[发明专利]磁性组分可切换的磁性上转换纳米复合材料及其制备方法

摘要

本发明属于纳米材料制备技术和纳米生物应用领域，涉及一种磁性上转换纳米复合材料的制备方法，以DNA分子为桥梁，利用碱基互补配对作用将磁性纳米粒子和稀土掺杂上转换纳米粒子连接起来，构建磁性上转换纳米复合结构，该结构兼具超顺磁性和上转换发光特性；通过调节体系pH值、升温或加入竞争DNA，移除磁性纳米粒子，可消除磁性组分对上转换发光的淬灭，提高基于上转换发光特性的检测灵敏度。本发明方法简单，操作便捷，合成的磁性上转换纳米复合材料可应用于生物分离、生物检测、上转换荧光成像等生物医学领域。

主权项

磁性组分可切换的磁性上转换纳米复合材料的制备方法，其特征在于：（1）、将已知合成方法的超顺磁性纳米粒子表面氨基化或羧基化处理后，利用戊二醛法或碳二亚胺缩合法与单链DNA 1偶联：（a）超顺磁性纳米粒子表面氨基化后利用戊二醛法与单链DNA 1偶联：将磁性纳米材料与聚乙烯亚胺PEI的氯仿溶液按质量比1:10，搅拌12小时后，加入正己烷，倒掉上清液，37℃真空烘干10分钟，除去残留的正己烷与氯仿，超声分散于50 ml高纯水中，得到氨基化处理的超顺磁性纳米粒子；取10 mg氨基化处理的超顺磁性纳米粒子，与5 ml，15%戊二醛混合，37℃反应0.5小时，离心洗涤三次，分散于1 ml高纯水中，加入20μl，25 mM DNA 1，37℃反应0.5小时，吸磁洗涤三次后得到DNA 1偶联的超顺磁性纳米粒子；（b）超顺磁性纳米粒子表面羧基化后利用碳二亚胺缩合法与单链DNA 1偶联：向80 mg PAA，15 ml 四氢呋喃THF溶液中加入10 mg超顺磁性纳米粒子，在30℃下搅拌12小时，离心洗涤3次，超声分散于5 ml高纯水中，得到羧基化处理的超顺磁性纳米粒子；将10 mg表面羧基修饰的超顺磁性纳米粒子与1 ml EDC/NHS混合后，加入20μl，25 mM DNA 1，37℃反应0.5小时，吸磁或离心洗涤三次后得到DNA 1偶联的超顺磁性纳米粒子；（2）、将已知合成方法的稀土掺杂上转换纳米粒子表面氨基化或羧基化处理后，利用戊二醛法或碳二亚胺缩合法与单链DNA 2偶联：（a）上转换纳米粒子表面氨基化后利用戊二醛法与单链DNA 2偶联：将上转换纳米材料与PEI的氯仿溶液按质量比1:10，搅拌12小时后，加入正己烷，倒掉上清液，37℃真空烘干10分钟，除去残留的正己烷与氯仿，超声分散于50 ml高纯水中；取10 mg氨基化处理的上转换纳米粒子，与5 ml，15%戊二醛混合，37℃反应0.5小时，离心洗涤三次，分散于1 ml高纯水中，加入20μl，25 mM DNA 2，37℃反应0.5小时，离心洗涤三次后得到DNA 2偶联的上转换纳米粒子；（b）上转换纳米粒子表面羧基化后利用碳二亚胺缩合法与单链DNA 2偶联：向80 mg PAA，15 ml 四氢呋喃THF的溶液中加入20 mg稀土掺杂上转换纳米粒子，在30℃下搅拌12小时，离心洗涤3次，超声分散于5 ml高纯水中，得到羧基化处理的上转换纳米粒子；将10 mg表面羧基修饰的上转换纳米粒子与1 ml EDC/NHS混合后，加入20μl，25 mM DNA 2，37℃反应0.5小时，离心洗涤三次后得到DNA 2偶联的稀土掺杂上转换纳米粒子；（3）、将上述得到DNA 1偶联的超顺磁性纳米粒子与DNA 2偶联的上转换纳米粒子按照10:1至1:10的摩尔比混合，37℃反应0.5‑6小时，吸磁洗涤三次，分散于1 ml高纯水中，得到磁性上转换纳米复合材料；（4）、向磁性上转换纳米复合材料中加入竞争DNA 3或调节溶液pH值或升高温度，移除磁性组分：（a）向磁性上转换纳米复合材料中加入竞争DNA 3移除磁性组分：取磁性上转换纳米复合材料1 ml，加入100‑500μl，25 mM DNA 3， 37℃反应2‑8小时，利用磁分离技术，移除磁性组分；（b）调节磁性上转换纳米复合材料的pH值移除磁性组分：取磁性上转换纳米复合材料1 ml，加入NaOH溶液，使溶液pH值大于11， 37℃反应2小时，利用磁分离技术，移除磁性组分；（c）升高磁性上转换纳米复合材料的温度移除磁性组分：取磁性上转换纳米复合材料1 ml， 94℃下震荡0.5小时，利用磁分离技术，移除磁性组分。