上转换纳米粒子生物光功能体系、其制备方法及其应用

1.本发明属于纳米发光材料技术领域，具体涉及上转换纳米粒子生物光功能体系、其制备方法及其应用。


背景技术：

2.稀土上转换纳米材料因具有能将近红外光上转换为紫外至近红外光的光学性质，在显示、探测、三维显示等领域，尤其是生物医学等领域有着广泛的应用。但由于上转换发光机制的局限性以及稀土离子光吸收截面小等问题制约，稀土上转换纳米材料的荧光量子产率很低，发光效率低，这极大地限制了该材料的发展。因此，寻找可以有效提高稀土上转换纳米材料发光效率的方法尤为重要。
3.核壳结构材料是一种复合材料，该材料由微纳米尺寸的颗粒组成内核，然后在内核上包覆一层或者多层晶格常数相同或相近的均匀材料形成外壳，内核和外壳之间通过静电作用或化学键作通过制备核壳型稀土上转换纳米材料，可以抑制稀土上转换材料的界面缺陷发光猝灭，尤其是钝化外寒风表面缺陷、隔离外界不利因素的干扰，从而提高材料的上转换效率。同时可赋予材料一系列优异的性能。例如:表面选择包覆亲疏水性单层壳层可以改变材料表面的亲水性或疏水性。此外，包覆多层功能壳层能使上转换纳米材料集多模态成像、可视化精准诊疗功能于一体。
4.虽然核壳结构有效改善了上转换纳米材料的发光效率，然而，其仍存在发射效率较低，能量损耗较大的缺陷，这极大地限制了上转换纳米发光材料在生物医学领域癌症等重大疾病早期诊断和治疗方面的广泛应用。另外，如何将发射的紫外光有效作用距离强度准确地限制在癌细胞内，在“用光不用药”癌症等重大疾病治疗中可实现只杀生癌细胞而不伤及正常细胞，并诱导癌细胞线粒体凋亡因子导致癌细胞凋亡，这是癌症等重大疾病治疗未来发展方向，是要亟待解决的问题。
5.鉴于此，特提出本发明。


技术实现要素：

6.为了解决上述问题，本发明的第一目的在于提供一种上转换纳米粒子生物光功能体系，该上转换纳米粒子生物光功能体系具有核壳结构，能够有效降低在能量转换过程中光子的能量损耗以及提高上转换效率，发射紫外光强度高，并能将发射的紫外光有效作用距离的光强度限制在癌细胞内，并诱导癌细胞线粒体凋亡因子导致癌细胞凋亡。
7.为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：
8.上转换纳米粒子生物光功能体系，所述上转换纳米粒子生物光功能体系具有核壳结构，所述上转换纳米粒子生物光功能体系自内而外包括无任何稀土离子掺杂的对紫外至近红外光全透过不吸收的氟化物纳米粒子核、近红外光吸收敏化上转换发光层、隔离层和peg层，
9.所述近红外光吸收敏上转换发光层主要由基质材料、敏化离子和激活离子组成，
10.所述氟化物纳米粒子核和隔离层的材料组成相同，所述隔离层为无任何稀土离子掺杂的对紫外至近红外光全透过不吸收的氟化物纳米隔离层。
11.本发明提供的上转换纳米粒子，纳米核为无任何稀土离子掺杂的氟化物纳米核，纳米核材料对紫外光至近红外光不吸收全透过，消除了普遍应用稀土离子共掺杂的氟化物纳米晶作为纳米核对紫外到近红外980nm激发光能强吸收导致的光能量损耗。纳米核的外层是近红外光吸收敏化上转换发光层，近红外光吸收敏化上转换发光层由基质材料、敏化离子和激活离子组成，敏化离子起到高效吸收近红外光能量传递和敏化激活离子发光的作用，它们吸收激发光能量后，再通过共振传递将其吸收的近红外光能量传递给近邻发光离子，发光离子多光子吸收被敏化到更高能量状态发生上转换发光。此外，本发明的隔离层也采用无任何稀土离子掺杂的氟化物纳米材料作隔离层，也对紫外至近红外光无吸收，进一步抑制纳米粒子表面缺陷和配体分子对980nm近红外激发光能量的损耗。纳米核和隔离层采用相同的材料，二者均对紫外至近红外光不吸收全透过，将近红外光吸收敏化上转换发光层加在纳米核和隔离壳层中间，限制在纳米核和隔离壳层构成的光子能量深势阱中，第一层近红外光高吸收敏化壳层、第二层敏化发光层和第三层近红外光高吸收敏化壳层形成一个三明治夹心结构，第四层的深势阱外壁隔离层有效隔断了复合上转换纳米粒子外表面缺陷态和表面配体分子与近红外吸收敏化上转换发光层中敏化离子和发光离子光能量的交换作用，减少了对上转换紫外光的猝灭过程，从而有效地增强了波长在340nm左右紫外光的上转换效率，这样的结构发射的紫外线强度高，最外层耦联的peg层通过对紫外光强吸收有效地调控了上转换紫外光的有效作用距离，将发射的紫外光在有效作用距离内的强度限制在癌细胞内，并启动癌细胞线粒体凋亡因子诱导癌细胞凋亡。因此，高度限制在癌细胞内的上转换紫外光不能穿透出癌细胞而损伤诱导癌细胞近邻的正常细胞凋亡，本发明的上转换纳米粒子生物光功能体系可以有效杀死癌细胞而不影响正常人体细胞。
12.优选的，所述peg的分子量为500-3000道尔顿；例如可以是500道尔顿、1000道尔顿、1500道尔顿、2000道尔顿、2500道尔顿、3000道尔顿。
13.本发明在上转换纳米粒子的最外层耦联500-3000道尔顿的peg，既可以使制备的上转换纳米粒子生物光功能体系具有适当的厚度，以使上转换纳米粒子发射的紫外光有效作用距离能被严格地调控和限制在癌细胞内，也可以使得上转换纳米粒子生物光功能体系具有合适的尺寸和重量，在peg表面耦联单抗分子后，可以被制备成悬浮液，以及可以容易地在体/血液中输运靶向到达癌细胞表面，被癌细胞吞噬继而进入癌细胞而发挥作用。
14.更优选的，所述peg的分子量为1000-2500道尔顿。
15.本发明中也可以采用不同分子量的peg有机分子对上转换纳米粒子表面包覆，实现对其发射的上转换紫外光在癌细胞内有效作用距离精准地限制和调控。
16.本发明的一个方面，所述氟化物纳米核层的材料包括liyf4、liluf4、ligdf4、nayf4、naluf4、nagdf4、kyf4、kluf4、kgdf4中的一种，
17.所述隔离层的材料包括liyf4、liluf4、ligdf4、nayf4、naluf4、nagdf4、kyf4、kluf4、kgdf4中的一种。
18.优选的，所述氟化物纳米粒子核的材料选自liyf4、liluf4、ligdf4、nayf4、naluf4、nagdf4中的一种，
19.所述隔离层的材料选自liyf4、liluf4、ligdf4、nayf4、naluf4、nagdf4中的一种。
20.由于li和na具有较小的离子半径，因此，组成纳米核的材料以及组成隔离层的材料优选为含有li和na的氟化物。
21.在本发明另一方面，所述近红外光吸收敏化上转换发光层自内而外包括内近红外光吸收敏化层、上转换紫外光发射层和外近红外光吸收敏化层，所述上转换紫外光发射层主要由基质材料、敏化离子和激活离子组成，所述内近红外光吸收敏化层的基质材料和所述外近红外光吸收敏化层的基质材料均为对近红外光高吸收的基质材料，所述内敏化层和所述外敏化层的材料组成相同。
22.所述上转换紫外光发射层的基质材料为对近红外光不吸收的基质材料。
23.在本发明中，所述近红外光吸收敏化上转换发光层可以由三层构成，分别是内近红外光吸收敏化层、上转换紫外光发射层和外近红外光吸收敏化层。内光吸收敏化层和外光吸收敏化层采用均为无任何稀土离子掺杂的基质材料，且均对980nm近红外光高效共振吸收，内光吸收敏化层将980nm近红外光吸在其材料内并以光子能量共振方式从内敏化发光层的激活离子，外光吸收敏化层同样以光子能量共振方式从侧敏化发光层的激活离子，由于内纳米核和最外隔离层对称的深势阱的作用，尽最大可能地避免了近红外光的损失，实现980nm近红外光对发光层激活离子的内外两侧最高效敏化激活，获得了最高效的上转换紫外发光。
24.本发明中，所述核层的直径小于20nm；优选的，所述核层的直径为15-18nm。
25.本发明中，所述内敏化层的厚度不大于3nm，优选为1.5-2.5nm。
26.本发明中，所述上转换紫外光发射层的厚度不大于3nm，优选为1.5-2.5nm。
27.本发明中，所述外敏化层的厚度不大于3nm，优选为1.5-2.5nm。
28.本发明中，所述peg层的厚度不大于25nm。
29.本发明中，上述上转换纳米粒子载药体系的直径为80-85nm。
30.该上转换纳米粒子生物光功能体系的直径较小，可以被制备成治疗癌症的纳米光药，也可同时装载其它功能分子，易于在血液中输运和被细胞吞噬而进入癌细胞内部，进而发挥其对癌症等重大疾病高选择性和高特异性的治疗的作用。
31.所述内敏化层的基质材料包括liybf4、naybf4、kybf4中的一种，所述外敏化层的基质材料包括liybf4、naybf4、kybf4中的一种，
32.所述上转换紫外光发射层的基质材料与所述氟化物纳米纳米核材料组成相同。只不过是应用敏化离子替代或掺杂了不同浓度的敏化离子和激活离子而已。
33.本发明内近红外光吸收敏化层和外近红外光吸收敏化层选择的材料对980nm近红外光有非常高的能量共振吸收效果。
34.优选的，所述内光吸收敏化层的基质材料选自liybf4、naybf4中的一种，
35.所述外光吸收敏化层的基质材料选自liybf4、naybf4中的一种。
36.进一步的，所述吸收和敏化双功能离子包括yb
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，所述激活离子包括er
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、tm
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、ho
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。
37.本发明所述内光吸收敏化层的基质材料以及外吸收敏化层的基质材均对980nm近红外光高光有非常好的能量共振吸收和对夹心发光层激活离子具有能量共振敏化作用。上转换紫外光发射层所选择的基质材料对紫外至近红外光不吸收，避免了基质本征能量损失，而掺杂其中的近红外光吸收敏化离子yb
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将吸收980nm激发光能量以共振方式传递给最
近邻的激活离子er
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、tm
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、ho
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。在980nm近红外光激发下，单核多壳上转换纳米粒子在300～400nm光谱范围内发射高效的上转换紫外光。
38.优选的，所述敏化离子为yb
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，所述激活离子tm
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。敏化离子yb
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和激活离子tm
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具有较好的能量共振传递和转换紫外光效应。
39.所述上转换紫外光发射层的材料组成包括以下组分中的一种：
40.liyf4:0.5～1.5％tm
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,20～25％yb
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、ligdf4:0.5～1.5％tm
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,20～25％yb
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、
41.liluf4:0.5～1.5％tm
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,20～25％yb
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、nayf4:0.5～1.5％tm
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、
42.nagdf4:0.5～1.5％tm
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、naluf4:0.5～1.5％tm
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、
43.kgdf4:0.5～1.5％tm
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、kyf4:0.5～1.5％tm
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44.kluf4:0.5～1.5％tm
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。
45.上述组分例如可以是：
46.liyf4:0.5％tm
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、liyf4:1％tm
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、liyf4:1.5％tm
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48.liluf4:0.5％tm
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、nagdf4:1％tm
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52.kyf4:0.5％tm
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53.kluf4:0.5％tm
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。
54.基质材料、敏化离子和激活离子的选择和用量对于红外光的转换效率尤为重要，激活离子的用量过多以及基质材料的用量过少都会引起激活剂光子本身的猝灭效应，本发明中，上述上转换紫外光发射层的基质材料与敏化离子以及激活离子的特定组成，可以使得上转换紫外光发射层具有更为优异的光转化效率。
55.所述peg层外端耦联能够与癌细胞表面受体分子特异性相结合的配体分子。
56.上述癌细胞表面受体分子是指在癌细胞表面高表达，在正常细胞表面不表达，几乎不会导致将上转换纳米粒子生物光功能体系导入正常细胞而导致正常细胞死亡的情况。
57.优选的，所述peg层外端耦联单克隆抗体分子。
58.peg外端有羧基，正好与抗体的fc端氨基结合，在edc的缩合反应后，进而耦联上了。
59.例如，在上转换纳米粒子生物光功能体系的peg表面耦联单克隆抗体，该单克隆抗体可以与癌细胞表面的相关受体特异性相结合，进而被内吞进入癌细胞内部，在癌细胞内吞耦联单克隆抗体的上转换纳米粒子24小时后，启动半导体激光器发射的980nm激光辐照被癌细胞吞噬的上转换纳米粒子，该粒子在癌细胞内发射高度限域化的紫外光杀伤诱导线粒体凋亡，从而达到杀伤治疗癌症的目的。
60.本发明中，所述peg层上还可以装载金纳米粒子或多种功能药物分子。金纳米粒子
具有光热治疗作用，能够吸收的近红外光激发等离子体振荡产生局部高热杀死癌细胞，功能药物分子通过高密度富集更有效杀死癌细胞而减少对正常细胞的毒性。
61.本发明的一个实施方式中，在peg链表面先装载药物分子后，再耦联单克隆抗体。
62.此外，所述peg层上还可以耦联功能性的肽链分子。
63.本发明提供了上述的上转换纳米粒子生物光功能体系的制备方法，包括在无任何稀土离子掺杂的对紫外光至近红外光全透过不吸收的氟化物纳米粒子外依次包覆近红外光吸收敏化上转换发光层材料、隔离层材料和peg层材料。
64.优选的，在无任何稀土离子掺杂的对紫外光至近红外光全透过不吸收的氟化物纳米粒子外依次包覆内近红外光吸收敏化层材料、上转换紫外光发射层材料、外近红外光吸收敏化层材料、隔离层材料和peg层材料。
65.本发明提供的上转换纳米粒子生物功能化体系的制备方法简单，易于操作。
66.上转换纳米粒子生物功能化体系在生物成像、制备用于多模态成像精准治疗癌症的药物中的应用。
67.上转换纳米粒子生物光功能体系在制备用于癌症治疗的光成像定位引导药物释放和癌症光治疗药物中的应用。
68.本发明还提供了一种用于癌症治疗的紫外光疗纳米剂，该紫外光疗纳米剂含有上述的上转换纳米粒子生物光功能体系。
69.本发明提供了一种用于“用光不用药”的生物光功能纳米体系，而且也提供了一种治疗癌症的多种功能药物缓释和光控释放纳米载体体系，所述生物多功能体系包含了上述的上转换纳米粒子多种功能药物缓释和光控体系。
70.优选的，所述的紫外光疗纳米剂的剂型为水针剂。
71.本发明的上转换纳米粒子生物光功能体系可以被制备成水针剂，通过静脉注射进入患者体内循环到达病灶部位。
72.更优选的，所述水针剂包括上转换纳米粒子和溶剂；
73.进一步优选的，所述溶剂包括生理盐水、葡萄糖、乙醇溶液和生理缓冲液。
74.制备水针剂的溶剂均为临床常见的注射溶剂、安全性好，已在临床广泛应用的注射制剂。
75.本发明的有益效果如下：
76.(1)本发明的上转换纳米粒子生物光功能体系，纳米核和隔离层采用无任何稀土离子掺杂的对紫外光至近红外光全透过不吸收的氟化物纳米材料，且二者的材料相同，不仅对980nm近红外光不吸收全透过，且两者对“三明治”夹心结构形成一个对称深能量势阱，对光子能量具有很强的限制作用，有效地避免了光吸收敏层和发光层上转换紫外光子能量与复合上转换纳米粒子表面缺陷态和表面配体分子振动能量的交换作用，减少了对上转换紫外光的猝灭过程，从而有效地增强了波长在340nm左右紫外光的上转换效率。此外，在这个对称深势阱内的“三明治”夹心结构内，近红外光吸收敏化上转换发光层可以进一步由内光吸收敏化层、近红外吸收敏化上转换紫外光发射层和外近红外光敏化层构成。由于内光吸收敏化层和外光吸收敏化层具有100％yb
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组成，对980nm近红外光高吸收，且对其中间的上转换紫外光发射层形成了980nm近红外光高光密度对称的注入层，极大地提高了所述上转换紫外光发射层中激活离子对980nm近红外光的吸收效率和上转换紫外光的发射效率。
因此，本发明的上转换纳米粒子生物光功能系统在能量转换过程中极大地降低了光子的能量损耗，且具有非常优异的上转换效率，发射的紫外光强度高，其发射的紫外光强度能够有效杀死癌细胞。其最外层耦联对紫外光具有高吸收的peg层，能够有效地抑制上转换紫外光强度有效传播距离，将发射的紫外光的有效作用距离强度限制在癌细胞内，并诱导癌细胞线粒体凋亡因子导致癌细胞凋亡，而不影响正常人体细胞。
77.(2)本发明提供的上转换纳米粒子生物光功能体系的制备方法简单。
78.(3)本发明提供的上转换纳米粒子生物光功能体系可被制备成水针剂，使用方便。
附图说明
79.此处所说明的附图用来提供对本技术的进一步理解，构成本技术的一部分，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：
80.图1为实施例1制备获得的liyf4@liybf4@liyf4:1％tm
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@liybf4@liyf4的上转换纳米粒子的制备流程图；
81.图2为实施例1制备的耦联peg的生物光功能体系的结构示意图；
82.图3为实施例1制备的耦联peg和抗体的生物光功能体系的结构示意图；
83.图4为实施例1制备的裸核liyf4纳米晶；
84.图5为实施例1制备的liyf4@liybf4@liyf4:1％tm
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@liybf4@liyf4核多壳层复合结构上转换纳米粒子的扫描电子显微镜图像；
85.图6为liyf4:1％tm
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@liybf4@liyf4结构的上转换纳米粒子和实施例1制备的liyf4@liybf4@liyf4:1％tm
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@liybf4@liyf4结构上转换纳米粒子的上转换光谱；
86.图7为liyf4:1％tm
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@liybf4@liyf4和和实施例1制备的liyf4@liybf4@liyf4:1％tm
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@liybf4@liyf4两种不同结构的上转换纳米粒子表面包覆peg分子后的富里叶红外光谱；
87.图8为正常细胞和a549肺癌细胞以及与qbc939肝癌细胞在980nm的红外光辐照下正常细胞和癌细胞的存活率。
具体实施方式
88.为了更清楚的阐释本技术的整体构思，下面结合说明书附图以实施例的方式进行详细说明。在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员来说显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
89.实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。
90.如未特殊说明，在以下实施方式中，所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
91.实施例1
92.(1)liyf4的制备：将1nmol cf3cooli和1nmol y(cf3coo)3溶解于10ml的油胺中，在100℃下搅拌30分钟，得到liyf4前驱物溶液。
93.(2)liybf4的制备：将1nmol cf3cooli和1nmol yb(cf3coo)3溶解于10ml的油胺中，在100℃下搅拌30分钟，得到liybf4前驱物溶液。
94.(3)liyf4:1％tm
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的制备：将1nmol的cf3cooli、0.79nmol的y(cf3coo)3、0.2nmol的yb(cf3coo)3和0.01nmol的tm(cf3coo)3溶解于10ml的油胺中，在100℃下搅拌30分钟，得到liyf4:1％tm
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前驱物溶液。
95.(4)在三颈烧瓶中加入5ml liyf4前驱物溶液，在氩气保护状态下，逐步升温到320℃，升温速率约为10℃/min，搅拌并保持反应30分钟，形成liyf4的纳米晶作为裸核胶体溶液，将核溶液降温至150℃，逐滴滴入liybf4前驱物溶液2ml，滴加速率约为0.5ml/min，在氩气保护状态下，逐步升温到320℃，升温速率约为10℃/min，搅拌并保持反应30分钟，形成liyf4@liybf4纳米结构。降温至150℃，逐滴滴入liyf4:1％tm
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前驱物溶液2ml，滴加速率约为0.5ml/min，在氩气保护状态下，逐步升温到320℃，升温速率约为10℃/min，搅拌并保持反应30分钟，形成liyf4@liybf4@liyf4:1％tm
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单核与双功能壳层纳米结构。降温至150℃，逐滴滴入liybf4前驱物溶液2ml，滴加速率约为0.5ml/min，在氩气保护状态下，逐步升温到320℃，升温速率约为10℃/min，搅拌并保持反应30分钟，形成liyf4@liybf4@liyf4:1％tm
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@liybf4粒子。降温至150℃，逐滴滴入liyf4前驱物溶液2ml，滴加速率约为0.5ml/min，在氩气保护状态下，逐步升温到320℃，升温速率约为10℃/min，搅拌并保持反应30分钟，形成liyf4@liybf4@liyf4:1％tm
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@liybf4@liyf4。
96.(5)降温至25℃，加入分子量为1500道尔顿的peg，在氩气保护状态下，逐步升温到320℃，升温速率约为10℃/min，搅拌并保持反应30分钟，形成
97.peg-liyf4@liybf4@liyf4:1％tm
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@liybf4@liyf4。
98.(6)单克隆抗体耦联：peg-liyf4@liybf4@liyf4:1％tm
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@liybf4@liyf4耦联乳腺癌细胞特异性单克隆抗体分子3c9。
99.将水粒半径约为80～85nm的表面带有羧基的peg包覆的上转换纳米粒子peg-liyf4@liybf4@liyf4:1％tm
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@liybf4@liyf4的ph4mes缓冲液溶液加入配制的5mg/ml的edc水溶液中，在4℃温度下轻微搅拌60分钟，由于peg外端带有羧基，抗体分子fc端都具有氨基，通过edc缩合反应，将抗体与peg末端结合。加入2mg纯度为98wt％的3c9抗体分子，在4℃温度下轻微搅拌20分钟后自然反应过夜即获得表面耦联3c9抗体分子的上转换纳米粒子生物光功能复合溶液水剂。
100.图7为liyf4:1％tm
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@liybf4@liyf4、peg-liyf4:1％tm
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@liybf4@liyf4、实施例1制备的liyf4@liybf4@liyf4:1％tm
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@liybf4@liyf4、以及实施例1制备的peg-liyf4@liybf4@liyf4:1％tm
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@liybf4@liyf4的富里叶红外光谱。
101.liyf4:1％tm
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@liybf4@liyf4为目前普遍研究用的上转换粒子，liyf4:1％tm
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@liybf4@liyf4的制备方法以及peg-liyf4:1％tm
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@liybf4@liyf4的制备方法可参考本发明实施例1中的方法获得。
102.从该图可知，在大约1100波数位置的红外吸收峰的存在证明上转换纳米粒子表面成功包覆了peg分子。
103.实施例2
104.(1)nayf4的制备：将1nmol cf3coona和1nmol y(cf3coo)3溶解于10ml的油胺中，100℃搅拌30分钟，得到nayf4前驱物溶液。
105.(2)naybf4的制备：将1nmol cf3coona和1nmol yb(cf3coo)3溶解于10ml的油胺中，100℃搅拌30分钟，得到naybf4前驱物溶液。
106.(3)nayf4:1％tm
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的制备：将1nmol的cf3coona、0.79nmol的y(cf3coo)3、0.2nmol的yb(cf3coo)3和0.01nmol的tm(cf3coo)3溶解于10ml的油胺中，100℃搅拌35分钟，得到nayf4:1％tm
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前驱物溶液。
107.(4)在三颈烧瓶中加入5ml nayf4前驱物溶液，在氩气保护状态下，逐步升温到295℃，升温速率约为10℃/min，搅拌并保持反应30分钟，形成nayf4的纳米晶作为裸核胶体溶液，将核溶液降温至150℃，逐滴滴入naybf4前驱物溶液2ml，滴加速率约为0.5ml/min，在氩气保护状态下，逐步升温到320℃，升温速率约为10℃/min，搅拌并保持反应30分钟，形成nayf4@naybf4纳米结构。降温至150℃，逐滴滴入nayf4:1％tm
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前驱物溶液2ml，滴加速率约为0.5ml/min，在氩气保护状态下，逐步升温到295℃，升温速率约为10℃/min，搅拌并保持反应30分钟，形成nayf4@naybf4@nayf4:1％tm
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单核与双功能壳层纳米结构。降温至150℃，逐滴滴入naybf4前驱物溶液2ml，滴加速率约为0.5ml/min，在氩气保护状态下，逐步升温到320℃，升温速率约为10℃/min，搅拌并保持反应30分钟，形成nayf4@naybf4@nayf4:1％tm
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@naybf4粒子。降温至150℃，逐滴滴入liyf4前驱物溶液2ml，滴加速率约为0.5ml/min，在氩气保护状态下，逐步升温到295℃，升温速率约为10℃/min，搅拌并保持反应30分钟，形成nayf4@naybf4@nayf4:1％tm
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@naybf4@nayf4。
108.(5)离心分离，并用环己烷超声洗涤，得产物上转换纳米粒子nayf4@naybf4@nayf4:1％tm
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@naybf4@nayf4。
109.实施例3
110.与实施例1的区别在于，步骤(2)中liluf4的制备：用lu(cf3coo)3替代实施例1中的yb(cf3coo)3，其余制备方法与实施例1相同，步骤(4)中将滴入liybf4前驱物溶液替换为liluf4的前驱液，制备得到liyf4@liluf4@liyf4:1％tm
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@liluf4@liyf4。
111.实施例4
112.与实施例1的区别在于，步骤(2)中ligdf4的制备：用gd(cf3coo)3替代实施例1中的yb(cf3coo)3，其余制备方法与实施例1相同，步骤(4)中将滴入liybf4前驱物溶液替换为ligdf4的前驱液，制备得到liyf4@ligdf4@liyf4:1％tm
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@ligdf4@liyf4。
113.实施例5
114.用将实施例1中的含li元素的物质替换为含k元素的物质。
115.实施例6
116.与实施例1的区别在于：步骤(3)liyf4:1.5％tm
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的制备：将1nmol的cf3cooli、0.735nmol的y(cf3coo)3、0.25nmol的yb(cf3coo)3和0.015nmol的tm(cf3coo)3溶解于10ml的油胺中，100℃搅拌30分钟，得到liyf4:1.5％tm
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前驱物溶液。
117.实施例7
118.与实施例1的区别在于：步骤(3)liyf4:0.5％tm
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的制备：将1nmol的cf3cooli、0.795nmol的y(cf3coo)3、0.20nmol的yb(cf3coo)3和0.005nmol的tm(cf3coo)3溶解于10ml的油胺中，100℃搅拌30分钟，得到liyf4:0.5％tm
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前驱物溶液。
119.对比例1
120.本对比例测量了实施例1制备的liyf4@liybf4@liyf4:1％tm
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@liybf4@
liyf4结构上转换纳米粒子与目前普遍研究用的liyf4:1％tm
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@liybf4@liyf4结构的上转换纳米粒子的上转换光谱，liyf4:1％tm
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@liybf4@liyf4的制备方法可参考本发明实施例1中的方法获得。从该光谱可知，本发明实施例1的liyf4@liybf4@liyf4:1％tm
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@liybf4@liyf4纳米结构上转换粒子的紫外光比普遍研究用的liyf4:1％tm
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@liybf4@liyf4核壳复合结构的上转换纳米粒子的紫外光强很多。
121.对比例2
122.本对比例分别对以下表1和表2的细胞分组采用980nm的红外光辐照下，正常细胞和癌细胞的存活率。
123.从图8可知，在980nm的红外光直接辐照正常细胞和a549肺癌细胞1:1混合，正常细胞和癌细胞的存活率均为100％，980nm的红外光辐照对正常细胞和癌细胞无杀伤，添加上转换纳米粒子后，正常细胞和癌细胞的存活率均比较低，可见对癌细胞和正常细胞均有杀伤，添加上转换纳米粒子耦联peg和单克隆抗体的生物光功能系统后，正常细胞的存活率约为90％左右，而癌细胞的存活率约为29％左右。
124.从图8可知，980nm的红外光直接辐照正常细胞和qbc939肝癌细胞1:1混合液，正常细胞和癌细胞的存活率均为100％，980nm的红外光辐照对正常细胞和癌细胞无杀伤，添加上转换纳米粒子后，正常细胞和癌细胞的存活率均比较低，正常细胞约为58％左右，癌细胞约为50％左右，可见对癌细胞和正常细胞均有杀伤，添加上转换纳米粒子耦联peg和单克隆抗体的载药系统后，正常细胞的存活率约为93％左右，而癌细胞的存活率约为33％左右。
125.本对比例中的上转换纳米粒子为实施例1制备的liyf4@liybf4@liyf4:1％tm
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@liybf4@liyf4。
126.本对比例中的上转换纳米粒子耦联peg和单克隆抗体为实施例1制备的liyf4@liybf4@liyf4:1％tm
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@liybf4@liyf4@peg耦联单克隆抗体分子。
[0127][0128][0129]
表1 正常细胞和a549肺
[0130][0131]
表2 正常细胞和qbc939肝癌细胞
[0132]
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