专利名称：用于淋巴管识别的上转换纳米材料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种上转换材料及其制备方法，特别是一种用于淋巴管识别的上转换纳米材料及其制备方法。
背景技术：
上转换发光过程是指材料吸收较低能量光子发出较高能量光子的过程。上转换材料是一种在长波长光激发下能发出短波长光的发光材料，掺杂在基质中的稀土离子，可以通过激发态吸收各种能量传递过程被激发至高于泵浦能量的能级而向下跃迁从而发射上转换荧光。上转换材料在激光技术、光纤通讯技术、纤维放大器、显示技术与防伪等方面应用广泛。近年来，用上转换材料作为生物分子荧光标记探针受到了人们的广泛关注。其中， 作为上转换材料的、具有受体专一性、高亲和力的配体的选择和修饰尤为重要。众所周知，淋巴管异常可导致如淋巴水肿和肿瘤转移等严重疾病。但是，随着淋巴管内皮细胞特异性标志物的发现和淋巴管生成的分子机制的深入研究，使得淋巴管生成的调控在分子水平上取得了很大进步，这为淋巴管生成的靶向诱导与抑制提供了新方向，同时为淋巴管疾病的早期诊断提供了依据。其中，一种重要的淋巴管内皮细胞特异性标志物为淋巴管内皮透明质酸受体-Klymphatic vessel endothelial HA receptor, LYVE-1)。 LYVE-I是具有332个氨基酸残基的I型膜蛋白，其配体为透明质酸(HA)。因此，以HA为配体，制备上转换材料的生物分子荧光标记探针，将对淋巴管疾病具有靶向的诊断和治疗作用。但到目前为止，利用HA为配体，修饰上转换材料未见报道。
发明内容
本发明目的之一在于针对现有技术的不足，提供一种用于淋巴管识别的上转换纳米材料.
本发明的目的之二在于提供该上转换纳米材料的制备方法. 为达到上述目的，本发明采用如下技术方案
一种用于淋巴管识别的上转换纳米材料，其特征在于该材料是以1-乙基-3-(3-二甲基氨丙基)-碳化二亚胺EDC和N-羟基琥珀酰亚胺NHS为偶联剂，用透明质酸对上转换纳米粒子进行表面修饰；所述的透明质酸和上转换纳米粒子的质量比为1:5 5:1，透明质酸与偶联剂总量的摩尔比为1 Γ1 4 ；偶联剂中EDC和NHS的摩尔比为1 0. 5 1 2。上述的上转换纳米粒子可以为镝、铽掺杂四氟化钇钠NaYF4:Dy3+，Tb3+、镱、铒掺杂四氟化钇钠NaYF4 Yb3+，Er3+、钆、镱、铒掺杂四氟化钇钠NaYF4 Gd3+，Yb3+，Er3+、铕掺杂四氟化钆钠NaGdF4 Eu3+、镱、铒掺杂四氟化钆钠NaGdF4 %3+，Er3+、铕、铽掺杂四氟化钆钠 NaGdF4:Eu3+，Tb3+ 或钐、铽掺杂四氟化钆钠 NaGdF4:Dy3+，Tb3+。上述的上转换纳米粒子的粒径可以为1(Γ50纳米。一种制备上述的用于淋巴管识别的上转换纳米材料的方法，其特征在于该方法的具体步骤为a、将一定量的HA充分溶解于10mL缓冲溶液(pH=4-9)中，在搅拌条件下，按比例缓慢加入EDC和NHS,使EDC和NHS的摩尔比为1 0. 5 1 2，而HA与EDC和NHS总量的摩尔比为 1:Γ1:4室温下反应12-48小时，经透析后得溶液A ；
b、将上转换纳米粒子溶于柠檬酸溶液中，其中上转换纳米粒子与柠檬酸的摩尔比为 1:广1:6，超声条件下反应2-4小时；经离心、沉淀、洗涤，干燥后，将所得产物再溶于pH=4-9 的缓冲溶液中，搅拌下，缓慢加入EDC和NHS,使EDC和NHS的摩尔比为1 0. 5 1 2，，而上转换纳米粒子与EDC和NHS总量的摩尔比为1:广1:4，室温下反应12-48小时，得溶液B。C、将步骤a所得溶液A缓慢加入步骤b所得溶液B中，在室温条件下，搅拌0. 5-2 小时；经离心、沉淀、洗涤，干燥后，得最终产物用于淋巴管识别的上转换纳米材料。上述的上转换纳米粒子可以为镝、铽掺杂四氟化钇钠NaYF4:Dy3+，Tb3+、镱、铒掺杂四氟化钇钠NaYF4 Yb3+，Er3+、钆、镱、铒掺杂四氟化钇钠NaYF4 Gd3+，Yb3+，Er3+、铕掺杂四氟化钆钠NaGdF4 Eu3+、镱、铒掺杂四氟化钆钠NaGdF4 %3+，Er3+、铕、铽掺杂四氟化钆钠 NaGdF4:Eu3+，Tb3+ 或钐、铽掺杂四氟化钆钠 NaGdF4:Dy3+，Tb3+。上述上转换纳米粒子的粒径为1(Γ50纳米。。本发明提供了一种以HA为配体，通过1-乙基-3-(3- 二甲基氨丙基)_碳化二亚胺(EDC)和N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)的偶联反应，表面修饰上转换材料纳米材料的合成方法，其优点在于
(1)本发明的制备方法简单，可操作性强。(2)本发明制备的上转换材料同时具有发光和磁共振性能。(3)本发明中采用HA为修饰剂，对淋巴管具有良好的特异性，有利于提高上转换材料的靶向性。本发明制备的HA修饰的上转换材料有良好的物理化学稳定性、发光性能，对淋巴管具有良好的特异性，且制备工艺简单，生产成本低，能进一步满足生产和应用的需求。
图1为所制备的HA修饰的NaYF4 Yb3+，Er3+粒子的透射电镜照片。图2为所制备的HA修饰的NaGdF4 Yb3+，Er3+粒子的红外光谱图。图3为所制备的HA修饰的NaYF4 Gd3+，Yb3+，Er3+粒子的粒径分布图。
具体实施例方式以下通过具体的实施例对本发明的技术方案作进一步描述。以下的实施例是对本发明的进一步说明，而不限制本发明的范围。实施例1
1、HA的表面改性
将10mg、HA充分溶解于10 mL、pH=4的缓冲溶液中，在搅拌条件下，按比例缓慢加入EDC 和NHS，使其摩尔比为1 1，而HA与EDC和NHS总量的摩尔比为1 2，室温下反应M小时。 然后将反应溶液加入透析袋中，在去离子水中透析3天，得溶液a。2、上转换材料纳米粒子的表面修饰
将50mg、约20纳米的NaYF4 Yb3+，Er3+粒子，溶于一定量的柠檬酸溶液中，使其摩尔比为1 2，超声条件下，反应4小时。反应后溶液经离心、沉淀、洗涤，干燥后，将所得产物再溶于 20 mL、pH=7的缓冲溶液中，在搅拌条件下，按比例缓慢加入EDC和NHS，使其摩尔比为1:1， 而上转换纳米粒子与EDC和NHS总量的摩尔比为1 2，室温下反应M小时，得溶液b。3、HA修饰上转换材料纳米粒子的制备
将溶液a缓慢加入溶液b中，在室温条件下，搅拌2小时。反应后溶液经离心、沉淀、洗涤，干燥后，得最终产物。图1为所制备的HA修饰的NaYF4 Yb3+，Er3+粒子的透射电镜照片。由图可见，纳米粒子表面有一层包裹层，其可能来自于HA的表面修饰。实施例2
1、HA的表面改性
将50mg、HA充分溶解于10 mL、pH=6的缓冲溶液中，在搅拌条件下，按比例缓慢加入EDC 和NHS，使其摩尔比为1 0. 5，而HA与EDC和NHS总量的摩尔比为1 1，室温下反应12小时。 然后将反应溶液加入透析袋中，在去离子水中透析3天，得溶液a。2、上转换材料纳米粒子的表面修饰
将50mg、约30纳米的NaGdF4: 3+, Er3+粒子，溶于一定量的柠檬酸溶液中，使其摩尔比为1:4，超声条件下，反应4小时。反应后溶液经离心、沉淀、洗涤，干燥后，将所得产物再溶于20 mL、pH=9的缓冲溶液中，在搅拌条件下，按比例缓慢加入EDC和NHS，使其摩尔比为 1:0.5,而上转换纳米粒子与EDC和NHS总量的摩尔比为1 1，室温下反应12小时，得溶液 b。3、HA修饰上转换材料纳米粒子的制备
将溶液a缓慢加入溶液b中，在室温条件下，搅拌2小时。反应后溶液经离心、沉淀、洗涤，干燥后，得最终产物。图2为所制备的HA修饰的NaGdF4Ib3+, Er3+粒子的红外光谱图。由图可见，所得样品的红外光谱图与HA的红外光谱图相似。结果表明，HA修饰在上转换材料表面。实施例3
1、HA的表面改性
将lOOmg、HA充分溶解于10 mL、pH=8的缓冲溶液中，在搅拌条件下，按比例缓慢加入 EDC和NHS，使其摩尔比为1 2，而HA与EDC和NHS总量的摩尔比为1 4，室温下反应48小时。然后将反应溶液加入透析袋中，在去离子水中透析3天，得溶液a。2、上转换材料纳米粒子的表面修饰
将50mg、约50纳米的NaYF4: Gd3+，Yb3+, Er3+粒子，溶于一定量的柠檬酸溶液中，使其摩尔比为1:6，超声条件下，反应4小时。反应后溶液经离心、沉淀、洗涤，干燥后，将所得产物再溶于20 mL、pH=6的缓冲溶液中，在搅拌条件下，按比例缓慢加入EDC和NHS，使其摩尔比为1 2，而HA与EDC和NHS总量的摩尔比为1 4，室温下反应48小时，得溶液b。3、HA修饰上转换材料纳米粒子的制备
将溶液a缓慢加入溶液b中，在室温条件下，搅拌2小时。反应后溶液经离心、沉淀、洗涤，干燥后，得最终产物。图3为所制备的HA修饰的NaYF4: Gd3+，％3+，Er3+粒子的粒径分布图。由图可见，采用50纳米的上转换材料纳米粒子，其在水中的水合尺寸为110纳米。结果表明，由于HA在上转换材料表面的修饰，使得纳米粒子的尺寸变大。
权利要求
1.一种用于淋巴管识别的上转换纳米材料，其特征在于该材料是以1-乙基-3-(3-二甲基氨丙基)-碳化二亚胺EDC和N-羟基琥珀酰亚胺NHS为偶联剂，用透明质酸对上转换纳米粒子进行表面修饰；所述的透明质酸和上转换纳米粒子的质量比为1:5 5:1，透明质酸与偶联剂总量的摩尔比为1 Γ1 4 ；偶联剂中EDC和NHS的摩尔比为1 0. 5 1 2。
2.根据权利要求1所述的用于淋巴管识别的上转换纳米材料，其特征在于所述的上转换纳米粒子为镝、铽掺杂四氟化钇钠NaYF4:Dy3+，Tb3+、镱、铒掺杂四氟化钇钠NaYF4: Yb3+，Er3+、钆、镱、铒掺杂四氟化钇钠NaYF4: Gd3+, Yb3+，Er3+、铕掺杂四氟化钆钠NaGdF4 Eu3+、镱、铒掺杂四氟化钆钠NaGdF4 Yb3+，Er3+、铕、铽掺杂四氟化钆钠 NaGdF4:Eu3+，Tb3+ 或钐、铽掺杂四氟化钆钠 NaGdF4:Dy3+，Tb3+。
3.根据权利要求1或2所述的用于淋巴管识别的上转换纳米材料，其特征在于所述上转换纳米粒子的粒径为1(Γ50纳米。
4.一种制备根据权利要求1所述的用于淋巴管识别的上转换纳米材料的方法，其特征在于该方法的具体步骤为a、将一定量的HA充分溶解于10mL缓冲溶液(pH=4-9)中，在搅拌条件下，按比例缓慢加入EDC和NHS,使EDC和NHS的摩尔比为1 0. 5 1 2，而HA与EDC和NHS总量的摩尔比为 1:Γ1:4室温下反应12-48小时，经透析后得溶液A ；b、将上转换纳米粒子溶于柠檬酸溶液中，其中上转换纳米粒子与柠檬酸的摩尔比为 1:Γ1 6，超声条件下反应2-4小时；经离心、沉淀、洗涤，干燥后，将所得产物再溶于ρΗ=4-9 的缓冲溶液中，搅拌下，缓慢加入EDC和NHS,使EDC和NHS的摩尔比为1 0. 5 1 2，，而上转换纳米粒子与EDC和NHS总量的摩尔比为1:广1:4，室温下反应12-48小时，得溶液B ；C、将步骤a所得溶液A缓慢加入步骤b所得溶液B中，在室温条件下，搅拌0. 5-2小时； 经离心、沉淀、洗涤，干燥后，得最终产物用于淋巴管识别的上转换纳米材料。
5.根据权利要求4的的方法，其特征在于所述的上转换纳米粒子为镝、铽掺杂四氟化钇钠NaYF4 Dy3+，Tb3\镱、铒掺杂四氟化钇钠NaYF4 Yb3+, Er3+、钆、镱、铒掺杂四氟化钇钠NaYF4 Gd3+，Yb3+, Er3+、铕掺杂四氟化钆钠NaGdF4 Eu3+、镱、铒掺杂四氟化钆钠NaGdF4 Yb3+，Er3+、铕、铽掺杂四氟化钆钠NaGdF4 Eu3+，Tb3+或钐、铽掺杂四氟化钆钠 NaGdF4:Dy3+, Tb3+。
6.根据权利要求4或5的淋巴管识别的上转换材料的制备方法，其特征在于所述上转换纳米粒子的粒径为1(Γ50纳米。
全文摘要
本发明涉及一种用于淋巴管识别的上转换纳米材料及其制备方法。以HA为配体，通过1-乙基-3-(3-二甲基氨丙基)-碳化二亚胺(EDC)和N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)的偶联反应，对上转换材料纳米材料进行表面HA修饰。本发明的特点在于制备方法简单，可操作性强；所制备的上转换材料同时具有发光和磁共振性能；采用了HA为修饰剂，对淋巴管具有良好的特异性，有利于提高上转换材料的靶向性。
文档编号A61K49/00GK102517021SQ20111043759
公开日2012年6月27日 申请日期2011年12月23日 优先权日2011年12月23日
发明者何丹农, 朱君, 路青 申请人:上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司