗涤;然后将产物分散于三羟甲基氨基甲烷盐酸盐缓冲液缓冲液中,加入盐酸多巴胺和透明质酸,混合,离心收集沉淀,洗涤,得到荧光探针。

15、生物素修饰的底物链、光敏基团修饰的dnazyme-1以及荧光基团修饰的dnazyme-2的摩尔比为1:(1.5~2):(1.5~1)。

16、所述盐酸多巴胺和透明质酸的摩尔比为(1~3):1。

17、本专利技术实施例提供一种所述的荧光探针的应用,所述荧光探针用于制备核酸检测物质,包括rna和dna的检测。

18、本专利技术的有益效果是,本专利技术实现双输入逻辑与门本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种荧光纳米粒,其特征是,所述荧光纳米粒为Pr、Sm和Mn掺杂的SrS纳米粒。

2.如权利要求1所述的荧光纳米粒,其特征是,Pr,Sm和Mn的摩尔数分别为SrS摩尔数的0.08%~0.12%,0.10%~0.35%,0.50~0.80%。

3.一种如权利要求1或2所述的荧光纳米粒的制备方法,其特征是,油酸锶、乙酸镨、乙酸钐、乙酸锰和溶剂混合,所述溶剂为油酸、油胺和十八烯的混合物,脱气处理,然后加热并搅拌,然后冷却,再加入含有硫源的甲醇溶液,加热并搅拌,焙烧,冷却,离心,洗涤,得到荧光纳米粒。

4.如权利要求3所述的荧光纳米粒的制备方法,其特征是,所述油酸、油胺和十八烯的体积比为1:5~6:4~8;所述硫源为二硫化四丁基秋兰姆、二硫化四甲基秋兰姆、四硫化双(1,5-亚戊基)秋兰姆中的一种或多种。

5.如权利要求3所述的荧光纳米粒的制备方法,其特征是,油酸锶、乙酸镨、乙酸钐、乙酸锰和溶剂混合,70-90℃脱气处理,然后加热至105℃并搅拌,然后冷却,再加入含有硫源的甲醇溶液,加热至70-90℃并搅拌,升温至310-330℃焙烧,冷却,离心,洗涤,得到荧光纳米粒。

6.一种负载有如权利要求1或2所述的荧光纳米粒的介孔硅。

7.一种荧光探针,其特征是,包括负载有如权利要求1所述的荧光纳米粒的介孔硅,偶联在介孔硅表面的DNAzyme复合体,以及位于DNAzyme复合体外层的外壳;所述DNAzyme复合体包括底物链,连接在底物链上的光敏基团修饰的DNAzyme-1,以及连接在底物链上的荧光基团修饰的DNAzyme-2,所述DNAzyme-1和DNAzyme-2各有一部分与靶标核酸的序列互补配对;所述外壳包括透明质酸和聚多巴胺外壳。

8.如权利要求7所述的荧光探针,其特征是,所述底物链的序列为SEQ ID NO.1,DNAzyme-1的序列为SEQ ID NO.2,DNAzyme-2的序列为SEQ ID NO.3,所述荧光基团为FD-1080。

9.一种如权利要求7所述的荧光探针的制备方法,其特征是,将介孔硅、油酸锶、乙酸镨、乙酸钐、乙酸锰和溶剂混合,所述溶剂为油酸、油胺和十八烯的混合物,脱气处理,然后加热并搅拌,然后冷却,再加入含有硫源的甲醇溶液,加热并搅拌,焙烧,冷却,离心,洗涤,得到负载有荧光纳米粒的介孔硅;然后在还原气氛下退火,将退火产物分散在溶剂中,加入硅烷偶联剂混合,离心,加入戊二醛,混合,分散在缓冲液中,加入亲和素磷酸缓冲液,反应,离心洗涤,将沉淀分散于三羟甲基氨基甲烷盐酸盐缓冲液缓冲液中,加入生物素修饰的底物链、光敏基团修饰的DNAzyme-1、以及荧光基团修饰的DNAzyme-2进行杂交,孵育,离心洗涤;然后将产物分散于三羟甲基氨基甲烷盐酸盐缓冲液缓冲液中,加入盐酸多巴胺和透明质酸,混合,离心收集沉淀,洗涤,得到荧光探针。

10.一种如权利要求7所述的荧光探针的应用,其特征是,所述荧光探针用于制备核酸检测物质。

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【技术特征摘要】

1.一种荧光纳米粒,其特征是,所述荧光纳米粒为pr、sm和mn掺杂的srs纳米粒。

2.如权利要求1所述的荧光纳米粒,其特征是,pr,sm和mn的摩尔数分别为srs摩尔数的0.08%~0.12%,0.10%~0.35%,0.50~0.80%。

3.一种如权利要求1或2所述的荧光纳米粒的制备方法,其特征是,油酸锶、乙酸镨、乙酸钐、乙酸锰和溶剂混合,所述溶剂为油酸、油胺和十八烯的混合物,脱气处理,然后加热并搅拌,然后冷却,再加入含有硫源的甲醇溶液,加热并搅拌,焙烧,冷却,离心,洗涤,得到荧光纳米粒。

4.如权利要求3所述的荧光纳米粒的制备方法,其特征是,所述油酸、油胺和十八烯的体积比为1:5~6:4~8;所述硫源为二硫化四丁基秋兰姆、二硫化四甲基秋兰姆、四硫化双(1,5-亚戊基)秋兰姆中的一种或多种。

5.如权利要求3所述的荧光纳米粒的制备方法,其特征是,油酸锶、乙酸镨、乙酸钐、乙酸锰和溶剂混合,70-90℃脱气处理,然后加热至105℃并搅拌,然后冷却,再加入含有硫源的甲醇溶液,加热至70-90℃并搅拌,升温至310-330℃焙烧,冷却,离心,洗涤,得到荧光纳米粒。

6.一种负载有如权利要求1或2所述的荧光纳米粒的介孔硅。

7.一种荧光探针,其特征是,包括负载有如权利要求1所述的荧光纳米粒的介孔硅,偶联在介孔硅表面的dnazyme复合体,以及位于dnazyme复合体外层的外壳;所述dnazyme复合...

【专利技术属性】
技术研发人员:王佶恺朱艳丽喻翠云魏华
申请(专利权)人:南华大学
类型:发明
国别省市:

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