[发明专利]一种荧光纳米探针及其制备方法

说明书

本发明公开了一种荧光纳米探针及其制备方法，该荧光纳米探针由多糖配体、光敏剂和荧光纳米材料构成，将荧光纳米材料与多糖配体的水溶液混合后加入硼氢化钠溶液振荡反应，超滤离心除去未反应上的多糖配体，加入光敏剂溶液振荡反应，超滤离心除去未反应上的光敏剂分子，制得最终的荧光纳米探针。本发明方法制备得到的荧光纳米探针具有高灵敏性，可以检测出体内10⁵CFU数量的细菌，还可通过其上负载的光敏剂分子实现光动力细菌感染治疗；此外，该荧光纳米探针不仅有良好的荧光稳定性，还具备优异的生物安全性，有望用于临床细菌感染检测与治疗。

技术领域

本发明属于荧光纳米探针技术领域，涉及一种兼具广谱细菌检测和光动力治疗功能的荧光纳米探针及其制备方法。

背景技术

世界卫生组织(WHO)于2018年发布了首个基本诊断清单(EDL)，强调了快速、灵敏、特异并且价格合理的诊断对于治疗由病毒、寄生虫和细菌引起的传染病至关重要(参见：Nat.Microbiol.3，847(2018))。据调查，每年有超过3亿人死于脓毒症、心内膜炎和其他由细菌引起的相关疾病(参见：Nat.Med.17，1142-1146(2011)；Nat.Med.10，S122-S129(2004)；Nat.Commun.9，917(2018))。所以目前急需研究出一种具有高特异性和灵敏性诊断体内病原菌并在感染初期清除这些病原菌的方法。虽然迄今为止已经开发出了多种用于细菌检测的方法，例如细菌培养、生物化学鉴定、免疫测定、聚合酶链反应(PCR)和测序等，但是这些方法大都耗时长且工序复杂(参见：Science 314，1464-1467(2006)；Nat.Commun.5，5427(2014))。因此即使能通过这些方法成功诊断出病原菌感染，也可能已错过感染治疗的黄金时期，致使细菌感染愈发严重。

荧光成像是一种简单、快速和灵敏的细菌检测方法。虽然目前已经研究出了大量可用于细菌检测诊断和治疗的荧光纳米探针，但是有些荧光纳米探针特异性欠佳，无法将细菌感染炎症同其他炎症疾病完全区别开来(参见：J.Am.Chem.Soc.132，12349-12356(2010))。并且已报道的荧光纳米探针大多都只能检测一种特定类型的细菌，革兰氏阳性或是革兰氏阴性菌(参见：Nat.Commun.9，1969(2018))，但是这两种类型的细菌都有可能造成临床细菌感染(如败血症、皮肤烧伤感染、未经消毒的器械感染等)，所以实现细菌的广谱检测非常重要。此外，目前已报道的荧光纳米探针的荧光通常都属于单激发、单发射，它们的单发射信号容易受局部探针浓度波动的影响，影响细菌成像检测的准确性(参见：ACS Nano11，4428-4438(2017))。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于针对现有的荧光纳米探针特异性和灵敏性不高，且检测的细菌范围有限，无法实现广谱细菌检测的问题，提供一种兼具广谱细菌检测和光动力治疗功能的荧光纳米探针的制备方法，制得的荧光纳米探针在检测广谱细菌时具有高特异性以和高灵敏性。

为实现上述目的，本发明将多糖配体与荧光纳米材料相连接，多糖配体可以通过细菌膜上的糖特异性转运通道进入细菌内部，但是无法进入膜表面不表达此通道的细胞，所以多糖配体可实现特异性细菌靶向检测。将光敏剂吸附至纳米材料表面，光敏剂不仅具有强荧光，还可在可见光光照下产生单线态氧杀死细菌。

具体的，本发明提供如下技术方案：

本发明的荧光纳米探针的制备方法，包括下述步骤：

步骤1、将荧光纳米材料和多糖配体溶液以4∶1～2∶1的浓度比混合，并于70℃振荡反应4～6小时后加入硼氢化钠溶液于室温下振荡反应过夜，制备得到稳定的多糖配体修饰的荧光纳米材料；

所述的荧光纳米材料包括荧光硅纳米颗粒、复合荧光二氧化硅纳米颗粒、II-IV族量子点、荧光纳米微球、碳点等。

所述的多糖配体为葡萄糖聚合物，包括麦芽糖糊精、直链淀粉等。