[发明专利]稀土纳米粒子

说明书

对相关申请的交叉引用

本申请要求2006年8月14日提交的美国临时申请No. 60/837,807的优先权。

关于联邦赞助研究的声明

依据National Institutes of Health授予的授权号CA78383和 HL70567用政府资助作出本发明。政府在本发明中具有某些权利。

背景

1.技术领域

本文涉及与纳米粒子(例如稀土纳米棒)有关的方法和材料。例 如，本文涉及与钕、钐、铕、钆和铽纳米粒子有关的材料和方法。

2.背景信息

纳米技术正快速扩展到生物医学研究中。纳米生物技术在生物成 像(bioimaging)、医学诊断和疾病治疗中开启新的途径。使用无机 荧光纳米粒子探针的生物成像法最近在生物学和医学领域中引起广 泛关注。

发明概述

本文提供了与稀土粒子如稀土纳米棒(例如，无机镧系元素氢氧 化物纳米棒)有关的方法和材料。例如，本文提供了氢氧化钕 [Nd^III(OH)₃]、氢氧化钐[Sm^III(OH)₃]、氢氧化铕[Eu^III(OH)₃]、氢氧化钆 [Gd^III(OH)₃]和氢氧化铽[Tb^III(OH)₃]纳米棒。可以采用简单、快速、清 洁、有效、经济、无毒且生态友好的微波技术制备这些纳米棒。本文 中提供的氢氧化铕纳米棒可以是荧光的，可以进入细胞，并且一旦进 入细胞可以保留它们的荧光性质。此外，本文中提供的氢氧化铕纳米 棒可用于以成像、治疗和/或诊断为目的直观显现附着在纳米棒上的 药物或生物分子内化到细胞中的情况。本文中提供的氢氧化铕纳米棒 可以是无毒的、荧光的、无机的氢氧化铕(III)纳米棒，并可以在 体内用作促血管生成药。

通过由预存脉管系统生长新的血管，血管生成过程在胚胎发生、 伤口愈合和肿瘤发生中发挥作用。本文中提供的氢氧化铕纳米棒可用 于促进组织如缺血性组织中的血管生成。在一些情况下，氢氧化铕无 机荧光纳米棒可代替血管内皮生长因子(VEGF)和基础成纤维细胞生 长因子(BFGF)或与血管内皮生长因子(VEGF)和基础成纤维细胞生 长因子(BFGF)结合用作促血管生成药。本文中提供的氢氧化铕纳米 棒可以是通过细胞增殖化验、细胞周期化验和/或CAM化验观察到的 无毒纳米棒，并可以诱导内皮细胞增殖。本文中提供的氢氧化铕纳米 棒可用于治疗人体内的心脏或肢体缺血性组织。类似Eu^III(OH)₃纳米 棒，如通过细胞增殖化验观察到，Nd^III(OH)₃、Sm^III(OH)₃和Tb^III(OH)₃纳米棒是无毒的。

与有机染料(荧光素、Texas Red^TM、丽丝胺若丹明B、四甲基若 丹明等)和荧光蛋白质(绿色荧光蛋白质，GFP)相比，本文中提供 的无机荧光氢氧化铕纳米棒可以具有几种独特的光学和电子性质，如 从可见光到红外波长的大小与组成可调的发射、大的斯托克斯频移、 对称发射光谱、多种荧光色的同时激发、极高亮度和耐光性。

通常，本文的一方面展现了制造氢氧化铕纳米棒的方法。该方法 包括，或基本由下列步骤构成：微波加热Ln^III(NO₃)₃(其中Ln＝Nd、 Sm、Eu、Gd或Tb)和氢氧化铵水溶液的混合物。该镧系元素氢氧化 物[Ln^III(OH)₃]纳米棒可以为10至500纳米长。该镧系元素氢氧化物 纳米棒的直径可以为1至100纳米。

另一方面，本文展现了长度为100至500纳米且直径为1至100 纳米的镧系元素氢氧化物纳米棒，其中该纳米棒促进血管生成。

另一方面，本文展现了促进血管生成的方法，其中该方法包括或 基本由下列步骤构成：使细胞与氢氧化铕纳米棒接触。该氢氧化铕纳 米棒可以为10至500纳米长。该氢氧化铕纳米棒的直径可以为1至 100纳米。