专利名称：脂质体包埋量子点的二氧化硅微球的制备方法及其产品的制作方法
脂质体包埋量子点的二氧化硅微球的制备方法及其产品 发明领域
本发明脂质体包埋量子点的二氧化硅微球的制备方法及其产品， 涉及一种包埋大量量子点的二氧化硅微米球和纳米球的制备方法，尤 其涉及的是以脂质体包埋量子点纳米粒子、或同时包埋量子点和药 物，然后再在脂质体表面形成二氧化硅而获得的二氧化硅微米球和纳 米球，该微米球和纳米球可用于生物的荧光标记，或动脉栓塞与成像， 属于材料和生物医学领域。
背景技术：
量子点即为半导体纳米微晶，尺度主要分布在1 10nm，由于具 有比常规有机荧光染料更优越的荧光，如荧光比较稳定，量子产率高 (即荧光很亮)，不同荧光颜色的量子点被同一波长的激发光照射时 可同时发光，等等，量子点在生物医学研究中有广泛的应用，尤其对 于考察生物分子之间的相互作用(如芯片杂交)等高通量检测研究， 具有非常看好的应用前景。量子点同样可以用于动物体内的荧光成 像，如连接抗体或多肽的量子点靶向到小鼠体内的肿瘤并可以使肿瘤 部位发射荧光；量子点可以用于小鼠或猪的腋窝淋巴结的成像与定 位，等等。
然而，量子点的组成中含有重金属，特别是CdSe、 CdTe以及 CdSe/ZnS、 CdTe/CdSe、 CdTe/CdS等含Cd量子点毒性较大，因为重 金属Cd对动物的毒性仅次于剧毒的汞Hg，是强致癌物。近年来，研 究者们在研究量子点生物医学应用的同时，对于其毒性一直存在争
议，可以说，将量子点的荧光示踪技术用于临床，其实还有很长的路 要走。
为减少量子点的毒性，除了研发新型的低毒性量子点，对量子点 进行表面修饰是目前研究的一个重点，特别是在量子点表面包覆无毒 或毒性低的磷脂、高分子、二氧化硅等。其中，包覆二氧化硅是减少 量子点释放有毒重金属离子的有效方法。包覆的方法主要有在水相 中直接在量子点表面合成二氧化硅；在量子点微乳中合成二氧化硅纳 米球。这些方法，二氧化硅所包覆的量子点为一个或数个或几十个， 都比较少，虽然在微乳中通过调整二氧化硅反应前驱体浓度和反应速 度可得到包覆较多数量量子点的亚微米和微米尺度的二氧化硅微球， 但得到的微球粒度难以控制，分布很不均匀。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于克服目前方法中二氧化硅微球 一次只能包埋少量量子点的缺陷，提供一种可以包埋大量量子点且粒 度分布比较均匀的脂质体包埋量子点的二氧化硅微球的制备方法。
本发明所要解决的另一技术问题在于提供一种针对上述制备方 法所制得的产品。
本发明解决上述技术问题所采取的技术方案是 一种脂质体包埋 量子点的二氧化硅微球的制备方法，包括下述步骤 步骤A、将脂质材料溶解于有机溶剂中，如氯仿，也可以其他良溶剂， 旋转蒸发制成脂质薄膜；
步骤B、脂质薄膜中加入量子点(碱性)水溶液，通过薄膜分散法制 成以脂质为膜，量子点为核的粒度不大于10 P m的脂质体； 步骤c、脂质体中加入正硅酸乙酯，通过正硅酸乙酯水解在脂质体表
面形成一层二氧化硅膜，制得脂质体包埋量子点的二氧化硅 微球。
进一步，脂质体的粒度不大于8um;
更进一步，脂质体的粒度为微米级， 一般在l 5um。
本发明提供的量子点二氧化硅微球，不仅可以降低量子点毒性， 还可以提高每个发光点的光信号强度，也就是可以提高检测信号的灵 敏度。当不同荧光颜色的量子点包埋到微球中时，由于可以获得数量 很大的不同荧光光谱特征的微球而在生物高通量检测中可以发挥作 用。此外，微米尺度的量子点微球还可以用于肿瘤(特别是肝癌)动 脉栓塞，当微球中包埋化疗药物时，这样的微球可能具有很多功能， 包括动脉栓塞、栓塞后的荧光成像检测以及缓释化疗药。
且本发明的量子点二氧化硅微球还克服了目前在微乳中通过调 整反应条件而获得的从亚微米到微米尺度的二氧化硅微球粒度分布 不均匀的缺陷。
在二氧化硅微球中可进一步包埋药物，这种药物可以是脂溶性或 水溶性。
在上述方案的基础上，提供一种包含脂溶性药物的二氧化硅微球 的制备方法，在步骤A中，所述的脂质材料先与脂溶性药物混合，旋 转蒸发制成脂溶性药物脂质薄膜。进一步，在脂溶性药物脂质薄膜中 加入量子点水溶液，制成脂溶性药物脂质体，再加入正硅酸乙酯，制 得脂溶性药物脂质体包埋量子点的二氧化硅微球。
在上述方案的基础上，所述的脂溶性药物为紫杉醇，长春新碱， 喜树碱，三尖杉酯碱，环已亚硝脲，马利兰，更生霉素，靛玉红，硫 唑嘌呤，顺铂中的一种。
在上述方案的基础上，提供一种包含水溶性药物的二氧化硅微球 的制备方法，先制备脂质薄膜，在步骤B中，所述的量子点水溶液先 与水溶性药物混合，混合液再加入脂质薄膜中，制成水溶性药物脂质 体，再加入正硅酸乙酯，制得水溶性药物脂质体包埋量子点的二氧化 硅微球。
在上述方案的基础上，所述的水溶性药物为阿霉素，秋水仙碱， 环磷酰胺，氮芥类，噻替派，氮烯米胺，甲基苄肼，博来霉素，丝 裂菌素C，氟脲嘧啶，阿糖胞苷中的一种。
在上述方案的基础上，所述的薄膜分散法为将脂质薄膜在量子点 水溶液中，氮气保护下浸泡0. 5 25小时，再振荡0.5 2小时，制 得脂质体，也可以在其他惰性气体保护下进行。
具体的，浸泡时间可以为0.5， 1， 2， 3， 5， 8， 10， 12， 15， 18， 20， 22或25小时;
振荡时间具体可以为0.5， 1， 1.5或2小时。
进一步，为了获得一种从纳米到微米的不同尺度段粒度分布都较 均匀的量子点二氧化硅微球，本发明在步骤B制得脂质体后，还包括 对脂质体进行纳米化步骤，所述的纳米化步骤为将粒度不大于10 um 的脂质体通过微孔直径0. 8 u m的滤膜挤压；
或依次通过微孔直径0. 8 u m及0. 65 u m的滤膜挤压；
或依次通过微孔直径0. 8 u m、 0. 65 u m及0. 45 u m的滤膜挤压；
或依次通过微孔直径0. 8 y m、 0. 65 li m、 0. 45 u m及0. 4 y m的滤 膜挤压；
或依次通过微孔直径0. 8 P m、 0. 65 u m、 0. 45 u m、 0. 4 u m及0. 22 lim的滤膜挤压；
或依次通过微孔直径0. 8 U m、 0. 65 li m、 0. 45 u m、 0. 4 u m、 0. 22 um及0.2um的滤膜挤压；
或依次通过微孔直径0. 8 u m、 0. 65 u m、 0. 45 u m、 0. 4 u m、 0. 22 U m、 0. 2 P m及0. 15 u m的滤膜挤压；
或依次通过微孔直径0. 8 u m、 0. 65 u m、 0. 45 u m、 0. 4 u m、 0. 22 pm、 0.2um、 0. 15 u m及0. 1 u m的滤膜挤压，制得纳米级脂质体， 再进行步骤C，通过正硅酸乙酯水解在脂质体表面形成一层二氧化硅 膜，制得脂质体包埋量子点的二氧化硅纳米球。
通过上述纳米化步骤还可以制备包埋水溶性药物的纳米球，具体 为将脂质材料溶解于有机溶剂中，旋转蒸发制成脂质薄膜，将量子 点水溶液与水溶性药物混合，混合液加入到脂质薄膜中，制成以脂质 为膜，量子点为核的水溶性药物脂质体；再对脂质体进行微孔挤压以 获得不同粒度分布的纳米级脂质体；然后在纳米级脂质体表面通过正 硅酸乙酯水解形成一层二氧化硅膜，制得水溶性药物脂质体包埋量子 点的二氧化硅纳米球。
通过上述纳米化步骤还可以制备包埋脂溶性药物的纳米球，具体 为将脂质材料和脂溶性药物溶解于有机溶剂中，旋转蒸发制成脂溶 性药物脂质薄膜，在脂溶性药物薄膜中加入量子点水溶液，制成以脂 质为膜，量子点为核的脂溶性药物脂质体；再对脂质体进行微孔挤压 以获得不同粒度分布的纳米级脂质体；然后在纳米级脂质体表面通过 正硅酸乙酯水解形成一层二氧化硅膜，制得脂溶性药物脂质体包埋量 子点的二氧化硅纳米球。
步骤C中，通过正硅酸乙酯水解在脂质体表面形成一层二氧化硅 膜为常规步骤，在此不做详述。
所述的脂质材料为磷脂，或磷脂与胆固醇的混合物。
量子点与磷脂混合成分不仅有静电作用，还可能有配位作用，所 以当加入脂质材料时，实验发现大部分量子点均包埋或吸附在脂质体
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中，粒度测试表明，几乎无游离的量子点。
所述的量子点为第II副族与第VI主族元素组成的纳米粒子或第
m主族与第v主族元素组成的纳米粒子中的一种或多种的组合物，其 中，多种纳米粒子分别具有相同或不同的荧光特性。 量子点纳米粒子包括
1、 单一半导体材料组成的量子点纳米粒子，如CdTe，CdSe， InCaP, InP, InAs， HgS，HgSe，等；
2、 以一种半导体纳米粒子为核，另一种无机材料为壳的核-壳型 量子点纳米复合粒子，如CdSe/ZnS， CdTe/CdSe， CdTe/CdSe/ZnS, CdTe/CdS、 InCaP/ZnS、 CdTe/HgTe，CdSe/HgSe，等。
针对上述的制备方法所获得的产品，为脂质体包埋量子点的二氧 化硅微球或脂质体包埋量子点的二氧化硅纳米球，粒度不大于10um。
本发明的有益效果是
1、 本发明的脂质体包埋量子点的二氧化硅微球，不仅可以降低量子 点毒性，还可以提高每个发光点的光信号强度，提高检测信号的灵敏 度，当不同荧光颜色的量子点包埋到微球中时，由于可以获得数量很 大的不同荧光光谱特征的微球而在生物高通量检测中可以发挥作用；
2、 微米尺度的量子点微球还可以用于肿瘤(特别是肝癌)动脉栓塞， 当微球中包埋化疗药物时，这样的微球可能具有很多功能动脉栓塞、 栓塞后的荧光成像检测以及缓释化疗药。
3、 克服了微乳中通过调整反应条件而获得的从亚微米到微米尺度的 二氧化硅微球粒度分布不均匀的缺陷，可以获得从纳米到微米的不同 尺度段粒度分布都较均匀的量子点二氧化硅微球。
图1为CdTe/CdS脂质体TEM照片。
图2为CdTe/CdS脂质体表面包覆二氧化硅的微球的TEM照片。
图3为CdTe/CdS量子点(左)和CdTe/CdS脂质体表面包覆二氧化硅
的微球(右)的荧光照片。
具体实施例方式
实施例1
脂质体包埋量子点的二氧化硅纳米球的制备 步骤A、脂质薄膜的制备
精确称取大豆磷脂和胆固醇(质量比为3: 2),在梨形烧瓶中用 氯仿将磷脂和胆固醇溶解，旋转蒸发，挥去氯仿使磷脂和胆固醇在烧 瓶壁上形成脂质薄膜，氮气吹干薄膜以除去残留氯仿； 步骤B、脂质体的制备
脂质薄膜中加入红色荧光CdTe/CdS量子点水溶液(碱性PH=10)， 氮气保护下浸泡过夜，再振荡lh左右，获得包埋CdTe/CdS的脂质体 混悬液。该混悬液中，因脂质体颗粒大而使外观显浑浊； 步骤C、 二氧化硅的包埋
(1) 取部分CdTe/CdS的脂质体混悬液，采用普通定性滤纸过滤以除 去大的脂质体聚集体，然后直接向其中加入含有27%乙醇的正 硅酸乙酯，氮气保护下室温缓慢振荡，反应48h后，离心，用 去离子水反复洗涤，制成脂质体包埋量子点的二氧化硅微球；
(2) 取部分CdTe/CdS的脂质体混悬液，依次通过0.8 um、0.65 um、 0.45 um及0.22 u m的微孔滤膜挤压(此时混悬液已澄清透 明)，然后向脂质体混悬液中加入含有27%乙醇的正硅酸乙酯，
氮气保护下室温缓慢振荡，反应48h后，离心，用去离子水反 复洗涤，制成脂质体包埋量子点的二氧化硅纳米球。 请参阅图1 3所示，在透射电子显微镜(TEM)下观察发现， CdTe/CdS的脂质体中含有大量的纳米颗粒，有的脂质体中几乎被纳 米颗粒充满，而空白脂质体(即在制备脂质体时未加入量子点)中未 发现有纳米颗粒，可见这些纳米颗粒即为CdTe/CdS量子点。在 CdTe/CdS脂质体表面包覆了 二氧化硅所形成的微球为壳层比较致密 的球，在紫外箱中用365mn激发光照射样品，结果显示，微球发射明 亮的红色荧光，但荧光颜色与CdTe/CdS量子点有所不同。 实施例2
水溶性药物脂质体包埋量子点的二氧化硅微球的制备 步骤A、脂质薄膜的制备
精确称取大豆磷脂和胆固醇(质量比为3: 2)，在犁形烧瓶中用 氯仿将磷脂和胆固醇溶解，旋转蒸发，挥去氯仿使磷脂和胆固醇在烧 瓶壁上形成脂质薄膜，氮气吹干薄膜以除去残留氯仿； 步骤B、水溶性药物脂质体的制备
脂质薄膜中加入CdTe/CdS量子点水溶液和阿霉素(水溶性药 物)，氮气保护下浸泡过夜，再振荡lh左右，获得包埋CdTe/CdS量 子点和药物的水溶性药物脂质体混悬液； 步骤C、 二氧化硅的包埋
采用普通定性滤纸过滤以除去大的脂质体聚集体，然后直接向其 中加入含有27%乙醇的正硅酸乙酯，氮气保护下室温缓慢振荡，反应 48h后，离心，用去离子水反复洗涤。
结果获得了粒度主要分布在1 5 u m的二氧化硅微球，微球中不 仅包埋了大量量子点，还包埋了化疗药物，在荧光显微镜下即可观察 到球形颗粒，每个颗粒均发射明亮的红色荧光，这中红光可能来自量 子点与阿霉素共同发射的荧光。
实施例3
脂溶性药物脂质体包埋量子点的二氧化硅微球的制备 步骤A、脂溶性药物脂质薄膜的制备
精确称取大豆磷脂和胆固醇(质量比为3: 2)以及紫杉醇(脂 溶性药物)，在犁形烧瓶中用氯仿将磷脂和胆固醇溶解，加入紫杉醇， 旋转蒸发，挥去氯仿使磷脂、胆固醇以及紫杉醇在烧瓶壁上形成脂溶 性药物脂质薄膜，氮气吹干薄膜以除去残留氯仿； 步骤B、脂溶性药物脂质体的制备
脂质薄膜中加入CdTe/CdS量子点水溶液，氮气保护下浸泡过夜， 再振荡lh左右，获得包埋CdTe/CdS量子点和药物的脂溶性药物脂质 体混悬液；
步骤C、 二氧化硅的包埋
采用普通定性滤纸过滤以除去大的脂质体聚集体，然后直接向其 中加入含有27%乙醇的正硅酸乙酯，氮气保护下室温缓慢振荡，反应 48h后，离心，用去离子水反复洗涤。
结果获得了与实施例2相似的二氧化硅微球。
权利要求
1、一种脂质体包埋量子点的二氧化硅微球的制备方法，其特征在于包括下述步骤步骤A、将脂质材料溶解于有机溶剂中，旋转蒸发制成脂质薄膜；步骤B、脂质薄膜中加入量子点水溶液，通过薄膜分散法制成以脂质为膜，量子点为核的粒度不大于10μm的脂质体；步骤C、脂质体中加入正硅酸乙酯，在脂质体表面形成二氧化硅，制得脂质体包埋量子点的二氧化硅微球。
2、 根据权利要求1所述的脂质体包埋量子点的二氧化硅微球的制备 方法，其特征在于步骤A中，所述的脂质材料先与脂溶性药物混合，旋转蒸发制成脂溶性药物脂质薄膜。
3、 根据权利要求2所述的脂质体包埋量子点的二氧化硅微球的制备方法，其特征在于所述的脂溶性药物为紫杉醇，长春新碱，喜树碱，三尖杉酯碱，环已亚硝脲，马利兰，更生霉素，靛玉红，硫唑嘌呤， 顺铀中的一种。
4、 根据权利要求1所述的脂质体包埋量子点的二氧化硅微球的制备方法，其特征在于步骤B中，所述的量子点水溶液先与水溶性药物混合，混合液再加入脂质薄膜中，制成水溶性药物脂质体。
5、 根据权利要求4所述的脂质体包埋量子点的二氧化硅微球的制备方法，其特征在于所述的水溶性药物为阿霉素，秋水仙碱，环磷酰胺，氮芥类，噻替派，氮烯米胺，甲基苄肼，博来霉素，丝裂菌素c，氟脲嘧啶，阿糖胞苷中的一种。
6、 根据权利要求1所述的脂质体包埋量子点的二氧化硅微球的制备方法，其特征在于步骤B中，所述的薄膜分散法为，脂质薄膜中加入量子点水溶液，氮气保护下浸泡0. 5 25小时，再振荡0.5 2小 时，制得脂质体。
7、 根据权利要求1至6之一所述的脂质体包埋量子点的二氧化硅微球的制备方法，其特征在于在步骤B制得脂质体后，还包括对脂质体进行纳米化步骤，所述的纳米化步骤为将粒度不大于10 u m的脂质体通过微孔直径0. 8 u m的滤膜挤压；或依次通过微孔直径0. 8 u m及0. 65 y m的滤膜挤压； 或依次通过微孔直径0. 8 u m、 0. 65 u m及0. 45 ix m的滤膜挤压； 或依次通过微孔直径0. 8 y m、 0. 65 u m、 0. 45 u m及0. 4 u m的滤膜挤压；或依次通过微孔直径0. 8 u m、 0. 65 u m、 0. 45 u m、 0. 4 n m及0. 22 um的滤膜挤压；或依次通过微孔直径0. 8 ii m、 0. 65 P m、 0. 45 y m、 0. 4 u m、 0. 22 um及0.2um的滤膜挤压；或依次通过微孔直径0. 8 u m、 0. 65 u m、 0. 45 u m、 0. 4 P m、 0. 22 um、 0. 2um及0. 15um的滤膜挤压；或依次通过微孔直径0. 8 u m、 0. 65 u m、 0. 45 u m、 0. 4 u m、 0. 22 um、 0.2um、 0. 15um及0. lum的滤膜挤压，制得纳米级脂质体， 再进行步骤C，制得脂质体包埋量子点的二氧化硅纳米球。
8、 根据权利要求1所述的脂质体包埋量子点的二氧化硅微球的制备 方法，其特征在于所述的脂质材料为磷脂，或磷脂与胆固醇的混合 物。
9、 根据权利要求1所述的脂质体包埋量子点的二氧化硅微球的制备 方法，其特征在于所述的量子点为第II副族与第VI主族元素组成的 纳米粒子，或第III主族与第V主族元素组成的纳米粒子中的一种或多 种的组合物，其中，多种纳米粒子分别具有相同或不同的荧光特性。
10、针对权利要求1 9之一所述的制备方法所获得的产品，为脂质 体包埋量子点的二氧化硅微球或脂质体包埋量子点的二氧化硅纳米 球，粒度不大于10um。
全文摘要
本发明一种脂质体包埋量子点的二氧化硅微球的制备方法，包括下述步骤将脂质材料溶解于有机溶剂中，旋转蒸发制成脂质薄膜；脂质薄膜中加入量子点水溶液，通过薄膜分散法制成以脂质为膜，量子点为核的粒度不大于10μm的脂质体；脂质体中加入正硅酸乙酯，在脂质体表面形成二氧化硅，制得脂质体包埋量子点的二氧化硅微球。优点是本发明的脂质体包埋量子点的二氧化硅微球，可降低量子点毒性，提高每个发光点的光信号强度，可获得数量很大的不同荧光光谱特征的微球而在生物高通量检测中可以发挥作用；微米尺度的量子点微球可用于肿瘤动脉栓塞；可获得从纳米到微米的不同尺度段粒度分布都较均匀的量子点二氧化硅微球。
文档编号C09K11/56GK101362066SQ20081020069
公开日2009年2月11日 申请日期2008年9月27日 优先权日2008年9月27日
发明者储茂泉 申请人:同济大学