[发明专利]一种活体用柔性上转换绿光传感器及其制备方法

说明书

本发明公开一种活体用柔性上转换绿光传感器及其制备方法，包括如下步骤：1)掺杂稀土铒元素的绿光发射上转换微米棒的制备及表征；2)柔性上转换绿光传感器的制备：(1)在玻璃薄板上预先铺设一层聚酯薄膜，配置不同比例10:1～7:1的聚二甲基硅氧烷前体，并混入掺杂稀土铒元素的绿光发射上转换微米棒10mg/ml～100mg/ml，负压0.03MPa～0.05MPa抽真空30min～40min去气泡，在聚酯薄膜上均匀旋涂该混合物；(2)待液体成膜0.2mm～3mm后，80℃真空高温固化30min～60min；(3)待其冷却后压紧避免气泡产生。本发明制备的活体用柔性上转换绿光传感器，面积在25mm²～1cm²，在980nm近红外光激发下，可发射波长540nm的明亮绿光，可埋植于活体动物皮下组织，具有较高的绿光转换效率；具有较低的生物毒性。

技术领域

本发明属于生物技术和材料技术领域，具体涉及一种活体用柔性上转换绿光传感器及其制备方法。

背景技术

上转换发光材料是一种吸收长波长光而发射出短波长光的一种材料，因其激发光波长较长(980nm)，具有良好的组织穿透性，因此被广泛运用于活体的疾病治疗、信号通路调控等。上转换材料在活体的应用方式主要包括局部注射及尾静脉注射两种方式，但这两种方式均有局限性。首先，上转换材料成分为稀土金属，其应用于活体的安全性需被谨慎考虑。通常是通过复杂的表面修饰方法，如柠檬酸表面改性、聚乙二醇包裹表面等方法来降低其生物毒性，而对于上转换材料的过度改造，会影响其光子产率，极大程度地削弱其发光效率；其次，上转换在体内通过长时间的血循环或体液循环，逐渐被代谢，常用的方法是多次注射，这种方法对上转换的量的需求量高，且对活体产生较大的代谢负担。因此，研发一种制备方法简单、价格低廉且对活体完全无毒的上转换光传感方法，更方便应用于后续生化等研究。

发明内容

本发明为克服现有技术的不足，提出了一种具有发光效率高、生物安全性高优势的活体用柔性上转换绿光传感器及其制备方法。

本发明的技术方案是一种活体用柔性上转换绿光传感器的制备方法，包括如下步骤：

1)掺杂稀土铒元素的绿光发射上转换微米棒的制备及表征；

2)活体用柔性上转换绿光传感器的制备。

所述步骤1)中掺杂稀土铒元素的绿光发射上转换微米棒的制备的具体步骤：

(1)圆底烧瓶中依次加入1.25g氢氧化钠，8mL双蒸水，300rpm搅拌10min至溶液澄清透明，边搅拌边依次逐滴加入25mL无水乙醇和等体积油酸，300rpm室温下搅拌30min后，烧瓶内的溶液均一稳定；

(2)取硝酸钇六水合物(YCl₃·6H₂O)，硝酸镱六水合物(YbCl₃·6H₂O)，硝酸铒六水合物(ErCl₃·6H₂O)按照比例40:10:1-42:10:1混合均匀，室温下800rpm搅拌10min；

(3)加入2.5ml浓度2M的氟化铵溶液，800rpm搅拌30min，将反应体系转移至高温反应釜中，180℃反应12h；反应完毕，自然冷却至室温后，将得到的白色沉淀用等体积乙醇超声悬浮，5000rpm离心10min，重复5次；将混合物转移至浓度为2M的盐酸溶液中超声5min，再次用双蒸水清洗5次；得到的透明液体即为单一分散稳定的绿光发射上转换荧光微米棒。

所述步骤2)中柔性上转换绿光传感器的制备的具体步骤：

(1)在玻璃薄板上预先铺设一层聚酯薄膜，配置不同比例10:1～7:1的聚二甲基硅氧烷前体，并混入掺杂稀土铒元素的绿光发射上转换微米棒10mg/ml～100mg/ml，负压0.03MPa～0.05MPa抽真空30min～40min去气泡，在聚酯薄膜上均匀旋涂该混合物；