[发明专利]一种生物荧光纳米温度计的制备方法有效
申请号: | 201110426143.5 | 申请日: | 2011-12-19 |
公开(公告)号: | CN102516696A | 公开(公告)日: | 2012-06-27 |
发明(设计)人: | 王著元;崔一平;邵平;宗慎飞 | 申请(专利权)人: | 东南大学 |
主分类号: | C08L33/26 | 分类号: | C08L33/26;C09K11/06;C09K11/02;C08F220/56;C08F222/38;C08K3/08;C08J3/03;G01K11/32;A61K47/32 |
代理公司: | 南京苏高专利商标事务所(普通合伙) 32204 | 代理人: | 柏尚春 |
地址: | 210096*** | 国省代码: | 江苏;32 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 生物 荧光 纳米 温度计 制备 方法 | ||
技术领域
本发明涉及纳米材料领域和生物温度传感器技术领域,具体涉及一种基于具有温度敏感荧光特性的纳米微球的生物荧光纳米温度计的制备方法。
背景技术
聚N-异丙基丙烯酰胺(poly N-isopropylacrylamide,pNIPAM )是一种具有温度响应性的聚合物,在低温下溶胀,在高温下收缩。pNIPAM的这种特殊的温敏性质使它在药物输运、温敏开关以及药物的可控释放领域都得到了广泛的研究报道。另一方面,近年来,金属纳米粒子凭借其优异的光、电、磁学性质也得到了迅速的发展,在光催化、光传感、医学诊疗等领域发挥着越来越重要的作用。因此,将pNIPAM与金属纳米粒子进行复合,制备出的杂化纳米材料既保留了微球的温敏特性,又结合了金属纳米粒子优异的光学和电学特性,可实现多功能的集成,对于制备具有多重响应性的智能材料具有重要意义。目前,谢林小组(Polymer Chemistry.,2009,47,4919-4926)已制备出温敏微球/银纳米球的杂化纳米粒子,首先通过微乳液聚合法合成温敏聚合物微球,然后将银离子利用静电吸附作用吸附在温敏微球表面,最后用强还原剂硼氢化钠将银离子还原成银纳米球。殷鹏刚小组(Macromolecular Rapid Communications.,2011,32,1000-1006)将上述制备的杂化纳米粒子应用于表面增强拉曼散射(Surface enhanced Raman scattering, SERS)技术,通过温度的高(或低),调控SERS信号的强(或弱)。
荧光在生化和医药领域有着广泛的应用,当荧光活性分子吸附到金属纳米粒子表面时,会引起荧光淬灭效应。引起荧光淬灭的因素,除局域场和分子到金属表面能量转移这两个方面外,还与金属纳米粒子表面与被吸附荧光活性分子之间的距离密切相关,荧光强度会随着他们之间距离大小的变化而变化。
温度传感器在科学技术的发展中一直发挥着极其重要的作用,占据着目前传感器市场上75%~80%的份额。在对各种生物现象的研究中,温度同样是一个重要指标。由于不同的生物化学反应都有可能导致温度的变化,因此温度探测对于生理活动的监测具有十分重要的意义。比如,在细胞内部不断进行着各种各样的生化反应,这些反应都会产生热量。细胞内部温度的变化可能会改变DNA的工作方式或蛋白质分子的运行机制。如果温度上升到足够高时,一些蛋白质可能会发生改变并停止生产。因此,要想了解更多细胞内部的奇妙世界,就必须弄清楚细胞的温度及其变化规律。尽管传统的诸如水银温度计、双金属温度计、热电偶、光纤温度传感器等已成功地用于各种工业领域中,但它们往往无法实现对小于10微米以下的场所,特别是细胞等生物环境的原位探测。因而,将荧光活性分子与金属纳米粒子通过温敏聚合物微球相结合,制备出一种具有生物毒性低,生物兼容性好的生物荧光纳米温度计,为10微米以下生物环境的温度实现原位探测提供了一种有效的方法。
发明内容
技术问题:本发明提供了一种制备具有荧光特性和温敏性双重特性的纳米杂化微球的生物荧光纳米温度计的制备方法。该方法首先合成聚合单体R6G/PNIPAM核壳结构的聚合物微球,进而在其表面原位生长一层银纳米球,获得具有荧光特性和温敏性双重特性的纳米杂化微球,该纳米杂化微球的荧光强度随着环境温度的升高(或降低)而实现线性可逆减弱(或增强)的变化,并在4℃~70℃(最佳为8℃~60℃)范围内具有很好的稳定性,对于温敏材料在生物传感、药物可控释放等方面的应用具有重要的价值。
技术方案:本发明的生物荧光纳米温度计的制备方法具体为:
1.)用N-异丙基丙烯酰胺(N-isopropylacrylamide ,NIPAM)作为单体,亚甲基双丙烯酰胺(N,N-methylene-bis-acrylamide,BIS)作为交联剂,过硫酸钾(Potassium persulfate,KPS)作为引发剂,以及罗丹明6G (Rhodamine 6G,R6G)作为荧光活性分子,四者的摩尔比为700:50:15:1~3000:150:40:1,先将NIPAM和BIS的混合水溶液加入三口烧瓶,然后加入R6G混合均匀,最后在无氧环境中加入KPS水溶液,在60~80℃水浴条件下反应2~8小时,制备出荧光温敏聚合物微球;
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