[发明专利]一种近红外光开关荧光聚合物纳米粒子制备及其应用

说明书

本发明公开了一种近红外光开关荧光聚合物纳米粒子制备及其应用，利用荧光共振能量转移原理(FRET)，以甲基丙烯酸甲酯(MMA)为可聚合单体，可聚合型近红外荧光染料(TEGTPPDI‑Aly)为能量供体、可聚合型光致变色化合物(STPMA)能量受体、正十六烷(HD)为疏水物质，十六烷基三甲基氯化铵(CTAC)为表面活性剂，采用一步简单的细乳液聚合法制备了一种近红外光开关荧光聚合物纳米粒子。本发明得到的光开关荧光聚合物纳米粒子具有近红外光开关能力，低细胞毒性，优良的水分散性，且投入成本较低，合成路线简单等优点，适于放大合成和实际生产应用，在超分辨成像、生命科学等技术领域有着巨大的应用前景。

技术领域

本发明属于化学材料制备及分析检测领域，基于近红外的可逆光开关荧光聚合物纳米粒子制备及其应用，具体地说，涉及一种近红外光开关荧光聚合物纳米粒子制备及其应用。

背景技术

在近20年内，具有响应性的功能高分子材料受到了越来越多的关注，具有响应性的功能高分子材料一般指受到外界刺激如pH值、温度、外力、磁场、光照的改变或者综合作用从而导致材料的物理性质或者化学结构发生可逆或者不可逆的变化。其应用涉及药物释放到组织修复、也包括生物传感器、化学传感器等领域。近期的研究工作着力于具有快速响应能力的新型功能高分子材料的设计与合成，例如靶位药物释放和光学成像等领域。

在过去的十年里，在各种光开关荧光材料的设计与合成中，具有光致变色以及可逆荧光开关性能的材料被认为是一类可应用于高密度光学储、复杂生物体系成像的新材料。这种光开关荧光材料一般是通过将一种给体荧光染料和对应能级匹配的受体光致变色化合物(如恶嗪类化合物、螺吡喃类化合物和偶氮苯类化合物等)通过共价键连接、物理吸附等方式结合到聚合物纳米粒子中，从而实现在不同光激发下对粒子的荧光性能进行可逆调控。与传统的光开关荧光有机分子二色体或三色体相比，光开关荧光聚合物纳米粒子具有以下多个优点：(1)更好的水分散性和生物相容性；(2)更高的荧光亮度和光稳定性；(3)可应用于复杂体系中，通过频率调制的信号可以将噪声分离。这些优点使得光开关荧光聚合物纳米粒子在生物医学等各个领域具有非常重要的应用价值。

但是，目前的光开关荧光中，如恶嗪类化合物、螺吡喃类化合物和偶氮苯类化合物都是集中于可见光区(400-600nm)的光开关荧光。这使得这些光开关荧光材料在生物体内的应用很容易受到生物体背景荧光的干扰。并且可见光在生物体内的成像深度远小于近红外光的成像深度。因此，近红外光开关荧光聚合物纳米粒子能够更好的应用于生物成像，避免生物背景荧光的干扰，尤其是在超分辨成像技术中具有无可比拟的优势。

因此，发明一种简单、低成本、优良的水溶性、生物毒性低、且具有近红外光开关能力的新型光开关荧光聚合物纳米粒子具有相当重要的现实意义和应用前景。

有鉴于此特提出本发明。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种近红外光开关荧光聚合物纳米粒子制备及其应用，光开关荧光聚合物纳米粒子根据现有技术制备(CN104151480B)。进一步应用研究表明，该光开关荧光聚合物纳米粒子在紫外光和红色光交替照射下具有多次可逆荧光开关性能。

为解决上述技术问题，本发明采用技术方案的基本构思是：

一种近红外光开关荧光聚合物纳米粒子的制备，包括以下步骤：

(1)将甲基丙烯酸甲酯、可聚合型近红外荧光染料、可聚合型近红外光致变色化合物、正十六烷、偶氮二异丁腈按质量比为1：0.0008：0.033：0.125：0.041混合成溶液；

(2)将十六烷基三甲基氯化铵(CTAC)试剂配成浓度为0.005～0.015g/mL的水溶液；

(3)将步骤(1)和步骤(2)中配制的溶液混合搅拌10～15分钟，形成预乳液；