[发明专利]多色稀土纳米粒子及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于荧光编码的稀土发光纳米粒子及其制备方法，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，传统的 荧光分析使用各种有机染料分子作为标记物，然而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，由于纳米粒子通过化学共价连接、表面吸附或包埋等方式装载了若干个荧 光分子，因此使用纳米粒子标记物荧光发射强度将大大增强，常具有更好的光学 稳定性，有力的提升测定的灵敏度。

随着生命科学、医学的发展，多组分、高通量的分析要求日益增长，进行多 组分的同时发光检测需要发射光谱(颜色)不同的标记物，标记物的特征发射波 长(颜色)差异愈大，检测分辨愈容易。目前用于高通量，多组分检测的光学编 码的微、纳米粒子主要有高聚物荧光微球、量子点(M.Han，X.Gao，J.Z.Su，S. Nie，Nat.Biotechnol.，2001，19，631)、染料掺杂的SiO₂纳米粒子(L.Wang，W Tan，Nano Letters，2006，6，84)、金属纳米粒子(S.I.Stoeva，J.Lee，C.S. Thaxton and C.A.Mirkin，Angew.Chem.Int.Ed.，2006，45，3303)等。荧 光编码的纳米粒子的制备方法主要采用各种匹配的染料荧光分子混合装载于各种 纳米粒子中，有关报道的有中国专利公开号CN1779461，2006年，王海桥，黄振立， 曹元成，赵元弟，一种多色量子点微球编码方法，公开了一种在装载液中混合不同 摩尔比率的量子点，利用聚苯乙烯微球物理吸附量子点制备编码微球的方法。中 国专利公开号CN101321686，2006年，谭尉泓，王琳，杨朝勇，用于多路信号传 递和光编码的多组分纳米颗粒，公开了一种将不同的发光分子按比例混合装载于 SiO₂纳米粒子中的方法。中国专利公开号CN101333436，2008年，王柯敏，何晓 晓，秦迪岚，谭蔚泓，多色光学编码硅壳纳米棒及其制备方法，公开了一种用多 聚赖氨酸连接两种染料分子构成荧光能量转移对，由SiO₂包裹染料分子形成纳米 棒，通过改变染料分子的配比进行荧光编码的方法。中国专利公开号CN101338189， 2008年，杨清彪，宋岩，李耀先，王永强，战乃乾，多重荧光编码微球的高压 电纺制备方法，公开了一种用不同数量和荧光特性的荧光材料分散于高分子溶液 中通过高压电纺制备荧光编码的高分子微球方法。

上述这些方法有各自的特点，也存在诸多不足。量子点本身有许多优点，但 其水溶性差，表面修饰化学较困难，对细胞的毒性及发光“闪烁”(blinking)问 题仍处于研究之中(K.Cottingham，Anal.Chem.，2005，77，354A；C.M.Niemeyer， Angew.Chem.Int.Ed.，2001，40，4128)；高聚物微球存在过大的尺寸(常μm 量级)，疏水的表面在水溶液中易聚集、非特异吸附强，有机溶剂中膨胀产生染料 泄漏的问题(M.Seydack，Biosens.Bioelectron.，2005，20，2454)；SiO₂荧光 纳米粒子虽有可控的尺寸(5-200nm)，表面易于修饰，良好的生物相容性等优点， 但染料荧光的Stokes位移很小，荧光发射易受到激发光的干扰，各种荧光谱容易 重叠。

发光纳米粒子标记物的关键是合成制备具有高发光强度、良好稳定性的发光 分子/内核，发光分子/内核的光学特性和化学性质决定了纳米粒子标记物的主要 品质。