专利名称：一种混合(FITC/SiO<sub>2</sub>-CdTe QDs)-SiO<sub>2</sub>超级结构编码颗粒的制备方法
技术领域：
本发明涉及制备一种编码纳米颗粒的方法，尤其涉及一种混合(FITC/SiO2-CdTeQDs) -SiO2超级结构编码颗粒的制备方法。
背景技术：
荧光编码技术，是将两种或多种不同颜色的荧光染料或量子点整合在微米或纳米材料中，通过控制荧光物质的种类、比例和浓度来实现编码，这些不同种类、不同比例和不同浓度的荧光物质的组合代表了不同的荧光特征，可用来标识某一特定的生命物质或事件，有望在癌症的诊断和治疗中得到应用。但在国内较多的是单一荧光元素，如单一使用有 机荧光染料或直接使用多色量子点编码，且制备条件苛刻，毒性大，表面修饰难，未有商品化的荧光编码微球。多重生化分析中无复杂仪器设备和过程的要求驱使了编码荧光探针的巨大发展。有机荧光分子和量子点作为典型的荧光编码元素，能结合在不同的纳米颗粒(如SiO2纳米颗粒、聚合物纳米颗粒等)上作为高质量的荧光编码元素。有机荧光分子掺杂的纳米颗粒具有改良后的高光稳定性、强荧光信号，能作为超灵敏生物检测探针。但是，现行的几种有机荧光分子被同一激发光激发并区分开其荧光光谱是很困难的，这也限制了有机荧光分子编码的数量及应用。而量子点具有良好的荧光稳定性、连续的激发光谱、窄而对称的发射光谱、可随颗粒大小调谐的荧光发射等光学特征，是制备编码荧光纳米颗粒的理想荧光编码元素。二氧化硅纳米颗粒(SiO2NPs)具有制备简单、表面光滑且透明，及生物相容性好等优点。且利用硅烷偶联剂易对二氧化硅表面改性，可以获得带有氨基、巯基及羧基等不同化学基团的纳米粒子，从而为二氧化硅的生物应用提供了保证。因此，将有机荧光分子和量子点组装于功能化的二氧化硅表面可以制得发光性能优异的颗粒。通过改变编码元素的量和颜色可以制得具有不同编码信号的荧光纳米颗粒。因此，此类具有生物相容性且发光性能优异的荧光纳米颗粒在分子生物学、细胞生物学、蛋白质组学、基因组学以及高通量药物分析等研究领域有着广阔的应用前景。
发明内容
本发明要解决的技术问题是弥补现有技术的不足提供一种具有低毒、水溶、高生物相容等特性的(FITC/Si02-CdTe QDs)-SiO2超级结构编码颗粒的制备方法。为解决该技术问题，本发明采用的技术方案为一种混合(FnC/Si02-CdTe QDs)-SiO2超级结构编码颗粒的制备方法，其特征在于包括以下步骤A、CdTe量子点的制备称取适量谷胱甘肽和CdCl2 · 2. 5H20溶于50mL水中，调节pH=ll. 0，通队除氧，然后加入NaHTe，确保Te和Cd的物质的量比为I : 5，95°C反应10小时，制得CdTe量子点溶液，用乙醇离心沉降得CdTe量子点颗粒，并用乙醇洗涤，真空干燥后备用。B、表面氨基功能化的FITC/Si02纳米颗粒的制备氮气保护下，将异硫氰酸荧光素(FITC)溶于N，N' - 二甲基甲酰胺(DMF)中，加入3_氨丙基三甲氧基硅烷(APTS)搅拌反应12小时，得到FITC-APTS偶合物；取一定量偶合物，加入乙醇、氨水、正硅酸乙酯(TE0S)，搅拌反应24小时得到FITC/Si02荧光纳米颗粒溶液，再加入3-氨丙基三甲氧基硅烷溶液，其中异硫氰酸荧光素、3-氨丙基三甲氧基硅烷、正硅酸乙酯、氨水、N，N' -二甲基甲酰胺和乙醇的物质的量比为2 5 9 55 143 632，继续搅拌反应24小时得到表面氨基功能化的FITC/Si02纳米颗粒，离心沉降， 用乙醇洗漆3-4次,干燥后备用。C、FITC/Si02-CdTe QDs 颗粒的制备将CdTe量子点和表面氨基功能化的FITC/Si02纳米颗粒按质量比I : 4，经I-乙基-3- (3-甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐(EDC · HCl)脱水缩合，使CdTe量子点组装于FITC/Si02纳米颗粒表面，得到FITC/Si02_CdTe QDs编码颗粒前驱。D、取FITC/Si02-CdTe QDs颗粒在重蒸水中超声分散，加入乙醇，再加入3_氨丙基三甲氧基硅烷和正硅酸乙酯，3-氨丙基三甲氧基硅烷、正硅酸乙酯、FITC/Si02-CdTeQDs颗粒和乙醇的质量比为2 9 16 3160，遮光搅拌反应24小时得到混合(FITC/SiO2-C(ITeQDs)-SiO2多层结构编码颗粒。由于编码颗粒同时载有荧光染料和量子点两种编码元素，所以能在同一波长光的激发下，同时具有两个区分良好的荧光发射峰，这主要是因为量子点的激发波长连续，单一激发光就可以使不同颜色的量子点同时发光。另外，合成的荧光编码颗粒，在水中的分散性较好，以水溶液或颗粒状放置7个月后，仍然具有较强的荧光，证明其光稳定性较好。且表面修饰了氨基，易于与生物分子相结合。
图1，FITC荧光光谱2，FITC/Si02纳米颗粒荧光光谱3，FITC/Si02纳米颗粒荧光泄漏水胶液荧光光谱4，FITC/Si02纳米颗粒荧光泄漏上清液荧光光谱5，混合(FITC/Si02-CdTe QDs) SiO2多层结构编码纳米颗粒荧光光谱图
具体实施例方式第一步CdTe量子点的制备CdTe量子点的制备方法称取Te粉O. 04g, NaBH4L Og,加入至25mL 二颈烧瓶中，抽真空，在氮气保护下注入12mL除氧的二次蒸馏水，搅拌至反应完全，得到NaHTe溶液。按Te和Cd的物质的量比为I 5，称取O. 1790g CdCl2 ·2· 5Η20，0· 2898g谷胱甘肽于IOOmL的三颈烧瓶中，加入50mL 二次蒸懼水,搅拌溶解,调节pH=ll. 0,通队除氧30min,密封，在N2保护下，注入6mLNaHTe溶液，95°C反应10小时，制得CdTe量子点溶液，以CdTe量子点溶液乙醇=1 : 2 (体积比)离心沉降CdTe量子点颗粒并洗涤3-4次后，真空干燥保存，备用。第二步表面氨基功能化的FITC/Si02纳米颗粒的制备取两个洁净、干燥的25mL 二颈烧瓶,用8%的氟化氢溶液浸泡2小时,洗净烘干备用，编号I、II。按异硫氰酸荧光素、3-氨丙基三甲氧基硅烷、正硅酸乙酯、氨水、N，N' -二甲基甲酰胺和乙醇的物质的量比为2 5 9 55 143 632，称取O. 0406g FITC加入I号25mL 二颈烧瓶中，再加入5mL DMF使FITC溶解，在氮气保护下注入200 μ L APTS溶液，遮光搅拌12小时，得到FITC-APTS偶合溶液。取II号25mL 二颈烧瓶，在氮气保护下注入ImL FITC-APTS偶合溶液，加入18. 5mL乙醇、I. 9m L氨水、I. OmL TEOS,遮光搅拌反应24小时，得到FITC/Si02荧光纳米颗粒溶液，为使FITC/Si02纳米颗粒表面氨基功能化，再续注入O. 05mLAPTS,继续搅拌反应2小时，得到表面氨基功能化的FITC/Si02纳米颗粒水胶液。得到的水胶液在1200rmp下离心，用乙醇洗涤3_4次，得到表面氨基功能化FITC/Si02纳米颗粒，干燥密封保存。称取FITC和FITC/Si02m米颗粒10mg，分别溶解于3mL蒸馏水中，超声lOmin，取200 μ L配成IOmL溶液，测得的异硫氰酸荧光素的荧光光谱图如图I所示，FITC/Si02纳米颗粒的荧光光谱图如图2所示。由图I可知在激发波长为370nm时，异硫氰酸荧光素的最大激发波长位于515nm，且强度可达838a. U。从图2中可以看出FITC/Si02纳米颗粒的最大发射波长位于520nm处，但强度较弱，仅为约198a. U。比较图I和图2的图谱，异硫氰酸荧光素的图谱存在明显的拖尾现象，图谱对称性差，而FITC/Si02纳米颗粒虽然因异硫氰酸荧光素被包被在二氧化硅内部而使荧光强度减弱，但其荧光谱图更加对称，拖尾现象明显减轻。表明已经将FITC掺杂入SiO2中，得到了 FITC/Si02荧光纳米颗粒。称取FITC/Si02荧光纳米颗粒IOmg溶于3mL 二次蒸懼水中，超声IOmin得到水胶液,取20 μ L水胶液置于比色管中配制成IOmL,测其突光图谱,编号为11。将剩余水胶液恒温超声Ih,在1200rmp下离心，取上清液20 μ L置于比色管中配制成10mL，测其荧光图谱，编号为21。然后倾去上清液，将剩余的FITC/Si02荧光纳米颗粒干燥，溶于3mL水中，按上述步骤重复操作数次分别测水胶液和上清液的荧光图谱，并编号，得到了 FITC/Si02NPs颗粒水胶液荧光泄漏图谱，如图3所示，和FITC/Si02NPs颗粒上清液荧光泄漏图谱，如图4所示。比较图3、图4，可看出随着超声次数的增加，水胶液的荧光强度先减弱后增强，随后又减弱，而上清液的荧光强度先增大后减弱，且在超声约6次后，上清液的荧光强度可减弱至零，而水胶液仍然具有一定强度的荧光。表明合成的有机染料掺杂的二氧化硅荧光纳米颗粒的荧光性能比较稳定。第三步FITC/Si02_CdTeQDs 颗粒的制备按CdTe量子点和表面氨基功能化的FITC/Si02纳米颗粒按质量比I : 4，称取CdTe量子点颗粒和表面氨基功能化的FITC/Si02纳米颗粒分别在2mL重蒸水中超声分散，并转入25mL的二颈烧瓶中，加入O. 5mL磷酸缓冲溶液和2mg EDC .HCl,遮光搅拌反应24小时，离心倾析除去未反应的试剂，并用重蒸水洗涤3-4次，得到FITC/Si02_CdTe QDs颗粒前驱。第四步混合(FITC/Si02-CdTe QDs)-SiO2超级结构编码颗粒的制备按3-氨丙基三甲氧基硅烷、正硅酸乙酯、FITC/Si02-CdTe QDs颗粒和乙醇的质量比为2 : 9 : 16 3160，将制得的FITC/Si02_CdTe QDs颗粒用ImL重蒸水超声分散，置于干燥洁净的251^二颈烧瓶中，加入41!^乙醇，2 4 1^ APTSUOyL TEOS，遮光搅拌反应24h。APTS和TEOS在FITC/Si02_CdTe QDs表面浓缩水解形成一层SiO2壳，构建了混合(FITC/SiO2-CdTe QDs)-SiO2多层结构编码颗粒。反应后的混合液1200rmp下离心，并用乙醇洗涤3-4次，超声分散于5mL重蒸水中备用。称取合成的(FITC/Si02_CdTe QDs)-SiO2多重复合结构编码荧光纳米颗粒IOmg分散在3mL 二次蒸馏水中，超声IOmin得到水胶液，取水胶液20 μ L在比色管中配成10mL，测得了(FITC/Si02_CdTe QDs)-SiO2多重复合结构编码荧光纳米颗粒的荧光图谱，如图5所示，图谱表明，在同一波长的激发光激发下，合成的编码荧光 纳米颗粒下具有两个荧光发射峰，分别为异硫氰酸罗丹明荧光素在518nm处产生的强度为322的荧光峰，和CdTe量子点在607nm处产生的强度为559的荧光峰。具备了同时显示双重荧光信号的性能。
权利要求
1.一种混合(FITC/Si02-CdTe QDs)-SiO2超级结构编码颗粒的制备方法，其特征在于包括以下步骤 A、CdTe量子点的制备 称取谷胱甘肽和CdCl2 2. 5H20溶于水中，调节？11=11.0，通队除氧，然后加入NaHTe，其中Te和Cd的物质的量比为I : 5，95°C下反应10小时，制得CdTe量子点溶液，用乙醇离心沉降得CdTe量子点颗粒，并用乙醇洗涤，真空干燥后备用； B、表面氨基功能化的FITC/Si02纳米颗粒的制备 氮气保护下，将异硫氰酸荧光素溶于N，N' -二甲基甲酰胺中，加入3-氨丙基三甲氧基硅烷搅拌反应12小时，得到FITC-APTS偶合物；然后加入乙醇、氨水、正硅酸乙酯，搅拌反应24小时得到FITC/Si02荧光纳米颗粒溶液，再加入3-氨丙基三甲氧基硅烷溶液，其中异硫氰酸荧光素、3-氨丙基三甲氧基硅烷、正硅酸乙酯、氨水、N，N' -二甲基甲酰胺和乙醇的物质的量比为2 5 9 55 143 632，继续搅拌反应24小时得到表面氨基功能化的FITC/Si02纳米颗粒，离心沉降，用乙醇洗涤3-4次，干燥后备用； C、FITC/Si02_CdTeQDs 颗粒的制备 将CdTe量子点和表面氨基功能化的FITC/Si02纳米颗粒按质量比I : 4，经I-乙基-3- (3-甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐脱水缩合，使CdTe量子点组装于FITC/Si02纳米颗粒表面，得到FITC/Si02_CdTe QDs编码颗粒前驱； D、取FITC/Si02_CdTeQDs颗粒在重蒸水中超声分散，加入乙醇，再加入3-氨丙基三甲氧基硅烷和正硅酸乙酯，3-氨丙基三甲氧基硅烷、正硅酸乙酯、FITC/Si02-CdTe QDs颗粒和乙醇的质量比为2 9 16 3160，遮光搅拌反应24小时得到混合(FITC/Si02_CdTeQDs)-SiO2多层结构编码颗粒。
全文摘要
一种混合(FITC/SiO2-CdTe QDs)-SiO2超级结构编码颗粒的制备方法，用谷胱甘肽、CdCl2·2.5H2O、NaHTe制备CdTe量子点(QDs)颗粒。用异硫氰酸荧光素、3-氨丙基三甲氧基硅烷制备FITC-APTS偶合物，再制备FITC/SiO2荧光纳米颗粒溶液，继续加入3-氨丙基三甲氧基硅烷溶液，得到表面氨基功能化FITC/SiO2纳米颗粒。将CdTe量子点和表面氨基功能化的FITC/SiO2纳米颗粒按质量比1︰4，经EDC·HCl脱水缩合，制FITC/SiO2-CdTe QDs编码颗粒前驱，再包覆一层SiO2，得到终产品。该方法制备的产品具有低毒、水溶、生物相容等特性。
文档编号C09K11/88GK102807868SQ20121026934
公开日2012年12月5日 申请日期2012年7月31日 优先权日2012年7月31日
发明者黄朝表, 刘淑贤, 董美婷, 徐静怡, 梁孟超 申请人:浙江师范大学