[发明专利]一种生物荧光纳米颗粒和温度传感薄膜及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种生物荧光纳米颗粒和温度传感薄膜及其制备方法，核壳结构的生物荧光纳米颗粒和温度传感薄膜具有温度传感特性，属于生物温度传感器技术领域。

背景技术

温度检测在科学研究以及工业、医学等多种领域中都占有十分重要的地位。在检测温度的多种方法中，基于发光原理的温度检测方法备受关注，因为这种方法可以做到无创、精确，在强烈的电磁场中也不会受到干扰。基于发光原理的生物温度传感器具有一定的市场需求，如在肿瘤的局部热疗和光动力治疗中，获取目标细胞组织的温度信息对取得最佳的治疗效果具有重要意义。光纤温度传感器虽广泛研究并已商业化，但并不适用于生物体内温度的无感测量。

Eu³⁺配合物的发光大多具有大的斯托克斯位移，寿命长，且对温度高度敏感。迄今为止，Eu³⁺配合物已经被设计应用于温度传感，例如将其固定于聚合物基质中形成薄膜温度传感器。但是在生理范围(25-45℃)以及细胞体内进行检测时，目前的温度传感器受制于以下因素：(一)温度分辨率不够高，(二)缺乏生物相容性，(三)传感器的体积过大。因此，在细胞体内的温度测量方法和材料鲜有报道。

发明内容

本发明的第一个目的在于提供一种具有生物相容性的核壳结构的生物荧光纳米颗粒。本发明拟提供一种基于Eu³⁺配合物的核壳结构生物荧光纳米颗粒，Eu³⁺配合物作为荧光温度探针，镶嵌于具有生物相容性的硅基核壳结构纳米颗粒(粒径为20-30nm)之中。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

一种核壳结构的生物荧光纳米颗粒，其特征在于：它由具有生物兼容性的二氧化硅壳层和含温度探针的杂化核构成，所述杂化核由Eu-三(二萘甲酰甲烷)-二(三辛基氧化磷)随机分散在2-二(三甲氧基硅基)癸烷和聚甲基丙烯酸甲酯中组成，所述二氧化硅壳层由2-二(三甲氧基硅基)癸烷水解缩聚组成。

一种优选技术方案，其特征在于：所述核壳结构的生物荧光纳米颗粒由重量比为2∶48∶50的Eu-三(二萘甲酰甲烷)-二(三辛基氧化磷)、2-二(三甲氧基硅基)癸烷和聚甲基丙烯酸甲酯组成。

本发明的第二个目的在于提供一种具有生物相容性的核壳结构的生物荧光纳米颗粒的制备方法。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

一种核壳结构的生物荧光纳米颗粒的制备方法，包括如下步骤：

(1)DNM(二萘甲酰甲烷)的合成：将反应当量的2-萘甲酸乙酯和2′-萘乙酮溶入四氢呋喃中，然后在搅拌中将过量10％(重量)的氢化钠(NaH)缓慢加入，将所得混合物在60-70℃回流加热2-4小时，室温冷却，加入适量水，再用当量的HCl进行酸化，所得粗品用乙醚萃取，并用石油醚进行重结晶提纯，得到DNM；

(2)Eu-DT(Eu-三(二萘甲酰甲烷)-二(三辛基氧化磷))的合成：将所得DNM、TOPO(三辛基氧化磷)和氢氧化钠按照3∶2∶3的摩尔比溶解在乙醇中，并在搅拌中加热溶解，得混合液；将反应当量的三氯化铕溶解于乙醇，然后将其逐滴加入上述混合液中，得Eu-DT沉淀，持续搅拌2-4小时使沉淀充分，过滤得Eu-DT配合物，所得粗品经过体积比为4/1的乙醇/水混合物的重结晶，得到浅黄色固体；

(3)含有温度探针(Eu-DT)的新型核壳结构纳米颗粒的合成：将步骤(2)所得Eu-DT，PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)和BTD(2-二(三甲氧基硅基)癸烷)按照2∶48∶50的质量比溶解于丙酮中，并且使它们在溶液中的总浓度为0.1％，使用微量调节注射器，取该溶液200μL，在超声震荡条件下迅速(3-5秒钟内)注入到pH值为9的水中，用氨水调整pH值，由此产生的悬浮液静置1-3小时后，硅烷水解缩聚形成二氧化硅壳层，再用孔径为0.2μm的过滤膜进行过滤，随后将所得滤液在二次蒸馏水中透析24小时以除去有机溶剂，即得到核壳结构的生物荧光纳米颗粒的水溶液。

本发明的第三个目的在于提供一种具有生物兼容性的荧光温度传感薄膜。本发明拟提供一种基于上述核壳结构荧光纳米颗粒的温度传感薄膜，将纳米颗粒分散于某种生物性薄膜或涂料之中。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：