[发明专利]水溶性卤化铅钙钛矿纳米晶的制备及生物成像应用

说明书

本发明公开了一种水溶性卤化铅钙钛矿纳米晶的制备及生物成像应用，包括如下步骤：(1)CsPbBrsubgt;3/subgt;纳米晶的制备；(2)水溶性CsPbBrsubgt;3/subgt;@LA@F127纳米晶的制备；(3)探究水溶性CsPbBrsubgt;3/subgt;@LA@F127纳米晶在水相中的荧光稳定性以及生物应用潜力；(5)将其作为荧光探针应用于肿瘤区域的细胞成像。本发明利用了月桂酸和普朗尼克F127作为保护层，提高了CsPbBrsubgt;3/subgt;纳米晶在水溶液中的荧光稳定性，最终得到了尺寸为49.8nm的CsPbBrsubgt;3/subgt;@LA@F127纳米晶，并成功将其作为一种荧光探针成功应用于肿瘤区域的细胞成像。

技术领域

本发明涉及肿瘤治疗的分子影像领域，尤其涉及水溶性卤化铅钙钛矿纳米晶的制备及生物成像应用

背景技术

近年来，全无机卤化铅钙钛矿纳米晶作为一种新型发光材料，具备吸收截面大、合成工艺简便、发射波长可调节、荧光量子产率高、发射带窄、发光纯度高等诸多优点，因此已经被广泛应用于光电催化、光电器件、生物标记、荧光检测等多个领域。与传统的荧光纳米材料相比，例如有机染料、荧光蛋白、金属硫族化物量子点、稀土元素荧光探针等，卤化铅钙钛矿材料具有很多优异的性能使其普遍应用于生物成像领域中，例如(1)简便的合成方法和后合成策略(2)广泛多样的生物共轭链接策略(3)带隙可调以及多色荧光(4)窄而对称的光致发光，半峰宽(FWHM)约为10-35nm(5)极高的光致发光量子产率(PLQY90％)，能够实现高信噪比和高灵敏度成像的可能。虽然卤化铅钙钛矿荧光材料在生物成像的应用中展现出非常大的优势，但是其本身仍然存在一些问题阻碍进一步发展。首先，无论何种卤素元素掺杂，钙钛矿材料的基质中的重要组成部分都是金属铅，因此会必不可少的产生一定的生物毒性。并且由于固有的离子特性，当遭遇高极性溶剂、高潮湿、高温等条件时，钙钛矿材料会表现出结构和化学不稳定性，易发生发光退化，导致荧光强度降低或猝灭。但水溶液是生理环境不可或缺的基础性条件，钙钛矿的这种极性不稳定性成为了其应用于生物领域的主要障碍。随着科学技术的不断发展，如何提高钙钛矿纳米材料的稳定性成为进一步拓展其实际应用过程中亟待解决的问题。

发明内容

为了解决现有技术存在的问题，本发明提供了一种简单的实验方法，利用月桂酸和两亲性聚合物普朗尼克F127(Pluronic F-127)作为保护层，同时充当水溶性的界面层，成功制备了具有高水溶性的CsPbBr₃@LA@F127纳米晶，光学测试结果和MTT测试结果证明CsPbBr₃@LA@F127纳米晶具有优异的水溶性和水相荧光稳定性，以及优秀的生物相容性，因此我们成功将其作为一种荧光探针应用于肿瘤区域的细胞成像。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：本发明所涉及的水溶性卤化铅钙钛矿纳米晶的制备方法，包括如下步骤：

(1)CsPbBr₃纳米晶的制备：

Step1:首先进行油酸铯(Cs-oleate)前驱体的制备，称取适量Cs₂CO₃，将其加入三颈烧瓶(100mL)中，然后加入油酸和十八烯的混合溶剂；

Step2:将混合溶液升温至110℃，通过氮气吹扫和真空泵的抽吸循环除去残余水蒸气，然后在氮气气氛下保温30min，形成澄清透明的浅黄色溶液；

Step3:随后将混合液升温至130℃，使得Cs₂CO₃完全溶解，继续加热5min，以确保油酸铯前驱体完全形成；

Step4：称取适量PbBr₂加入三颈烧瓶(100mL)中，然后加入油酸、油胺、以及十八烯混合溶剂；

Step5：将混合溶液升温至110℃，通过氮气吹扫和真空泵的抽吸循环除去残余水蒸气，然后在氮气气氛下保温1h；