[发明专利]一种基于吡啶二羧酸的稀土发光纳米粒子的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于吡啶二羧酸的稀土发光纳米粒子的制备方法，主要用于 生物分子的荧光检测和示踪，属于生物分子纳米标记物制备的技术领域。

背景技术

荧光检测、成像技术在生命科学、医学等众多领域有着广泛的应用，然而 传统的荧光分析使用的各种有机染料分子易受到各种非特异性荧光的干扰(激发 光、散射光及分析物背景荧光)，同时染料分子容易发生光漂白及淬灭效应导致 荧光强度降低。纳米标记物是近年来发展起来的一种新型标记物，由于纳米粒子 通过表面吸附或包埋等方式装载了若干个荧光分子，因此用纳米粒子标记后，荧 光发射强度将大大增强，有力的提升测定的灵敏度。

有关荧光纳米粒子的制备方法报道的有商业上(Bangs Laboratories，Dynal Inc，Molecular Probe etc)可获得的各种装载染料荧光分子的高分子微球，但 大部分高分子微球粒径在μm量级(＞100nm)，作为标记物尺寸常过大，疏水性 的表面在水溶液中容易相互聚集，装载的染料分子存在泄漏。国内报道过通过微 乳液中聚合反应制备纳米到微米级的聚苯乙烯、聚丙稀酰胺、聚丙烯酸等微球的 方法(中国专利公开号CN1278534A，2002年，赵艺强，高海峰，杨武利，府寿 宽，荧光标记的高分子微球及其制备方法)，在这些微球的表面吸附或共价键合 了多个FITC、Rhodamine 6G、Cy类荧光染料分子，由于是在微球表面携带荧光 分子，荧光分子本身易被光漂白和在水溶液中易受溶剂分子淬灭的不足，没有得 到克服。

文献报道了SiO₂包裹荧光分子制备纳米粒子的方法(Nynke A.M.Verhaegh and Alfons van Blaaderen，Langmuir，1994，10，1427-1438；Swadeshmukul Santra， Peng Zhang，Kemin Wang，Rovelyn Tapec and Weihong Tan，Anal Chem，2001，73， 4988-4993；Swadeshmukul Santra，Heesun Yang，Debamitra Dutta，Jessie T.Stanley， Paul H.Holloway，Weihong Tan，Brij M.Moudgilb and Robert A.Mericle，Chem Commun，2004，2810-2811)，中国专利公开号CN 1342515A，2002年，谭蔚泓， 王柯敏，肖丹，核壳型纳米颗粒，公开了包裹荧光物质的纳米粒子制备方法。以 上这些方法以荧光染料分子Rhodamine、FITC、Ru(bpy)₃等作为纳米粒子的发光 内核，通过在微乳液中聚合的方法形成SiO₂包裹的荧光纳米粒子。这种纳米粒子 标记物具有亲水性、表面容易修饰，且与荧光分子相比具有更好的光学稳定性和 亮度。但荧光分子固有的Stokes位移小、易受各种非特异性荧光干扰的不足仍没 有得到克服。

以稀土化合物作荧光标记物具有一些独特的优点，如发射波长与激发波长相 距远，Stokes位移可达150nm以上；荧光发射峰窄，常小于10nm；荧光寿命长， 可达毫秒级，比一般本底物质的荧光寿命高5～6个数量级，因此可通过荧光延 迟测量技术进行时间分辨荧光分析，有效地消除各种非特异性荧光的干扰获得高 的灵敏度和更清晰的荧光图像。用稀土化合物制备的纳米粒子则集合了稀土化合 物和纳米粒子两者的优点，包含了许多发光分子具有更高的荧光强度。包裹层避 免了环境因素(溶剂分子、氧气)对荧光的淬灭作用且更加容易修饰探针分子。

有关稀土纳米粒子的制备文献(Jun Feng，Guomin Shan，Angel Maquieira， Marja E.Koivunen，Bing Guo，Bruce D.Hammock and Ian M.Kennedy，Anal Chem， 2003，75，5282-5286)报道了一种包裹稀土氧化物的纳米粒子制备方法；中国专 利公开号CN 1378083A，2002年，孙宝全，衣光舜，陈德朴，赵淑英，周玉祥， 程京，用于生物材料标记的稀土纳米粒子、其制备方法及用途，公开了一种包裹 稀土混合物的粒子制备的方法。由于这些方法使用非溶液均相制备，所制备粒子 形状的均一性，大小的可控性，在水溶液中的分散性不够理想。