叶酸修饰的水溶性稀土上转换发光纳米晶的合成方法
【专利摘要】本发明涉及一种叶酸修饰的水溶性稀土上转换发光纳米晶的合成方法。首先，将叶酸活化；然后将其加入到半胱氨酸改性的稀土上转换纳米晶水分散液中，并在常温常压避光条件下反应一定的时间，形成叶酸修饰的纳米晶；最后，将其分离纯化，即得到叶酸修饰的水溶性稀土上转换发光纳米晶。本发明叶酸修饰的水溶性荧光纳米材料不仅尺寸均一、结构稳定，并且具有上转换荧光较强、生物相容性好等优点，且可用于不同稀土离子掺杂的纳米晶的表面改性，产物能应用于海拉细胞的上转换荧光成像，效果明显，靶向性好，因此该材料在细胞的靶向成像上具有潜在的生物应用价值。
【专利说明】叶酸修饰的水溶性稀土上转换发光纳米晶的合成方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种水溶性稀土上转换发光纳米晶的合成方法，特别是一种叶酸修饰的水溶性稀土上转换发光纳米晶的合成方法。
【背景技术】
[0002]光学成像以其非侵袭性、实时、分辨率高等优势广泛应用于肿瘤研究领域，可对肿瘤进行早期诊断，反映肿瘤解剖学结构及代谢情况。荧光成像是目前光学分子成像领域研究的热点之一，它可以直接检测生物体内发生的生理过程和病理状态。稀土掺杂的上转换发光纳米材料是近些年来新兴的一种荧光材料，它是利用近红外光激发而发出可见光或近红外光，这一特性克服了传统荧光材料光穿透能力差以及信噪比差的不足，使其能很好地应用于生物学检测，并且稀土掺杂的上转换纳米材料合成工艺简单，形貌大小可控。
[0003]靶向药物是随着当代分子生物学、细胞生物学的发展产生的高科技药物，是目前最先进的用于治疗癌症的药物，它通过与癌症发生、肿瘤生长所必需的特定分子靶点的作用来阻止癌细胞的生长。而靶向药物是针对肿瘤基因开发的，它能够识别肿瘤细胞上由肿瘤细胞特有的基因所决定的特征性位点，通过与之结合(或类似的其他机制)，阻断肿瘤细胞内控制细胞生长、增殖的信号传导通路，从而杀灭肿瘤细胞、阻止其增殖。由于这样的特点，靶向药物不仅效果好，而且副作用要比常规的化疗方法小得多。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提出一种叶酸修饰的水溶性稀土上转换发光纳米晶的合成方法，所制备的发光纳米晶对海拉细胞具有良好靶向成像效果。
[0005]为实现上述目的，本发明所提供的技术方案是:
一种叶酸修饰的水溶性稀土上转换发光纳米晶的合成方法，其特征在于该方法的具体步骤为:
a.将叶酸、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐(EDC)和N-丁二酸，S-乙酰基巯基乙二醇酯(NHS)按2:1.5~2.5:0.5~1的质量比溶于去离子水中，并控制叶酸的浓度为0.3^0.6 mg/mL ;混合均匀后，在避光条件下反应2飞小时，制得第一分散液；
b.将半胱氨酸改性的稀土上转换发光纳米晶加入去离子水中，超声分散，形成浓度为
2.5~6mg/mL的第二分散液；
c.将第一、第二分散液按2.5^3.5:1的体积比混合，在避光条件下反应12小时，离心分离，制得叶酸修饰的水溶性稀土上转换发光纳米晶。
[0006] 本发明方法具体是一种叶酸修饰的水溶性稀土上转换发光纳米晶的合成方法。首先，将叶酸活化；然后将其加入到半胱氨酸改性的稀土上转换纳米晶水分散液中，并在常温常压避光条件下反应一定的时间，形成叶酸修饰的纳米晶；最后，将其分离纯化，即得到叶酸修饰的水溶性稀土上转换发光纳米晶。本发明方法具有工艺简单，操作方便，结构易控的优势。修饰的纳米荧光材料不仅尺寸均一、结构稳定，并且具有上转换荧光较强、生物相容性好等优点，并且可用于不同稀土离子掺杂纳米晶的表面改性，产物能应用于海拉细胞的靶向上转换荧光成像。
【专利附图】
【附图说明】
[0007] 图1是本发明实施例1所得样品的TEM照片；
图2是本发明实施例3所得样品在980 nm激光光源激发下的荧光光谱图；
图3是本发明应用例所得样品的细胞成像图片。
【具体实施方式】
[0008]下面结合附图和实施例，对本发明进行详细说明:
实施例1:
水溶性稀土上转换发光纳米晶的制备方法参考文献[I]。
[0009]本实施例提供一种叶酸修饰的水溶性稀土上转换发光纳米晶的合成方法，其特征在于该方法包括以下工艺步骤:
a.将叶酸活化，形成第一分散液；
将叶酸、1-乙基-(3- 二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐(EDC)和N- 丁二酸，S-乙酰基巯基乙二醇酯(NHS)按2:1.5^2.5:0.5^1的质量比溶于去离子水中，并控制叶酸的浓度为0.3^0.6 mg/mL ;混合均匀后,在避光条件下反应2、小时，制得第一分散液；
b.将半胱氨酸改性的稀土上转换发光纳米晶NaYF4:Yb，Er-Cys加入去离子水中，超声分散，形成浓度为2.5~6mg/mL的第二分散液；
c.将第一、第二分散液按2.5~3.5:1的体积比混合，在避光条件下反应12小时，生成叶酸修饰的纳米产物；
d.将纳米产物离心分离，制得对海拉细胞靶向的叶酸修饰的水溶性稀土上转换发光纳米晶 NaYF4:Yb, Er-FA ；
实施例2:
本实施例提供一种叶酸修饰的水溶性稀土上转换发光纳米晶的合成方法，其包括以下步骤:
a.将叶酸活化，形成第一分散液；
a.将叶酸活化，形成第一分散液；
将叶酸、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐(EDC)和N-丁二酸，S-乙酰基巯基乙二醇酯(NHS)按2:1.5~2.5:0.5~1的质量比溶于去离子水中，并控制叶酸的浓度为0.3、.6 mg/mL ;混合均匀后,在避光条件下反应2、小时,制得第一分散液；
b.将半胱氨酸改性的稀土上转换发光纳米晶NaYF4:Yb，Tm-Cys加入去离子水中，超声分散，形成浓度为2.5~6mg/mL的第二分散液；
c.将第一、第二分散液按2.5~3.5:1的体积比混合，在避光条件下反应12小时，生成叶酸修饰的纳米产物；
d.将纳米产物离心分离，制得对海拉细胞靶向的叶酸修饰的水溶性稀土上转换发光纳米晶 NaYF4: Yb，Tm-FA ；
实施例3:本实施例提供一种叶酸修饰的水溶性稀土上转换发光纳米晶的合成方法，其包括以下步骤:
a.将叶酸活化，形成第一分散液；
将叶酸、1-乙基-(3- 二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐(EDC)和N- 丁二酸，S-乙酰基巯基乙二醇酯(NHS)按2:1.5~2.5:0.5^1的质量比溶于去离子水中，并控制叶酸的浓度为0.3^0.6 mg/mL ;混合均匀后,在避光条件下反应2、小时，制得第一分散液；
b.将半胱氨酸改性的稀土上转换发光纳米晶NaYF4:Yb，Er, Tm-Cys加入去离子水中，超声分散，形成浓度为2.5~6mg/mL的第二分散液；
c.将第一、第二分散液按2.5^3.5:1的体积比混合，在避光条件下反应12小时，生成叶酸修饰的纳米产物；
d.将纳米产物离心分离，制得对海拉细胞靶向的叶酸修饰的水溶性稀土上转换发光纳米晶 NaYF4:Yb, Er, Tm-FA ；
应用实例:
本实施例提供叶酸修饰的水溶性稀土上转换发光纳米晶应用于海拉细胞成像实验，其包括以下步骤: A.用于细胞成像；
Al.预备10 mg叶酸修饰的水溶性稀土上转换发光纳米晶，5 mL生理盐水，细胞培养液，生长有海拉细胞的载玻片I块、MCF-7细胞的载玻片I块；
A2.将预备的叶酸修饰的水溶性稀土上转换发光纳米晶、生理盐水和细胞培养液水混合，超声10分钟分散，形成第三分散液；
A3.取第三分散液ImL加入装有载玻片的培养皿中，随后置于恒温恒湿机箱中培养3小时，在激光共聚焦显微镜下观察。
[0010]通过图1至图3可以看出，
图1是本发明实施例1所得样品叶酸修饰的水溶性稀土上转换发光纳米晶NaYF4:Yb，Er-FA的TEM照片，从图中可以看出纳米粒子粒径分布均匀，与原料NaYF4:Yb, Er-Cys相比大小未发生改变，并且改性后的纳米粒子平均粒径约为30 nm,因为小尺寸纳米粒子更容易被细胞内吞，这对于其用作生物探针在生物体内循环具有重要意义。
[0011]图2是本发明实施例3所得样品叶酸修饰的水溶性稀土上转换发光纳米晶NaYF4:Yb, Er, Tm-FA在980 nm激光光源激发下的荧光光谱图，从图中可以观察到位于521nm, 542 nm，654 nm 处的发射峰，分别对应于 Er3+的 2H11/2 — 4I15/2，4S3/2 — 4I15/2，4F9/2 —4115/2能级的跃迁；而475 nm，802 nm处的发射峰，分别对应于Tm3+的1G4 — 3H673H4 - 3H6能级的跃迁，表明叶酸修饰后的上转换纳米材料仍然保持良好的荧光性能。
[0012]图3是本发明应用实例所得叶酸修饰的水溶性稀土上转换发光纳米晶NaYF4:Yb, Er, Tm-FA的细胞成像照片，其中a是Hela细胞成像照片，b是MCF-7细胞照片，通过a、b图片对比可知，叶酸修饰的水溶性稀土上转换发光纳米晶对Hela细胞的靶向效果较好，并且荧光强度较强，信噪比大，说明该纳米材料是优异的对Hela细胞靶向成像的纳米材料。
[0013]按照本发明所提供的叶酸修饰的水溶性稀土上转换发光纳米晶的合成方法，得到的产物不仅尺寸均一、结构稳定，并且具有上转换荧光较强等优点，特别是产物可应用于海拉细胞的靶向上转换荧光成像，并且效果明显。
[0014]本发明方法具有工艺简单、操作方便的优势，具体是一种叶酸修饰的水溶性稀土上转换发光纳米晶的合成及应用。首先，将叶酸活化；然后将其加入到半胱氨酸改性的稀土上转换纳米晶水分散液中，并在常温常压避光条件下反应一定的时间，形成叶酸修饰的纳米晶；最后，将其分离纯化，即得到叶酸修饰的稀土上转换发光纳米晶。本发明所得纳米荧光材料不仅尺寸均一、结构稳定，并且具有上转换荧光较强、生物相容性好等优点，并且可用于不同稀土离子掺杂的纳米晶的叶酸表面改性，产物能应用于海拉细胞的靶向上转换荧光成像。
[0015]参考文献:
35 (2014) 387-392 。
【权利要求】
1.一种叶酸修饰的水溶性稀土上转换发光纳米晶的合成方法，其特征在于该方法的具体步骤为: a.将叶酸、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐(EDC)和N-丁二酸，S-乙酰基巯基乙二醇酯(NHS)按2:1.5~2.5:0.5~1的质量比溶于去离子水中，并控制叶酸的浓度为0.3、.6 mg/mL;混合均匀后，在避光条件下反应2飞小时，制得第一分散液； b.将半胱氨酸改性的稀土上转换发光纳米晶加入去离子水中，超声分散，形成浓度为.2.5~6mg/mL的第二分散液； c.将第一、第二分散液按2.5^3.5:1的体积比混合，在避光条件下反应12小时，离心分离，制得叶酸修饰的水溶性稀土上转换发光纳米晶。
【文档编号】C09K11/85GK103965905SQ201410169902
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2014年4月25日 优先权日:2014年4月25日
【发明者】孙丽宁, 施利毅, 韦族武, 刘金亮, 葛笑千 申请人:上海大学