[发明专利]掺杂近红外量子点/磁性壳聚糖多功能荧光标记试剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及新型多功能荧光标记纳米材料，更具体涉及一种掺杂近红外量子点/磁性壳聚糖多功能荧光标记试剂及其制备方法。

背景技术

近红外荧光标记试剂(近红外发射，600-1000nm)具有组织穿透深度大，能克服可见光荧光标记试剂进行深层组织成像时易受机体自身荧光背景干扰的缺陷，对深层组织和器官的检测具有更高的灵敏度和对比度等独特的优势，在生物成像领域有广泛的应用前景。目前报道的主要是以Cd为主体的近红外量子点，但是其核心成分(Cd²⁺离子)具有潜在的细胞毒性，已经被证实会引起细胞的毒性效应。近些年，低毒的过渡金属离子掺杂ZnS或ZnSe的近红外量子点的研究引起了人们的关注，Mn²⁺离子掺杂的ZnS量子点首先从基质材料的选择方面迎合了绿色环保的要求，除了它的低毒性，掺Mn量子点还具有与Cd量子点相同的近红外荧光发射性能，阻止了量子点的自吸收，具有更好的热稳定性、光化学稳定性和生物相容性，是近年来的研究热点，已有许多文献报道。

磁性多功能荧光标记试剂是一种双元成像探针，能同时用于荧光显微镜成像和磁共振成像，实现生物体内和体外的多模式成像检测，从而提供准确的诊断信息，对于生物物质检测和临床诊断有重要意义。已经报道的有磁性量子点、磁性有机染料、磁性稀土等磁性多功能荧光标记试剂，一般都是先分别制备磁性材料及量子点等纳米微粒，然后用SiO₂或其他高分子材料对其表面进行功能修饰，最后将两者结合，过程复杂。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种多功能的掺杂近红外量子点/磁性壳聚糖荧光标记试剂及其原位合成方法。

本发明提供的掺杂近红外量子点/磁性壳聚糖荧光标记试剂，其中磁性壳聚糖由壳聚糖与Fe₃O₄组成，Fe₃O₄中Fe³⁺与壳聚糖的质量比为1/3-2/1；

掺杂近红外量子点由ZnS和MnS组成，Mn²⁺与Zn²⁺的摩尔比为0.01/1-1/1，S^2-与Zn²⁺的摩尔比为1/1-2/1；

量子点中Zn²⁺与壳聚糖的质量比为1/3-3/1。

上述掺杂近红外量子点/磁性壳聚糖复合微粒的制备方法是：

1)将壳聚糖溶于1.0％(v/v)冰醋酸溶液配制成浓度为0.15-1.0％(w/v)的壳聚糖溶液；

2)在配好的壳聚糖溶液中添加二价铁盐和三价铁盐，Fe³⁺与Fe²⁺的质量比为2/1，壳聚糖与Fe³⁺的质量比为1/2-3/1，再加入28.0％(w/v)氨水溶液调节反应pH为12，于温度60℃下，反应2h，生成磁性壳聚糖；

3)于温度0-100℃，在步骤2得到的溶液中，添加Zn和Mn的醋酸盐溶液，使得溶液中Zn²⁺的浓度为0.01-0.5M，Mn²⁺与Zn²⁺的摩尔比为0.01/1-1/1，Zn²⁺与Fe³⁺的质量比为2/1-9/1，调节pH为6-8，混匀后再加入硫化钠溶液，S^2-与Zn²⁺的摩尔比为1/1-2/1，反应3h；

4)反应结束后，磁分离、水洗，制得多功能荧光标记试剂。

制好的掺杂近红外量子点/磁性壳聚糖多功能荧光标记试剂进行磁响应性观察及荧光测定，该荧光标记试剂表现出较好的磁响应性能和近红外荧光性能。

现有技术用SiO₂或其他高分子材料将磁性材料和量子点等结合，对其表面进行功能修饰，SiO₂等在体内的降解、代谢及毒性目前还有争议。且与叶酸等生物标识试剂的结合需通过在其上先偶联氨基偶联剂等进行，反应过程较复杂。壳聚糖是甲壳素脱乙酰化得到的，已被证明具有优良的生物亲和性、药理作用和体内可降解性能，对于细胞不产生毒副作用，降解产物无毒无害。其分子链上丰富的羟基和氨基使其易于与叶酸等生物标识试剂结合，易于进一步进行化学修饰而赋予多种功能。掺杂近红外量子点/磁性壳聚糖多功能荧光标记试剂通过壳聚糖直接将磁性材料与掺杂近红外量子点结合于一体，可以缩短其合成时间，过程简单。