专利名称：一种水相分散波长可调的染料纳米颗粒制备方法
技术领域：
本发明涉及一种涉及疏水有机染料掺杂纳米颗粒的制备以及纳米颗粒的表面亲水修饰，具体而言涉及一种基于掺杂技术的水相分散波长可调的染料纳米颗粒制备方法。
技术背景
有机染料被广泛应用于生物成像领域，然而，其面临诸多问题，比如疏水性有机染料水溶液中易聚集，光稳定性不高，斯托克斯位移较小等等，使其应用受到很大的局限。因此，近年来涌现了大量以有机染料为基础进行改良的生物荧光探针，主要包括染料通过物理吸附或化学键与硅基体相连形成的复合硅球结构；染料掺杂的高分子聚合物纳米结构。 在这些体系中由于避免了染料与外部化学环境的直接接触，提高了染料的抗光漂白性和稳定性，然而染料负载率低使其亮度仍有局限，如何发展高染料负载率且荧光量子产率仍然很高地荧光纳米探针仍然是一个挑战。(Rampazzo，Ε. ； Bonacchi, S. ； Montalti, M.； Prodi, L. ； Zaccheroni, N. J. Am. Chem. Soc. 2007，129，14251 - 14256 ；Wu, W. C.； Chen, C. Y. ； Tian, Y. Q. ； Jang, S. H. ； Hong, Y. N. ； Liu, Y. ； Hu, R. R. ； Tang, B. Ζ. ； Lee, Y. Τ. ； Chen, C. Τ. ； Chen, W. C. ； Jen, Α. K. Y. Adv. Funct. Mater. 2010， 20， 1413-1423)。
此外，近年来发展起来的无机量子点荧光探针，虽然具有高亮度、高光稳定性、 大的斯托克斯位移的优势，但其自身潜在毒性的问题却一直难以避免(Hoshino，Α.； Fuji oka, K. ； Oku, Τ. ； Suga, Μ. ； Sasaki, Y. F. ； Ohta, Τ. ； Yasuhara, Μ. ； Suzuki, K. ； Yamamoto, K. Nano Lett. 2004， 4， 2163-2169)
发明内容
为克服现有技术中的不足，本发明的目的在于提供一种水相分散波长可调的染料纳米颗粒制备方法，该方法具备操作简单，使用范围广，所得荧光纳米颗粒的发光波长连续可调，从蓝光发光直至红光发光波段，聚集态荧光量子产率高，水相分散性好，稳定性高等特点。
为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现 一种水相分散波长可调的染料纳米颗粒制备方法，其包括以下步骤步骤1)通过溶剂交换法，将一种以上的疏水有机荧光染料分子混合后制备成掺杂纳米颗粒；具体方法为将所述一种以上的有机荧光染料分子按一定比例混溶于良溶剂中配成一有机荧光染料分子混合溶液，取适量体积的所述有机荧光染料分子混合溶液加入到适量的不良溶剂中，磁力搅拌3分钟后静置6小时，获得掺杂的荧光纳米颗粒；步骤2)取双亲性表面活性剂，配置成lmg/mL的双亲性表面活性剂水溶液；将200μ 体积的lmg/mL的双亲性表面活性剂水溶液加入到所述掺杂纳米颗粒的悬浮液中，超声分散53分钟，静置6小时，即可制备出水相分散波长可调的染料纳米颗粒。
优选的，将两种疏水有机荧光染料分子混合后制备成掺杂纳米颗粒。
进一步的，所述的两种疏水有机荧光染料分子的摩尔比为20:0. 05-20:4。
优选的，所述的两种疏水有机荧光染料分子的摩尔比为20:0. 25。
优选的，将三种疏水有机荧光染料分子混合后制备成掺杂纳米颗粒。
进一步的，所述三种疏水有机荧光染料分子的摩尔比为 20:0.25:0. 05-20:0. 25:2。
优选的，所述三种疏水有机荧光染料分子的摩尔比为20:0. 25:0. 5。
进一步的，所述的一种以上的疏水有机荧光染料分子能够互溶，且给体的发光光谱和掺杂物的吸收光谱的重叠好。
进一步的，所述良溶剂和不良溶剂能够互溶。
进一步的，所述良溶剂与不良溶剂体积比为1 :20-1 :35。
优选的，所述良溶剂与不良溶剂体积比为1 :20。
进一步的，所述良溶剂的体积为150μ -250μ ，反应温度为30°C。
优选的，所述良溶剂的体积为150μ 。
进一步的，超声功率为100%。
优选的，所述良溶剂为四氢呋喃、乙醇或甲醇；所述不良溶剂为水。
优选的，所述的一种以上的疏水有机荧光染料分子从2，5，8，11-四叔丁基茈、 香豆素、9，10- 二萘基)蒽、4-( 二氰基亚甲基)-2-甲基-6-(4- 二甲基氨基苯乙烯基)-4H-吡喃或4-(双氰基二氯)-2-叔丁基-6-(1，1，7，7-四甲基久洛尼定_4_乙烯基)-4-吡喃中选择。
优选的，所述双亲性表面活性剂为聚磷脂-聚乙二醇或聚马来酸酐18碳烯-聚乙
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果1、反应过程温和，无杂质，样品纯度高；2、操作简便易行；3、有机小分子原料可重复使用；4、掺杂后的荧光纳米颗粒发光波长连续可调，发射峰从470nm可以连续跳到600nm以上，聚集态荧光量子产率高.5、制备方法具有普适性，对于一系列的给体发光和受体吸收重叠较好的疏水有机荧光染料均适用。
由于本发明制备操作过程简单易行，可重复性好，反应过程温和，具有普适性，因此具有推广运用的价值。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段， 并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例详细说明如后。
具体实施方式
实施例1 一种水相分散波长可调的染料纳米颗粒的制备方法，其包括以下步骤 步骤1)通过溶剂交换法，将两种疏水有机荧光染料分子制备成掺杂纳米颗粒；具体方法为将所述两种有机荧光染料分子按照摩尔比为20:0. 05-20:4的比例混溶于良溶剂中配成混合荧光染料分子溶液，取适量体积的所述有机荧光染料分子混合溶液加入到适量的不良溶剂中，磁力搅拌3分钟后静置6小时，获得掺杂的荧光纳米颗粒；步骤2)取双亲性表面活性剂，配置成lmg/mL的双亲性表面活性剂水溶液；将200μ 体积的lmg/mL的双亲性表面活性剂水溶液加入到所述前驱纳米颗粒的悬浮液中，超声分散5 分钟，静置6小时，即可制备出水相分散的疏水性荧光纳米颗粒。
进一步的，所述两种疏水有机荧光染料分子必须共溶于同种有机溶剂中。
优选的，所述的两种疏水有机荧光染料分子的摩尔比为20:0. 25。
进一步的，所述良溶剂和不良溶剂能够互溶。
进一步的，所述良溶剂与不良溶剂体积比为1 :20-1 :35。
优选的，所述良溶剂与不良溶剂体积比为1 :20。
进一步的，所述良溶剂的体积为150μ -250μ ，反应温度为30°C。
优选的，所述良溶剂的体积为150μ 。
进一步的，超声功率为100%。
优选的，所述良溶剂为四氢呋喃、乙醇或甲醇；所述不良溶剂为水。
优选的，所述的一种以上的疏水有机荧光染料分子从所述的一种以上的疏水有机荧光染料分子从2，5，8，11-四叔丁基茈、香豆素、9，10- 二(2-萘基)蒽、4_( 二氰基亚甲基)-2-甲基-6-(4-二甲基氨基苯乙烯基)-4H-吡喃或4-(双氰基二氯)-2-叔丁基_6-(1，1，7，7-四甲基久洛尼定-4-乙烯基)-4-吡喃中选择。
优选的，所述双亲性表面活性剂为聚磷脂-聚乙二醇或聚马来酸酐18碳烯-聚乙
实施例2 本实施例中取三种疏水有机荧光染料分子制备成掺杂纳米颗粒，所述三种有机染料小分子的摩尔比为20:0. 25:0. 05-20:0. 25:2。其他步骤同实施例1。
优选的，所述三种疏水有机荧光染料分子的摩尔比为20:0. 25:0.5 实施例3 以下以疏水有机荧光染料分子2-叔丁基-9，10-二(2-萘基)蒽和香豆素体系为例对本发明作进一步的说明首先将两种有机染料小分子混合溶解于四氢呋喃溶剂中，摩尔比为20:0. 05，。
其次，以溶剂交换法获得分散均勻的2-叔丁基-9，10- 二(2-萘基)蒽-香豆素掺杂荧光纳米颗粒，平均动力学直径98nm。
最后，取200μ lmg/mL双亲性表面活性剂添加入60Mmol 2_叔丁基_9，10-二 (2-萘基)蒽-香豆素掺杂荧光纳米颗粒的溶液中，超声分散5分钟，静置6小时，制备出平均动力学粒径在IlOnm水相分散的舒适性荧光纳米颗粒，其在生理盐水中具有高度稳定性，48小时内动力学直径保持在IlOnm以内。未做修饰的纳米颗粒在生理盐水中迅速聚集沉淀。
本发明通过控制两种有机染料小分子的比例，来实现疏水性荧光染料颗粒的发光波长由蓝光逐渐红移到绿光区域，并且聚集态荧光量子产率从给体的0. 15提升到0. 45。该种制备方法简单易行，可在生物、医学、化学等领域取得广泛应用。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保范围之内。
权利要求
1.一种水相分散波长可调的染料纳米颗粒制备方法，其特征在于，包括以下步骤步骤1)通过溶剂交换法，将一种以上的疏水有机荧光染料分子混合后制备成掺杂纳米颗粒；具体方法为将所述一种以上的有机荧光染料分子按一定比例混溶于良溶剂中配成一有机荧光染料分子混合溶液，取适量体积的所述有机荧光染料分子混合溶液加入到适量的不良溶剂中，磁力搅拌3分钟后静置6小时，获得掺杂的荧光纳米颗粒；步骤2)取双亲性表面活性剂，配置成lmg/mL的双亲性表面活性剂水溶液；将200μ 体积的lmg/mL的双亲性表面活性剂水溶液加入到所述掺杂纳米颗粒的悬浮液中，超声分散5 分钟，静置6小时，即可制备出水相分散波长可调的染料纳米颗粒。
2.根据权利要求1所述的水相分散波长可调的染料纳米颗粒制备方法，其特征在于 步骤1中取两种疏水有机荧光染料分子混合后制备成掺杂纳米颗粒，所述两种疏水有机荧光染料分子的摩尔比为20:0. 05-20:4。
3.根据权利要求2所述的水相分散波长可调的染料纳米颗粒制备方法，其特征在于 所述两种疏水有机荧光染料分子的摩尔比为20:0. 25。
4.根据权利要求1所述的水相分散波长可调的染料纳米颗粒制备方法，其特征在于 步骤1中取三种疏水有机荧光染料分子混合后制备成掺杂纳米颗粒，所述三种疏水有机荧光染料分子的摩尔比为20:0. 25:0. 05-20:0. 25:2。
5.根据权利要求4所述的水相分散波长可调的染料纳米颗粒制备方法，其特征在于 所述三种疏水有机荧光染料分子的摩尔比为20:0. 25:0. 5。
6.根据权利要求2或4所述的水相分散波长可调的染料纳米颗粒制备方法，其特征在于所述的一种以上的疏水有机荧光染料分子从2，5，8，11-四叔丁基茈、香豆素、9，10- 二 (2-萘基)蒽、4-(二氰基亚甲基)-2-甲基-6-(4-二甲基氨基苯乙烯基)-4H-吡喃或4-(双氰基二氯)-2-叔丁基_6-(1，1，7，7-四甲基久洛尼定-4-乙烯基)-4-吡喃中选择。
7.根据权利要求1或2或3或4或5所述的水相分散波长可调的染料纳米颗粒制备方法，其特征在于所述良溶剂与不良溶剂体积比为1 :20-1 :35，所述良溶剂的体积为 150μ -250μ ，反应温度为30°C，超声功率为100%。
8.根据权利要求7所述的水相分散波长可调的染料纳米颗粒制备方法，其特征在于 所述良溶剂为四氢呋喃、乙醇或甲醇；所述不良溶剂为水。
9.根据权利要求1或2或3或4或所述的水相分散波长可调的染料纳米颗粒制备方法，其特征在于所述双亲性表面活性剂为聚磷脂-聚乙二醇或聚马来酸酐18碳烯-聚乙
全文摘要
本发明公开了一种水相分散波长可调的染料纳米颗粒的制备方法，其包括以下步骤1)通过溶剂交换法，将一种以上的疏水有机荧光染料分子混合后制备成掺杂纳米颗粒；2)取双亲性表面活性剂，配置成1mg/ml的双亲性表面活性剂水溶液；将200μl体积的1mg/ml的双亲性表面活性剂水溶液加入到所述掺杂纳米颗粒的悬浮液中，超声分散5分钟，静置6小时。本发明通过控制两种甚至三种有机染料小分子的比例，来实现水相分散疏水性掺杂荧光染料颗粒的发光波长从蓝光到绿光以及红光连续可调，且发光强度可控。该种方法简单易行，可在生物、医学、化学等领域取得广泛应用。
文档编号C09B67/22GK102516985SQ20111035398
公开日2012年6月27日 申请日期2011年11月10日 优先权日2011年11月10日
发明者俞佳, 刁晓军, 张晓宏, 张秀娟 申请人:苏州大学