[发明专利]Cu-氨基酸复合上转换纳米材料及其制备方法

权利要求书

1.一种Cu-氨基酸复合上转换纳米材料，其特征是能够同时实现化学动力学治疗和近红外光激活的上转换荧光成像，该材料的形状为均匀的球形，具有明显的核壳结构，内核为稀土氟化物纳米粒子，外壳为Cu-L-半胱氨酸配合物；其化学表达式是：NaYF₄:Yb³⁺,A³⁺@NaBF₄@NaYF₄:Yb³⁺,C³⁺@NaDF₄@Cu-Cys，其中，A为Er、Tm或Ho；B为Gd、Y或Lu；C为Er、Tm或Ho；D为Gd、Y或Lu。

2.一种Cu-氨基酸复合上转换纳米材料的制备方法，其特征是通过热分解法制备其中的上转换纳米材料，制备的上转换纳米材料表面配体为OA，之后采用配体交换的方法将表面配体置换为L-半胱氨酸，接着通过铜离子与L-半胱氨酸之间的配位作用诱导Cu-氨基酸配合物包覆在上转换纳米材料表面，得到复合纳米材料，并在其表面修饰HS-PEG-NH₂；最后，利用该复合纳米材料表面的氨基与葡萄糖氧化酶上的羧基形成酰胺键将二者连接在一起，最终得到UCNPs@Cu-Cys-GOX。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)制备上转换纳米粒子β-NaYF₄:Yb³⁺,A³⁺：

将YCl₃·6H₂O、YbCl₃·6H₂O和ACl₃·6H₂O与油酸OA和十八烯ODE混合均匀，加热至得到均一的溶液；待溶液冷却到室温后，加入NaOH和NH₄F的甲醇溶液并搅拌，随后升温、抽真空以除去溶液中的甲醇、氧气和水分；再向反应体系中通氮气，并将温度升高到300℃保持1h；待溶液冷却到室温后，将得到的纳米晶用无水乙醇沉淀下来，并用环己烷和乙醇交替清洗，得到上转换纳米粒子β-NaYF₄:Yb³⁺,A³⁺；

(2)制备NaYF₄:Yb³⁺,A³⁺@NaBF₄@NaCF₄:Yb³⁺,Tm³⁺@NaDF₄上转换纳米粒子：

将步骤(1)中得到的上转换纳米粒子与OA、ODE混合均匀；随后，升温、抽真空以除去溶液中的环己烷、氧气和水分；再向反应体系中通氮气，并将温度升高至310℃；将含有CF₃COONa和B(CF₃COO)₃的OA和ODE的混合溶液注入反应体系；1h后，将含有CF₃COONa、Yb(CF₃COO)₃、C(CF₃COO)₃和Y(CF₃COO)₃的OA和ODE的混合溶液注入反应体系；再过1h后，将含有CF₃COONa和D(CF₃COO)₃的OA和ODE的混合溶液注入反应体系；反应1h后将溶液冷却至室温，加入乙醇沉淀纳米粒子，并用环己烷和乙醇交替洗涤，得到所述上转换纳米粒子UCNPs；

(3)制备L-半胱氨酸改性的上转换纳米粒子：

将L-半胱氨酸溶解在去离子水中，并向其中加入步骤(2)制备的上转换纳米粒子的三氯甲烷溶液，经超声、加热至回流，并保持12h；冷却至室温后，离心分离产物，然后用去离子水反复洗涤，得到L-半胱氨酸改性的上转换纳米粒子UCNPs-Cys；

(4)制备Cu-氨基酸复合上转换纳米材料：

将CuCl₂水溶液与UCNPs-Cys的水溶液混合搅拌5min；然后向该溶液中滴加含有NaOH和L-半胱氨酸的水溶液，搅拌5min；通过离心分离产物，并用水和乙醇交替洗涤，得到Cu-氨基酸复合上转换纳米材料UCNPs@Cu-Cys；

(5)制备表面固定GOX的Cu-氨基酸复合上转换纳米材料：

将UCNPs@Cu-Cys和HS-PEG-NH₂加入到乙醇中并搅拌12h，通过离心收集固体产物，然后用去离子水洗涤数次以除去游离的HS-PEG-NH₂，得到HS-PEG-NH₂修饰的Cu-氨基酸复合上转换纳米材料UCNPs@Cu-Cys-PEG；将葡萄糖氧化酶、1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐EDC和N-羟基琥珀酰亚胺NHS在PBS中搅拌40min；加入上转换纳米粒子Cu-氨基酸复合纳米材料，继续搅拌1h；离心分离产物，并用PBS洗涤2次以除去游离的葡萄糖氧化酶，得到负载有葡萄糖氧化酶的纳米复合材料UCNPs@Cu-Cys-GOX。