专利名称：一种硫化银量子点-壳聚糖纳米复合物的制备方法
技术领域：
本发明属于化学、生物与材料的交叉领域，尤其是涉及一种具有近红外荧光成像功能的硫化银量子点-壳聚糖纳米复合物及其制备方法。
背景技术：
壳聚糖是天然生物多糖甲壳质的脱乙酰基衍生物，存在自由氨基，理化性质十分活泼，具有无毒副作用、生物相容性好、生物降解可控以及无抗原性等特性。因此，壳聚糖在生物医学、组织工程、药物缓释、细胞及酶的固定化等诸多方面都有着广泛的应用。近年来，将壳聚糖作为功能化纳米载体的研究取得了较大进展，各种离子、分子及其它组分被陆续载入到壳聚糖凝胶网络中，形成功能化修饰的壳聚糖纳米复合物体系。波长处于近红外波段的荧光量子点有很多独特的优势，比如对组织穿透深度较大，能够克服可见光量子点在进行深层组织成像时易受干扰的缺陷。目前常见的近红外量子点都含有Cd、Se、Pb等有毒元素。低毒甚至无毒的具有近红外荧光的硫化银(Ag2S)量子点具有天然的优势。已有研究表明，这种新型的量子点具有高荧光效率和高生物相容性，在活体成像、检测、诊断等方面具有良好的应用前景。本发明利用简单易行的方法将硫化银量子点与壳聚糖或其衍生物组装在一起，形成壳聚糖或其衍生物包裹硫化银量子点的纳米复合物，可在一定的激发条件下发射近红外荧光。与单纯的硫化银量子点相比，该纳米复合物的生物相容性更好，光学特性和荧光量子产率几乎不变，在具有近红外荧光成像功能的同时还可以作为纳米药物载体来使用。目前尚未见将硫化银量子点与壳聚糖或壳聚糖衍生物相结合制备具有上述功能的纳米复合物的相关专利报道。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种操作简单，产物可发射近红外荧光，体内成像效果好，生物相容性好，在生物医药领域有着良好的应用前景的硫化银量子点-壳聚糖纳米复合物的制备方法。本发明的目的可以通过以下技术方案来实现:一种硫化银量子点-壳聚糖纳米复合物的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤:(I)在室温下将一定量的壳聚糖或其衍生物溶于去离子水中，制得浓度为l-20mg/mL的壳聚糖或壳聚糖衍生物水溶液；(2)在室温搅拌条件下向步骤(I)制得的壳聚糖或壳聚糖衍生物水溶液中依次加入螯合剂和水溶性银盐，搅拌反应5-20分钟，其中螯合剂与壳聚糖或其衍生物的质量比为1: 100 1: 20，银盐与壳聚糖或其衍生物的质量比为1: 50 1: 5;(3)在步骤⑵得到的产物中加入碱金属硫化物和羧基化合物，搅拌反应5-20小时，其中碱金属硫化物与银盐的摩尔比为1:1 1: 3，羧基化合物与壳聚糖或其衍生物的质量比为1: 100 1: 10 ;将反应产物用水透析、离心，相继用无水甲醇和乙醚洗涤，在室温下真空干燥得到硫化银量子点-壳聚糖纳米复合物。所述的壳聚糖或其衍生物为脱乙酰度为40% -95%的水溶性壳聚糖、羧甲基壳聚糖、壳聚糖季铵盐中的一种或多种，粘均分子量为2-40万。所述的螯合剂为乙二胺四乙酸，乙二胺四甲叉膦酸，羟基乙叉二膦酸或氨基三甲叉膦酸。所述的水溶性银盐为硝酸银或氟化银。所述的碱金属硫化物为硫化钠或硫化钾。所述的羧基化合物为巯基乙酸、巯基丙酸、巯基丁酸等巯基羧酸或牛血清蛋白。与现有技术相比，本发明具有以下优点和效果:1.所使用的原料易于获取；2.制备的硫化银量子点-壳聚糖纳米复合物具有近红外荧光成像的功能，生物相容性好，在生理环境下稳定性高；3.荧光效率高，对组织和器官的穿透性强，体内荧光成像效果好；4.制备方法简单，成本较低。
图1为硫化银量子点-壳聚糖纳米复合物的透射电子显微镜照片。
具体实施例方式下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。实施例1在室温下将分子量为10万、脱乙酰度为60%的壳聚糖溶于去离子水中，制得浓度为5mg/ml的壳聚糖水溶液；在室温搅拌条件下向该壳聚糖水溶液中依次加入乙二胺四乙酸和硝酸银，乙二胺四乙酸与壳聚糖的质量比为1: 50，硝酸银与壳聚糖的质量比为I: 20。搅拌反应10分钟后，加入硫化钾和巯基丙酸，搅拌反应8小时，其中硫化钾与硝酸银的摩尔比为1: 2.2，巯基丙酸与壳聚糖的质量比为1: 30 ;将反应产物用水透析、离心，相继用无水甲醇和乙醚洗涤，在室温下真空干燥得到硫化银量子点-壳聚糖纳米复合物。该纳米复合物的透射电子显微镜照片如图1所示。实施例2在室温下将分子量为8万、脱乙酰度为50%的羧甲基壳聚糖溶于去离子水中，制得浓度为7mg/ml的壳聚糖水溶液；在室温搅拌条件下向该羧甲基壳聚糖水溶液中依次加入乙二胺四乙酸和氟化银，乙二胺四乙酸与羧甲基壳聚糖的质量比为1: 40，氟化银与壳聚糖的质量比为1: 18。搅拌反应15分钟后，加入硫化钾和巯基乙酸，搅拌反应8小时，其中硫化钾与氟化银的摩尔比为1: 2.1，巯基乙酸与壳聚糖的质量比为1: 30;将反应产物用水透析、离心，相继用无水甲醇和乙醚洗涤，在室温下真空干燥得到硫化银量子点-羧甲基壳聚糖纳米复合物。实施例3在室温下将分子量为12万、脱乙酰度为80%的壳 聚糖溶于去离子水中，制得浓度为6mg/ml的壳聚糖水溶液；在室温搅拌条件下向该壳聚糖水溶液中依次加入乙二胺四甲叉膦酸和硝酸银，乙二胺四甲叉膦酸与壳聚糖的质量比为1: 45，硝酸银与壳聚糖的质量比为1: 20。搅拌反应15分钟后，加入硫化钠和牛血清蛋白，搅拌反应10小时，其中硫化钠与硝酸银的摩尔比为1: 2.5，牛血清蛋白与壳聚糖的质量比为1: 20;将反应产物用水透析、离心，相继用无水甲醇和乙醚洗涤，在室温下真空干燥得到硫化银量子点-壳聚糖纳米复合物。实施例4在室温下将分子量为9万、脱乙酰度为60%的壳聚糖季铵盐溶于去离子水中，制得浓度为8mg/ml的壳聚糖季铵盐水溶液；在室温搅拌条件下向该壳聚糖季铵盐水溶液中依次加入乙二胺四甲叉膦酸和硝酸银，乙二胺四甲叉膦酸与壳聚糖季铵盐的质量比为I: 50，硝酸银与壳聚糖季铵盐的质量比为1: 25。搅拌反应15分钟后，加入硫化钠和牛血清蛋白，搅拌反应9小时，其中硫化钠与硝酸银的摩尔比为1: 2.2，牛血清蛋白与壳聚糖季铵盐的质量比为1: 25;将反应产物用水透析、离心，相继用无水甲醇和乙醚洗涤，在室温下真空干燥得到硫化银量子点-壳聚糖季铵盐纳米复合物。实施例5有机荧光分子-壳聚糖纳米复合物一氧化氮供体及其制备方法，包括以下步骤:(I)在室温下将一定量的壳聚糖溶于去离子水中，制得浓度为12mg/mL的壳聚糖水溶液；(2)在室温搅拌条件下向步骤(I)制得的壳聚糖水溶液中依次加入乙二胺四乙酸和硝酸银，搅拌反应12分 钟，其中乙二胺四乙酸与壳聚糖的质量比为1: 30，硝酸银与壳聚糖的质量比为1: 25 ;(3)在步骤⑵得到的产物中加入硫化钾和巯基丙酸，搅拌反应12小时，其中硫化钾与硝酸银的摩尔比为1: 2.3，巯基丙酸与壳聚糖的质量比为1: 60;将反应产物用水透析、离心，相继用无水甲醇和乙醚洗涤，在室温下真空干燥得到硫化银量子点-壳聚糖纳米复合物。实施例6一种硫化银量子点-壳聚糖纳米复合物的制备方法，该方法包括以下步骤:(I)在室温下分子量为2万、脱乙酰度为95%的壳聚糖溶于去离子水中，制得浓度为lmg/mL的壳聚糖水溶液；(2)在室温搅拌条件下向步骤(I)制得的壳聚糖水溶液中依次加入乙二胺四乙酸和硝酸银，搅拌反应5分钟，其中乙二胺四乙酸与壳聚糖的质量比为1: 100，硝酸银与壳聚糖的质量比为1: 50 ;(3)在步骤⑵得到的产物中加入硫化钠和巯基乙酸，搅拌反应5小时，其中硫化钠与硝酸银的摩尔比为1: 1，巯基乙酸与壳聚糖的质量比为1: 100;将反应产物用水透析、离心，相继用无水甲醇和乙醚洗涤，在室温下真空干燥得到硫化银量子点-壳聚糖纳米复合物。实施例7一种硫化银量子点-壳聚糖纳米复合物的制备方法，该方法包括以下步骤:(I)在室温下分子量为40万、脱乙酰度为40%的壳聚糖溶于去离子水中，制得浓度为20mg/mL的壳聚糖水溶液；
(2)在室温搅拌条件下向步骤(I)制得的壳聚糖水溶液中依次加入氨基三甲叉膦酸和氟化银，搅拌反应20分钟，其中氨基三甲叉膦酸与壳聚糖的质量比为1: 20，氟化银与壳聚糖的质量比为1:5;(3)在步骤(2)得到的产物中加入硫化钾和牛血清蛋白，搅拌反应20小时，其中硫化钠钾与氟化银的摩尔比为1: 3，牛血清蛋白与壳聚糖的质量比为1: 10;将反应产物用水透析、离心，相继用无水甲醇和乙醚洗涤，在室温下真空干燥得到硫化银量子点-壳聚糖纳米 复合物。
权利要求
1.一种硫化银量子点-壳聚糖纳米复合物的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤: (1)在室温下将一定量的壳聚糖或其衍生物溶于去离子水中，制得浓度为l-20mg/mL的壳聚糖或壳聚糖衍生物水溶液； (2)在室温搅拌条件下向步骤(I)制得的壳聚糖或壳聚糖衍生物水溶液中依次加入螯合剂和水溶性银盐，搅拌反应5-20分钟，其中螯合剂与壳聚糖或其衍生物的质量比为1: 100 1: 20，银盐与壳聚糖或其衍生物的质量比为1: 50 1: 5; (3)在步骤(2)得到的产物中加入碱金属硫化物和羧基化合物，搅拌反应5-20小时，其中碱金属硫化物与银盐的摩尔比为1:1 1: 3，羧基化合物与壳聚糖或其衍生物的质量比为1: 100 1: 10 ;将反应产物用水透析、离心，相继用无水甲醇和乙醚洗涤，在室温下真空干燥得到硫化银量子点-壳聚糖纳米复合物。
2.根据权利要求1所述的一种硫化银量子点-壳聚糖纳米复合物的制备方法，其特征在于，所述的壳聚糖或其衍生物为脱乙酰度为40% -95%的水溶性壳聚糖、羧甲基壳聚糖、壳聚糖季铵盐中的一种或多种，粘均分子量为2-40万。
3.根据权利要求1所述的一种硫化银量子点-壳聚糖纳米复合物的制备方法，其特征在于，所述的螯合剂为乙二胺四乙酸，乙二胺四甲叉膦酸，羟基乙叉二膦酸或氨基三甲叉膦酸。
4.根据权利要求1所述的一种硫化银量子点-壳聚糖纳米复合物的制备方法，其特征在于，所述的水溶性银盐为硝酸银或氟化银。
5.根据权利要求1所 述的一种硫化银量子点-壳聚糖纳米复合物的制备方法，其特征在于，所述的碱金属硫化物为硫化钠或硫化钾。
6.根据权利要求1所述的一种硫化银量子点-壳聚糖纳米复合物的制备方法，其特征在于，所述的羧基化合物为巯基乙酸、巯基丙酸、巯基丁酸等巯基羧酸或牛血清蛋白。
全文摘要
本发明涉及一种硫化银量子点-壳聚糖纳米复合物的制备方法，在室温下将一定量的壳聚糖或其衍生物溶于去离子水中，制得浓度为1-20mg/mL的壳聚糖或壳聚糖衍生物水溶液；在室温搅拌条件下向壳聚糖或壳聚糖衍生物水溶液中依次加入螯合剂和水溶性银盐，搅拌反应5-20分钟；在步骤(2)得到的产物中加入碱金属硫化物和羧基化合物，搅拌反应5-20小时；将反应产物用水透析、离心，相继用无水甲醇和乙醚洗涤，在室温下真空干燥得到硫化银量子点-壳聚糖纳米复合物。与现有技术相比，本发明采用简单易行的方法制备了一种具有近红外荧光成像功能的纳米复合物，可用于生物荧光成像或作为荧光探针，生物相容性好，无生理毒性，在生物医药领域有着广阔的应用前景。
文档编号C08K3/30GK103224654SQ20131015898
公开日2013年7月31日 申请日期2013年5月2日 优先权日2013年5月2日
发明者万锕俊, 谭连江, 李慧丽 申请人:上海交通大学