CN104099089B - 一种荧光增强型ir-780近红外介孔硅纳米探针的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种荧光增强型IR-780近红外介孔硅纳米探针的制备方法；分别取一定量的普朗尼克F127和IR-780碘化物于一玻璃瓶内，缓慢向其中加入二氯甲烷将混合固体粉末溶解，得到均一的绿色透明溶液；将此透明溶液于旋转蒸发仪上真空蒸发干燥得固体，向其中加入盐酸，室温避光以一定转速搅拌一段时间，离心，取上清液，得到均一透明胶束；向此制备好的胶束中加入TEOS，回流，以相同速率向其中加入DDS，将上述混合溶液恒温回流一段时间后，振荡、过滤、离心并洗涤得到荧光增强型IR-780近红外介孔硅纳米探针。本发明的制备方法具有粒径小，单分散性与稳定性良好，荧光性能增强，安全性高，生物兼容性好，过程简单易于操作等优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种荧光增强型IR-780近红外介孔硅纳米探针载药的制备工艺，特别涉及可示踪的荧光增强型IR-780近红外介孔硅纳米探针作为荧光探针及药物载体在生物医学领域的应用。
背景技术
介孔材料具有孔道容量大和较高的比表面积，在分离吸附、传感器设计制造等众多领域具有潜在的应用价值，已成为一种新的跨学科研究领域。无机介孔材料是上世纪90年代发展起来的ー种新型的纳米多孔材料，由于其超大比表面，规整有序的孔道结构，在药物载体方面的研究越来越引起人们的关注。近几年的国内外研究表明，硅基介孔材料应用于药物释放体系，可以实现药物的恒速释放。孔道内部改性修饰氨基、巯基等基团后，可以调节控制释放速度。新型药物释放系统已成为药学领域的重要发展方向，随之而来对药物载体及材料的研究也就愈加显得格外重要。药物控制释放是指药物以受控形式恒速地释放到血液中，或释放到作用器官或特定靶器官，并长久地发挥效用。此种技术的应用可以实现药物在人体内浓度的较少波动，降低药物的副作用，提高药物的安全性、有效性，并减少给药频率。药物载体的研究是药物控制释放技术的关键。目前常用的药物载体种类主要有天然或人工合成的高分子聚合物，纳米材料和微乳液体系等。最典型的是将低分子药物包裹在高分子成膜材料中形成缓释微胶囊。纳米材料这类新兴材料作为药物载体，有着很大的优势和潜力。例如：药物粉末或溶液物理包埋在直径为纳米级的孔道中，药物与载体之间不发生化学作用，很好地保留了药物的活性；纳米材料又有较好的生物相容性，毒副作用低，且载药量较高；由于材料结构稳定，可以设计在预定时间内从纳米颗粒恒速释放药物。
1992年美国Mobil公司的科学家首先报道，通过有机一无机组分在溶液中的自组装作用形成了一类结构新颖的硅铝酸盐介孔分子筛材料，该材料由于具有孔径在3nm左右的有序排列孔道和极窄的孔径分布，一举突破了沸石分子筛材料的孔径范围的限制，使得很多在沸石分子筛中难以完成的大体积分子的吸附、分离、尤其是催化反应如石油化工中的重油加氢、烯烃聚合、大分子选择催化等的进行成为可能。因此，有序介孔材料迅速以其规则有序可调的孔道结构、极高的比表面积和良好的热稳定性而成为国内外材料、物理、生物等多学科研究热点。与微孔沸石分子筛相比，介孔材料虽然具有较大的孔道，可以应用于大分子物质的催化、分离，但是其热与水热稳定性却远远不能满足一般催化反应的要求，这直接限制了其在催化反应中的应用，这也是迄今为止介孔材料不能很快得到应用的关键所在。只有介孔材料的热与水热稳定性得到了提高，其较微孔材料的优势才能充分体现出来。最近，有关高稳定性的介孔材料的合成已有一些报道。X.Zhao等((J.Phy.Chem.B，1998,102,7371)曾报道硅垸化反应降低孔道内表面一OH基团的浓度而使孔道内表面憎水来提高MCM41在水中的稳定性。化Mokaya等^4wgew.CTzew./w.1999,35，2930.)用后处理(重复晶化或以MCM-41硅源)的方法来提高MCM"41的水热稳定性。最近研究者也采用在药物被吸附后,以表面修饰的具有特殊要求的纳米微粒进行孔道封锁,达到药物控释。
近红外荧光探针IR-780碘化物具有优越的荧光特性、血清稳定性和生物相容性，应用主要包括以下几点：
可作为理想的近红外荧光探针应用于活体成像研究；可成功应用于大、小型动物的淋巴结成像、血管造影等研究；IR-780碘化物标记的组织在固定后仍可保持良好的光稳定性，有利于组织标本的保存、观察和多次评估；IR-780碘化物可成功标记干细胞并对干细胞多种生物学特性无明显影响，其标记效率及标记荧光强度明显高于传统近红外干细胞标记探针；近红外荧光成像下可实时观察IR-780碘化物标记干细胞在移植体内的分布和代谢情况，可用于监测静脉移植干细胞在肺部的通过情况，应用血管扩张剂硝普钠可明显增加静脉移植细胞的肺部通过率。
目前，大部分专利都是涉及关于介孔硅分子筛的制备及应用。如：中国发明专利“基于阴离子表面活性剂之特殊形貌介孔纳米探针制备方法”(CN102659122A)公开了一种由Sar-Na在酸性条件下水解制得介孔纳米探针的方法；中国发明专利“一种大孔径介孔纳米探针及其制备方法”(CN102039132A)公开了一种采用低温水热合成的制备方法；中国发明专利“一种兼具还原响应性和靶向性的介孔硅纳米药物载体及其制备方法”(CN102949728A)公开了一种溶解凝胶法制备出介孔硅纳米颗粒，进而用化学修饰方法在介孔硅纳米储存器的表面引入二硫键，并将其作为连接纽带制备靶向介孔硅纳米探针的方法；中国专利文献“一种形貌可控的介孔硅纳米材料及其制备方法”(CN103204506A)公开了一种以介孔二氧化硅微纳米探针为前驱体，利用镁粉为还原剂合成形貌可控的介孔硅纳米材料的制备方法。而关于荧光增强型IR-780近红外介孔硅纳米探针的相关专利还没有类似报道。
发明内容
本发明的目的在于提供一种荧光增强型IR-780近红外介孔硅纳米探针的制备方法，其表面经过载入荧光染料和治疗药物，作为荧光探针及药物传输工具在生物医学领域具有广阔的应用前景。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种荧光增强型IR-780近红外介孔硅纳米探针的制备方法，其创新点在于：该制备方法包括下列步骤：
(1)分别取2～200mg普朗尼克F127和0.1～10mgIR-780碘化物于一个20mL的玻璃瓶内，向其中缓慢加入1～10mL二氯甲烷将混合固体粉末溶解，得到均一的绿色透明溶液；
(2)将步骤(1)中得到的溶液于旋转蒸发仪上真空蒸发干燥得固体，转速为10～100r/min；
(3)向步骤(2)中所得固体加入500～5000μL盐酸，室温避光以10～60r/min的速率搅拌，离心，取上清液，得到均一透明胶束；
(4)向步骤(3)制备好的的胶束中加入100～1000μL的正硅酸乙酯(TEOS)，回流2h后以相同速率向其中加入10～1000μL的二氨基二苯砜(DDS)；
(5)将步骤(4)的混合溶液恒温回流1～20h后，振荡、过滤、离心并洗涤得到荧光增强型IR-780近红外介孔硅纳米探针。
进一步的，步骤(1)中的溶解过程应在避光条件下进行。
进一步的，步骤(2)中旋转蒸发的温度设置为28℃，真空度为0.09MPa。
进一步的，步骤(3)中溶解固体所用盐酸的浓度为0.85M，搅拌时间为2h。
进一步的，步骤(4)中所用TEOS的浓度为0.8mM，所用DDS的浓度为0.09mM。
进一步的，步骤(5)中恒温回流的温度设置为60℃。
本发明方法较现有技术合成介孔硅载荧光载药的方法具有如下明显的有益效果：
(1)本发明提出了简便易操作的制备荧光增强型IR-780近红外介孔硅纳米探针的方法，合成的介孔硅纳米探针具有比表面积大而粒径小的优点，并且单分散性良好无粒子积聚现象。
(2)本发明中的介孔硅纳米探针不仅包含传统介孔纳米探针的载药功能而且将增强型荧光染料加入其中使其具有稳定且增强的荧光特性。
(3)本发明中通过增强型荧光染料IR-780的载入使介孔硅纳米探针同时具备了稳定增强的荧光特性。而且所载入的荧光染料的激发发射波长都是近红外波段，大大降低荧光成像对生物体的辐射度，使介孔硅纳米探针在原有基础上拥有许多新的优良生物化学特性。
(4)本发明中合成的荧光增强型IR-780近红外介孔硅纳米探针在生物体肿瘤成像方面具有良好的实验效果，有望在将来的肿瘤的检测和治疗中获得良好的临床效果。
附图说明
附图说明
图1为制备荧光增强型IR-780近红外介孔硅纳米探针的过程原理图。
图2为荧光增强型IR-780近红外介孔硅纳米探针的透射电镜图。
图3为荧光增强型IR-780近红外介孔硅纳米探针和IR-780的吸收发射光谱对照图。
图4为荧光增强型IR-780近红外介孔硅纳米探针和IR-780的荧光发射强度对照图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明的技术方案作详细说明。
实施例1
分别取2mg的普朗尼克F127和0.1mg的IR-780碘化物于一个20mL的玻璃瓶内，缓慢向其中加入1mL二氯甲烷将混合固体粉末溶解，得到均一的绿色透明溶液；将此透明溶液于旋转蒸发仪上以28摄氏度和10r/min的转速真空蒸发干燥得固体，真空度为0.09MPa，向其中加入浓度为0.85M的盐酸500μL，室温避光以28摄氏度10r/min搅拌2h，离心，取上清液，得到均一透明胶束；向此制备好的胶束中加入100μLTEOS，以每隔10s滴加20μL的速度加入，回流2h后以相同速率向其中加入10μLDDS，将上述混合溶液恒温回流1h后，振荡、过滤、离心并洗涤得到荧光增强型IR-780近红外介孔硅纳米探针。本发明的制备方法具有粒径小，单分散性与稳定性良好，荧光性能稳定增强，安全性高，生物兼容性好，过程简单易于操作等优点。
实施例2
分别取10mg的普朗尼克F127和0.5mg的IR-780碘化物于一个20mL的玻璃瓶内，缓慢向其中加入2mL二氯甲烷将混合固体粉末溶解，得到均一的绿色透明溶液；将此透明溶液于旋转蒸发仪上以28摄氏度和20r/min的转速真空蒸发干燥得固体，真空度为0.09MPa，向其中加入浓度为0.85M的盐酸1000μL，室温避光以28摄氏度15r/min搅拌2h，离心，取上清液，得到均一透明胶束；向此制备好的胶束中加入200μLTEOS，以每隔10s滴加20μL的速度加入，回流2h后以相同速率向其中加入20μLDDS，将上述混合溶液恒温回流3h后，振荡、过滤、离心并洗涤得到荧光增强型IR-780近红外介孔硅纳米探针。本发明的制备方法具有粒径小，单分散性与稳定性良好，荧光性能稳定增强，安全性高，生物兼容性好，过程简单易于操作等优点。
实施例3
分别取40mg的普朗尼克F127和2mg的IR-780碘化物于一个20mL的玻璃瓶内，缓慢向其中加入3mL二氯甲烷将混合固体粉末溶解，得到均一的绿色透明溶液；将此透明溶液于旋转蒸发仪上以28摄氏度和30r/min的转速真空蒸发干燥得固体，真空度为0.09MPa，向其中加入浓度为0.85M的盐酸1500μL，室温避光以28摄氏度20r/min搅拌2h，离心，取上清液，得到均一透明胶束；向此制备好的胶束中加入300μLTEOS，以每隔10s滴加20μL的速度加入，回流2h后以相同速率向其中加入30μLDDS，将上述混合溶液恒温回流5h后，振荡、过滤、离心并洗涤得到荧光增强型IR-780近红外介孔硅纳米探针。本发明的制备方法具有粒径小，单分散性与稳定性良好，荧光性能稳定增强，安全性高，生物兼容性好，过程简单易于操作等优点。
实施例4
分别取70mg的普朗尼克F127和4mg的IR-780碘化物于一个20mL的玻璃瓶内，缓慢向其中加入4mL二氯甲烷将混合固体粉末溶解，得到均一的绿色透明溶液；将此透明溶液于旋转蒸发仪上以28摄氏度和40r/min的转速真空蒸发干燥得固体，真空度为0.09MPa，向其中加入浓度为0.85M的盐酸2000μL，室温避光以28摄氏度25r/min搅拌2h，离心，取上清液，得到均一透明胶束；向此制备好的胶束中加入400μLTEOS，以每隔10s滴加20μL的速度加入，回流2h后以相同速率向其中加入40μLDDS，将上述混合溶液恒温回流7h后，振荡、过滤、离心并洗涤得到荧光增强型IR-780近红外介孔硅纳米探针。本发明的制备方法具有粒径小，单分散性与稳定性良好，荧光性能稳定增强，安全性高，生物兼容性好，过程简单易于操作等优点。
实施例5
分别取100mg的普朗尼克F127和5mg的IR-780碘化物于一个20mL的玻璃瓶内，缓慢向其中加入5mL二氯甲烷将混合固体粉末溶解，得到均一的绿色透明溶液；将此透明溶液于旋转蒸发仪上以28摄氏度和50r/min的转速真空蒸发干燥得固体，真空度为0.09MPa，向其中加入浓度为0.85M的盐酸2500μL，室温避光以28摄氏度35r/min搅拌2h，离心，取上清液，得到均一透明胶束；向此制备好的胶束中加入500μLTEOS，以每隔10s滴加20μL的速度加入，回流2h后以相同速率向其中加入50μLDDS，将上述混合溶液恒温回流10h后，振荡、过滤、离心并洗涤得到荧光增强型IR-780近红外介孔硅纳米探针。本发明的制备方法具有粒径小，单分散性与稳定性良好，荧光性能稳定增强，安全性高，生物兼容性好，过程简单易于操作等优点。
实施例6
分别取120mg的普朗尼克F127和6mg的IR-780碘化物于一个20mL的玻璃瓶内，缓慢向其中加入6mL二氯甲烷将混合固体粉末溶解，得到均一的绿色透明溶液；将此透明溶液于旋转蒸发仪上以28摄氏度和60r/min的转速真空蒸发干燥得固体，真空度为0.09MPa，向其中加入浓度为0.85M的盐酸3000μL，室温避光以28摄氏度40r/min搅拌2h，离心，取上清液，得到均一透明胶束；向此制备好的胶束中加入600μLTEOS，以每隔10s滴加20μL的速度加入，回流2h后以相同速率向其中加入60μLDDS，将上述混合溶液恒温回流12h后，振荡、过滤、离心并洗涤得到荧光增强型IR-780近红外介孔硅纳米探针。本发明的制备方法具有粒径小，单分散性与稳定性良好，荧光性能稳定增强，安全性高，生物兼容性好，过程简单易于操作等优点。
实施例7
分别取140mg的普朗尼克F127和7mg的IR-780碘化物于一个20mL的玻璃瓶内，缓慢向其中加入7mL二氯甲烷将混合固体粉末溶解，得到均一的绿色透明溶液；将此透明溶液于旋转蒸发仪上以28摄氏度和70r/min的转速真空蒸发干燥得固体，真空度为0.09MPa，向其中加入浓度为0.85M的盐酸3500μL，室温避光以28摄氏度45r/min搅拌2h，离心，取上清液，得到均一透明胶束；向此制备好的胶束中加入700μLTEOS，以每隔10s滴加20μL的速度加入，回流2h后以相同速率向其中加入70μLDDS，将上述混合溶液恒温回流14h后，振荡、过滤、离心并洗涤得到荧光增强型IR-780近红外介孔硅纳米探针。本发明的制备方法具有粒径小，单分散性与稳定性良好，荧光性能稳定增强，安全性高，生物兼容性好，过程简单易于操作等优点。
实施例8
分别取160mg的普朗尼克F127和8mg的IR-780碘化物于一个20mL的玻璃瓶内，缓慢向其中加入8mL二氯甲烷将混合固体粉末溶解，得到均一的绿色透明溶液；将此透明溶液于旋转蒸发仪上以28摄氏度和80r/min的转速真空蒸发干燥得固体，真空度为0.09MPa，向其中加入浓度为0.85M的盐酸4000μL，室温避光以28摄氏度50r/min搅拌2h，离心，取上清液，得到均一透明胶束；向此制备好的胶束中加入800μLTEOS，以每隔10s滴加20μL的速度加入，回流2h后以相同速率向其中加入80μLDDS，将上述混合溶液恒温回流16h后，振荡、过滤、离心并洗涤得到荧光增强型IR-780近红外介孔硅纳米探针。本发明的制备方法具有粒径小，单分散性与稳定性良好，荧光性能稳定增强，安全性高，生物兼容性好，过程简单易于操作等优点。
实施例9
分别取180mg的普朗尼克F127和9mg的IR-780碘化物于一个20mL的玻璃瓶内，缓慢向其中加入9mL二氯甲烷将混合固体粉末溶解，得到均一的绿色透明溶液；将此透明溶液于旋转蒸发仪上以28摄氏度和90r/min的转速真空蒸发干燥得固体，真空度为0.09MPa，向其中加入浓度为0.85M的盐酸4500μL，室温避光以28摄氏度55r/min搅拌2h，离心，取上清液，得到均一透明胶束；向此制备好的胶束中加入900μLTEOS，以每隔10s滴加20μL的速度加入，回流2h后以相同速率向其中加入90μLDDS，将上述混合溶液恒温回流18h后，振荡、过滤、离心并洗涤得到荧光增强型IR-780近红外介孔硅纳米探针。本发明的制备方法具有粒径小，单分散性与稳定性良好，荧光性能稳定增强，安全性高，生物兼容性好，过程简单易于操作等优点。
实施例10
分别取200mg的普朗尼克F127和10mg的IR-780碘化物于一个20mL的玻璃瓶内，缓慢向其中加入10mL二氯甲烷将混合固体粉末溶解，得到均一的绿色透明溶液；将此透明溶液于旋转蒸发仪上以28摄氏度和100r/min的转速真空蒸发干燥得固体，真空度为0.09MPa，向其中加入浓度为0.85M的盐酸5000μL，室温避光以28摄氏度60r/min搅拌2h，离心，取上清液，得到均一透明胶束；向此制备好的胶束中加入1000μLTEOS，以每隔10s滴加20μL的速度加入，回流2h后以相同速率向其中加入100μLDDS，将上述混合溶液恒温回流20h后，振荡、过滤、离心并洗涤得到荧光增强型IR-780近红外介孔硅纳米探针。本发明的制备方法具有粒径小，单分散性与稳定性良好，荧光性能稳定增强，安全性高，生物兼容性好，过程简单易于操作等优点。
如图2所示为本发明的方法制备的荧光增强型IR-780近红外介孔硅纳米探针的透射电镜图，图3为荧光增强型IR-780近红外介孔硅纳米探针和IR-780的吸收发射光谱对照图，图4为荧光增强型IR-780近红外介孔硅纳米探针和IR-780的荧光发射强度对照图,从图中可以看出本发明制备的荧光增强型IR-780近红外介孔硅纳米探针粒径小、单分散性好，荧光性能稳定。
实验结果表明：用本发明的方法合成的介孔硅载药粒子粒径大小均匀且孔道成六边形，荧光分布均匀清晰；所制备的荧光增强型IR-780近红外介孔硅纳米探针生物兼容性良好；做为荧光探针和药物传输工具具有良好应用前景和经济价值。
Claims (6)
1.一种荧光增强型IR-780近红外介孔硅纳米探针的制备方法，其特征在于：该制备方法包括下列步骤：
(1)分别取2～200mg普朗尼克F127和0.1～10mgIR-780碘化物于一个20mL的玻璃瓶内，向其中缓慢加入1～10mL二氯甲烷将混合固体粉末溶解，得到均一的绿色透明溶液；
(2)将步骤(1)中得到的溶液于旋转蒸发仪上真空蒸发干燥得固体，转速为10～100r/min；
(3)向步骤(2)中所得固体加入500～5000μL盐酸，室温避光以10～60r/min的速率搅拌，离心，取上清液，得到均一透明胶束；
(4)向步骤(3)制备好的的胶束中以每隔10s滴加20μL的速度加入100～1000μL的TEOS，回流2h后以相同速率向其中加入10～1000μL的DDS；
(5)将步骤(4)的混合溶液恒温回流1～20h后，振荡、过滤、离心并洗涤得到荧光增强型IR-780近红外介孔硅纳米探针。
2.根据权利要求1所述的荧光增强型IR-780近红外介孔硅纳米探针的制备方法，其特征在于：步骤(1)中的溶解过程应在避光条件下进行。
3.根据权利要求1所述的荧光增强型IR-780近红外介孔硅纳米探针的制备方法，其特征在于：步骤(2)中旋转蒸发的温度设置为28℃，真空度为0.09MPa。
4.根据权利要求1所述的荧光增强型IR-780近红外介孔硅纳米探针的制备方法，其特征在于：步骤(3)中溶解固体所用盐酸的浓度为0.85M，搅拌时间为2h。
5.根据权利要求1所述的荧光增强型IR-780近红外介孔硅纳米探针的制备方法，其特征在于：步骤(4)中所用TEOS的浓度为0.8mM，所用DDS的浓度为0.09mM。
6.根据权利要求1所述的荧光增强型IR-780近红外介孔硅纳米探针的制备方法，其特征在于：步骤(5)中恒温回流的温度设置为60℃。
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| CN102491930A (zh) * | 2011-12-09 | 2012-06-13 | 江南大学 | 一种以三碳菁为母体的pH荧光探针的合成方法 |
| CN102659122A (zh) * | 2012-04-24 | 2012-09-12 | 中国矿业大学 | 基于阴离子表面活性剂之特殊形貌介孔纳米粒子制备方法 |
| CN103230603A (zh) * | 2013-05-03 | 2013-08-07 | 西安电子科技大学 | 一种ex527靶向多功能介孔硅纳米粒子的制备方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| "Thickness and Stability of Adsorbed Film in Cylindrical Mesopores";H. Y. Zhu et al.，;《J. Phys. Chem. B》;19980829;第102卷(第38期);第7371-7376页 * |
| "单分散纳米介孔二氧化硅的制备";梁艳等，;《材料研究学报》;20040430;第18卷(第2期);第149-154页 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN104099089A (zh) | 2014-10-15 |
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