[发明专利]一种光控双色荧光纳米粒子及其制备方法

说明书

一种光控双色荧光纳米粒子的其粒径在200nm左右，该纳米粒子于紫外光或者可见光下照射1分钟，其最大荧光发射波即可在630nm和530nm发生快速转换，具有响应性及可逆性良好的优点，而且能维持至少5周以上的时间，具有良好的稳定性。一种光控双色荧光纳米粒子的制备方法，先制备4‑氨基‑7‑硝基‑2,1,3‑苯并噁二唑和螺吡喃修饰环糊精，然后再通过4‑氨基‑7‑硝基‑2,1,3‑苯并噁二唑和螺吡喃修饰环糊精合成得到光控双色荧光纳米粒子。该光控双色荧光纳米粒子具有响应性好、可逆性好和较高的稳定性的优点。该制备方法的反应条件温和、易于控制且后处理简单。

技术领域

本发明涉及荧光纳米粒子制备领域，特别涉及一种光控双色荧光纳米粒子及其制备方法。

背景技术

光控双色荧光纳米粒子是一类在光的刺激下，荧光颜色可控的荧光探针，在生物成像过程中能够区分荧光信号，消除背景噪声，克服生物自发荧光干扰，实现高分辨荧光成像。

螺吡喃是一类可以对多种刺激(如光、pH、机械外力、电场及某些金属离子)响应的有机物。在紫外光的照射下，螺吡喃可发生开环反应，单体由没有荧光的闭环体(SP)转化为具有荧光的开环体(MC)，并且上述反应在紫外光和可见光的照射下可逆。

苯并噁二唑类衍生物(简称NBD)的荧光发射光谱和MC的紫外吸收光谱能够有效重叠，所以在理论上可以和MC发生FRET效应。

通过在纳米粒子中引入螺吡喃和NBD分子，当紫外光照射时，螺吡喃转化成部花菁(MC)，可吸收供体NBD发出的荧光，产生FRET效应，纳米粒子发出螺吡喃红色的荧光；当经过可见光的照射后，纳米粒子中的螺吡喃转化成SP结构，不能吸收供体NBD的荧光，纳米粒子发出NBD的黄色荧光，上述双色荧光纳米粒子可以有效克服生物成像过程中生物体自发荧光的干扰，消除背景噪声，实现高分辨率成像。

研究者们采用不同的策略，构筑了基于上述两种荧光分子的光开关双色或多色荧光纳米粒子。如Wu等人利用逐步原子转移自由基聚合反应(ATRP)，以1-(2-甲基丙烯酰氧乙基)3′,3′-二甲基-6-硝基螺[吲哚啉-2′,2-[2H-1]]-苯并吡喃(SPMA)和4-(2-丙烯酰氧乙氨基)-7-硝基-2,1,3-苯并噁二唑(简称NBDAE)，N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)为原料，构筑了硅球表面接枝的聚(NIPAM-NBDAE)-b-聚(NIPAM-SPMA)的聚合物刷，该纳米粒子显示了光控多色荧光行为(Chem.Mater.2009,21,3788-3798)。

Li等人利用逐步可逆加成-断裂链转移聚合反应(RAFT)技术，以SPMA、NBDAE和罗丹明衍生物为荧光分子，制备两亲性嵌段共聚物，进而通过自组装方法，得到了光控多色荧光纳米粒子(Angew.Chem.Int.Ed.2010,49,5120-5124)。

Chen等人以聚醚酰亚胺(简称PEI)、甲基丙烯酸甲酯(简称MMA)以及SPMA为原料，构筑了以亲水PEI为壳，疏水聚(MMA-SPMA)为核的壳-核型纳米粒子，并采用物理吸附的方法，将疏水性4-辛基氨基-7-硝基-2,1,3-苯并噁二唑(NBD-C8)吸附于纳米粒子壳上，制备了光控双色荧光纳米粒子(Chem.Eur.J.2008,14,4851-4860)。他们还采用微乳液聚合方法，以SPMA、MMA和NBD-C8为主要原料，制备了光开光荧光纳米粒子，其中NBD-C8被包裹于纳米粒子中(Small 2009,5,No.8,970-978)。进一步采用微乳液聚合反应的方法，他们还以MMA、SPMA、4-烯丙基氨基-7-硝基-2,1,3-苯并噁二唑(NBDAA)和4-乙氧基-9-烯丙基-1,8-奈酰亚胺(EANI)为原料，得到了光开关多色荧光纳米粒子(J.Phys.Chem.B 2012,116,4354-4362)。