用于细胞内铜离子荧光成像的纳米探针及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种用于细胞内铜离子荧光成像的纳米探针及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 铜是人体内一种必需的微量元素，在人体的新陈代谢过程中起着重要的作用。铜 缺乏将使脑细胞中的色素氧化酶减少，活力下降，从而使记忆衰退、思维紊乱、反应迟钝，甚 至步态不稳、运动失常等；铜元素在人体内参与多种金属酶的合成，铜元素一旦缺乏，此类 酶的合成减少，心血管就无法维持正常的形态和功能，从而给冠心病入侵以可乘之机。另一 方面，摄入过量的铜却又可能造成中毒，包括急性铜中毒、肝豆状核变性、儿童肝内胆汁淤 积等病症。因此，明确生理过程及细胞中铜的分布情况对于研究铜的复杂生理功能具有重 要意义。
[0003] 铜离子荧光探针的设计和合成是荧光传感材料研究领域的重点和热点之一，目前 常用的探针材料主要有：有机分子突光探针、量子点等。它们存在如下缺点：（1)有机分子 探针结构不稳定，光稳定性差，且水溶性较差，无法在纯水相环境或细胞体系中得到应用。 (2)量子点类荧光探针化学稳定性还是不尽人意的，其生物毒性还存在较大争议等。（3)所 用探针的激发光位于紫外及可见光区等高能量光区，对细胞杀伤性大，同时生物自发荧光 强，信噪比低。以此，设计合成生物毒性低、水溶性好，背景影响小的可用于活细胞内铜离子 荧光成像的探针材料具有重要的理论意义及现实的应用价值。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的之一在于针对现有技术中存在的不足，提供一种用于细胞内铜离子 荧光成像的纳米探针，实现水相体系中铜离子的痕量检测及细胞内铜离子荧光成像的应 用。
[0005] 本发明的目的之二在于提供该纳米探针的制备方法。
[0006] 为实现上述目的，本发明所提供的技术方案是： 一种用于细胞内铜离子荧光成像的纳米探针，其特征在于该探针是在具有核壳结构的 上转换发光纳米晶上包覆上介孔二氧化硅，作为能量给体，然后通过共价键键合的方式与 作为能量受体的罗丹明B衍生物荧光染料前驱体分子的键合而成，其中具有核壳结构的上 转换发光纳米晶与介孔二氧化硅的质量比为1 :1〇~1 :19 ;所述的能量给体与能量受体的质 量比为 10 :1~15 :1。
[0007] 上述的具有核壳结构的上转换发光纳米晶为：NaYF4:Yb，ErONaYF4、NaYF4:Yb，Er @NaYF4:Yb，Er、NaYF4:Yb，ErONaGdF4或NaYF4:Yb，ErONaGdF4:Yb，Er。
[0008] 上述的罗丹明B衍生物荧光染料前驱体分子可以是：
【主权项】
1. 一种用于细胞内铜离子英光成像的纳米探针，其特征在于该探针是在具有核壳结构 的上转换发光纳米晶上包覆上介孔二氧化娃，作为能量给体，然后通过共价键键合的方式 与作为能量受体的罗丹明B衍生物英光染料前驱体分子的键合而成，其中具有核壳结构的 上转换发光纳米晶与介孔二氧化娃的质量比为1 ;1〇?1 ;19 ;所述的能量给体与能量受体的 质量比为10 ;1?15 ;1。
2. 根据权利要求1所述的用于细胞内铜离子英光成像的纳米探针，其特征在于所述的 具有核壳结构的上转换发光纳米晶为；NaYF4;孔，化@NaYF4、NaYF4;孔，化@NaYF4;孔，化、 NaYF4;孔，Er @NaGdF 4或 NaYF 4;孔，Er @NaGdF 4;孔，Er。
3. 根据权利要求1所述的用于细胞内铜离子英光成像的纳米探针，其特征在于所述的 罗丹明B衍生物英光染料前驱体分子可W是：
〇
4. 一种制备根据权利要求1、2或3所述的用于细胞内铜离子英光成像的纳米探针的方 法，其特征在于该方法的具体步骤为： a. 将具有核壳结构的上转换发光纳米晶上包覆介孔二氧化娃，得到CS-UCNPs咖iSi〇2; b. 将罗丹明B衍生物英光染料前驱体分子与异氯酸丙基H己氧基娃焼按照摩尔比1:2 ~ 1:10的比例溶于有机溶剂中，加热回流2 ~ 10小时；将所得到的混合物冷却后，旋转蒸 发除去溶剂，经分离提成后得到用于细胞内铜离子英光成像的纳米探针。
5. 根据权利要求4所述的方法，其特征在于所述的步骤a的具体方法为： a. 将十六焼基H甲基漠化馈和具有核壳结构的上转换发光纳米晶按4:1?5:1的质量 比溶于去离子水中，过夜除去环己焼； b. 将正娃酸己醋的己醇水溶液加入到步骤a所得溶液中，调节抑至10~ 12,加热至 7〇°C，并保持2小时，反应结束后，用己醇洗涂，得二氧化娃包覆的纳米颗粒即CS-UCNPs@ Si〇2,并分散在无水己醇中； C.将硝酸馈和步骤b所得纳米颗粒CS-UCNPs@Si〇2按15:1?20:1的质量比溶于无水己 醇中，加热至6(TC，保持2 ~ 4小时，冷却、离也，用己醇，即制得CS-UCNPs咖iSi〇2纳米颗粒。
【专利摘要】本发明涉及一种用于细胞内铜离子荧光成像的纳米探针及其制备方法。首先合成具有核壳结构的上转换纳米粒子，简称CS-UCNPs，然后以CTAB为模板剂及表面活性剂，将CS-UCNPs表面包覆上一层介孔SiO2，得到介孔包覆的具有复合功能的纳米颗粒CS-UCNPsmSiO2。最后将功能化修饰的可单一性识别金属铜离子的罗丹明类有机染料RBH前驱体与CS-UCNPsmSiO2进行共价键组装，构筑有机-无机杂化纳米探针CS-UCNPsmSiO2-RBH，实现水溶液中铜离子的荧光检测及活细胞荧光成像。本发明方法具有工艺简单，操作方便，结构易控的优势。所制备的纳米荧光探针不仅尺寸均一、结构稳定，而且具有毒性低、生物相容性好的特点，在细胞或组织的上转换荧光标记、荧光检测等领域具有潜在应用价值。
【IPC分类】C09K11-85, C09K11-06, G01N21-64, A61K49-00
【公开号】CN104592996
【申请号】CN201510010745
【发明人】施利毅, 刘金亮, 徐艳霞, 孙丽宁, 孟宪福
【申请人】上海大学
【公开日】2015年5月6日
【申请日】2015年1月9日