[发明专利]一种具有光热及荧光增强双功能的金纳米星@量子点复合型细胞探针及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及复合纳米探针技术领域，具体涉及一种具有光热及荧光增强双功能的金纳米星量子点复合型细胞探针及其制备方法和应用。

背景技术

光热材料是一种能吸收某种光，尤其是近红外光（因为它的波长范围赋予了它的独特光学安全性质，可透过人体皮肤和深组织，是病灶部位的天窗）。通过等离子体共振或者能量跃迁带产生的热、从而在局部导致高温，并最终杀死肿瘤细胞的纳米功能材料。光热转化功能材料由于能将近红外光转换成高热而倍受青睐，在生物应用上成为研究热点。各种金纳米构型（金纳米棒、金纳米球壳、金纳米笼等）光热探针使用最为广泛，这是因为相比于其它金属，金颗粒对肿瘤组织有着更好的生物相容性，更重要的是容易在近红外波段产生等离激元增强效应。另一方面，荧光量子点示踪在细胞显像、化学识别和细胞转移监测及传感等领域得到了广泛的应用，并成为成功实现上述功能的一种主要的技术手段。然而量子点探针在制备过程中荧光强度会受到周围介质的影响而降低，因此一种具有增强量子点荧光效应的探针的制备就迫在眉睫。

发明内容

为了实现高的光热转换效率，实现对量子点的荧光增强，本发明的目的是提供一种具有光热及荧光增强双功能的金纳米星量子点复合型细胞探针。

本发明的另一目的是提供一种制备具有光热及荧光增强双功能的金纳米星量子点复合型细胞探针的方法。

本发明的还一目的是提供所述复合型细胞探针在生物靶向中的应用。

为了实现本发明的目的，本发明提供了以下技术方案：

一种复合型细胞探针，其由内至外依次包括金纳米星、二氧化硅层、量子点和二氧化硅纳米壳层；其是采用化学逐层生长方法（Layer-By-Layer）制备的：首先利用籽晶生长方法制备金纳米星；接着利用水解的方式在金纳米星外包裹二氧化硅层，形成包裹有金纳米星的二氧化硅球；然后通过交联反应将量子点链接在二氧化硅球表面，形成内包裹有金纳米星、外链接有量子点的二氧化硅球复合材料；最后在复合材料表面再包裹一层二氧化硅纳米壳层，得所述复合型细胞探针。

优选的，所述复合型细胞探针还包括对二氧化硅纳米壳层表面进行交联剂的修饰。

进一步地，本发明提供了一种制备所述复合型细胞探针的方法，具体包括以下步骤：

（1）金纳米星的制备:

使用还原剂还原氯金酸的方式得到金籽晶溶液，通过控制加入氯金酸、还原剂的量以及还原剂的种类来控制得到不同尺寸的球形金籽晶；

向所得金籽晶溶液中加入氯金酸和生长抑制剂得金纳米星，通过改变加入的生长抑制剂量、氯金酸量及金籽晶量，来得到不同尖角数量和尺寸的金纳米星；

（2）金纳米星量子点复合材料的制备：

先将步骤（1）所得金纳米星溶解在乙醇和水的混合液中，随后向混合体系中加入氨水，然后将正硅酸四乙酯滴加到反应溶液中进行二氧化硅球壳对金纳米星的包覆，反应24小时后进行离心洗涤，形成包裹有金纳米星的二氧化硅球溶胶；

用修饰剂修饰所得二氧化硅球，然后将MPA稳定水溶性荧光量子点加入到修饰过的二氧化硅球溶胶中，使其反应24小时，然后离心并分散在乙醇中，得金纳米星量子点复合材料乙醇溶液；

（3）金纳米星量子点复合探针的制备

向步骤（2）中制备好的复合材料中加入氨水和正硅酸四乙酯，室温下搅拌反应24小时，反应结束后进行硅烷偶联剂的修饰，使其表面带有各种修饰基团，最终得所述复合型细胞探针。

优选的，步骤（1）中所述还原剂与氯金酸的体积比为（1-10）：（0.1-5）；其中，所述氯金酸浓度为1毫摩尔/升，还原剂质量分数为1%；所述还原剂为柠檬酸钠、硼氢化钠、抗坏血酸、或四羟甲基氯化磷。

优选的，步骤（1）中所述还原反应中加热的温度为25-100度；反应时间为5-400分钟。

优选的，步骤（1）中所述金籽晶溶液与氯金酸和生长抑制剂的体积比为（10-5000）：（5×10³-100×10³）：（20-4000）；其中，所述生长抑制剂优选为硝酸银，其浓度是2摩尔/升；所述氯金酸浓度为1毫摩尔/升。

优选的，步骤（2）中所述金纳米星与氨水和正硅酸四乙酯的体积比为4：（100-20000）：（1-40000）。

优选的，步骤（2）所述修饰剂为3-氨丙基三甲氧基硅氧烷（APTMS）或氨丙基三乙氧基硅烷；所述修饰剂用量可以适当多点，后来多余的通过洗涤就洗去了，一般在全部制备好的颗粒时加入200-3000微升。