CN106978162B - 一种新型荧光纳米材料、制备方法及应用 - Google Patents

一种新型荧光纳米材料、制备方法及应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种新型荧光纳米材料的制备方法，包括制备混合液，其中混合液由以下体积百分比的溶液混合而成：10％的牛血清蛋白溶液、10～50％的溴酚蓝溶液和40～80％的超纯水，并且牛血清蛋白溶液、溴酚蓝溶液和超纯水的体积百分比之和为100％；将所述混合溶液置于50‑100℃条件下加热5‑20min，得到胶体溶液即为新型荧光纳米材料。该新型荧光纳米材料制备所用的原料成本低廉，合成的工艺简单，可大量制备；该荧光纳米粒子水溶性好，在水中分散性好，适于用于生物荧光标记；荧光纳米粒子对于细胞的毒性低，生物相容性好，适合应用于细胞影像；其发射波长在红光区域，做细胞影像时，可避免细胞本身的干扰。

Description

一种新型荧光纳米材料、制备方法及应用
技术领域
本发明属于荧光纳米材料制备技术领域，具体涉及一种新型荧光纳米材料、制备方法及应用。
背景技术
近年来，荧光标记在生物科学和临床医学等领域，已经成为一种非常重要的研究工具。目前来说，荧光标记材料通常包括贵金属纳米簇、量子点、复合荧光纳米粒子和有机染料。由于量子点和有机小分子染料对于生物体的毒性一般较大，贵金属纳米簇的合成成本也不低，所以复合荧光纳米的材料的优势才体现出来。
一般来说，复合荧光纳米材料具有合成方法简单、制备成本低廉、良好的生物相容性和荧光性能稳定的特点，越来越受到国内外研究者的广泛关注，尤其是其具有良好的生物相容性，使其在生物科学和临床医学的荧光标记的有着非常广阔的前景。
现有复合荧光纳米材料多种多样，不同的合成原料决定了复合荧光纳米材料不同的特性，例如量子点类的复合荧光纳米材料，虽然相对于量子点的生物相容性好，但是由于不同制备原料的选取，使得合成方法复杂。
发明内容
本发明提供的一种新型荧光纳米材料、制备方法及应用，选取牛血清蛋白、溴酚蓝为原料，制备方法简单、生物相容性好、且成本低廉，解决了现有复合荧光纳米材料合成方法复杂的问题。
本发明提供了一种新型荧光纳米材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，分别配制0.1mmol/L的牛血清蛋白溶液和0.1mmol/L的溴酚蓝溶液；
步骤2，制备混合液，其中混合液由以下体积百分比的溶液混合而成：10％的牛血清蛋白溶液、10～50％的溴酚蓝溶液和40～80％的超纯水，并且牛血清蛋白溶液、溴酚蓝溶液和超纯水的体积百分比之和为100％；
步骤3，将所述混合溶液置于50～100℃条件下加热5～20min，得到胶体溶液，所述胶体溶液即为新型荧光纳米材料。
本发明还提供了一种根据上述制备方法制备而成的新型荧光纳米材料。
本发明还提供了一种上述新型荧光纳米材料在细胞荧光标记中的应用。
本发明还提供了一种上述新型荧光纳米材料在细胞影响成像中的应用。
与现有技术相比，本发明的新型荧光纳米材料具有以下有益效果：
(1)原料成本低廉，合成的工艺简单，可大量制备。
(2)此荧光纳米粒子水溶性好，在水中分散性好，适于用于生物荧光标记。
(3)荧光纳米粒子对于细胞的毒性低，生物相容性好，适合应用于细胞影像。
(4)发射波长在红光区域，做细胞影像时，可避免细胞本身的干扰。
附图说明
图1为纳米粒子胶体溶液中的纳米粒子在扫描电镜下的形貌图；
图2为本发明的新型荧光纳米粒子的荧光光谱图；
图3为牛血清蛋白在合成荧光纳米粒子前后的Zeta电位测试图；
图4为本发明的新型荧光纳米粒子在酵母细胞中的荧光显微视图；
图5为本发明的新型荧光纳米粒子相对于大肠杆菌的细胞毒性实验的生长曲线图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明，但不应理解为本发明的限制。下列实施例中未注明具体条件的试验方法，通常按照常规条件操作，由于不涉及发明点，故不对其步骤进行详细描述。
当实施例给出数值范围时，应理解，除非本发明另有说明，每个数值范围的两个端点以及两个端点之间任何一个数值均可选用。除非另外定义，本发明中使用的所有技术和科学术语与本技术领域技术人员通常理解的意义相同。除实施例中使用的具体方法、设备、材料外，根据本技术领域的技术人员对现有技术的掌握及本发明的记载，还可以使用与本发明实施例中所述的方法、设备、材料相似或等同的现有技术的任何方法、设备和材料来实现本发明。
本发明提供的一种新型荧光纳米材料，包括以下实施例：
实施例1
一种新型荧光纳米材料，具体按照以下步骤制备：
步骤1，分别配制0.1mmol/L的牛血清蛋白(BSA)溶液和0.1mmol/L的溴酚蓝(BPB)溶液；
步骤2，制备混合液，其中混合液由以下体积百分比的溶液混合而成：10％的牛血清蛋白溶液、10％的溴酚蓝溶液和80％的超纯水；
步骤3，将所述混合溶液置于50℃条件下加热20min，得到胶体溶液，所述胶体溶液即为新型荧光纳米材料。
实施例2
一种新型荧光纳米材料，具体按照以下步骤制备：
步骤1，分别配制0.1mmol/L的牛血清蛋白溶液和0.1mmol/L的溴酚蓝溶液；
步骤2，制备混合液，其中混合液由以下体积百分比的溶液混合而成：10％的牛血清蛋白溶液、50％的溴酚蓝溶液和40％的超纯水；
步骤3，将所述混合溶液置于100℃条件下加热5min，得到胶体溶液，所述胶体溶液即为新型荧光纳米材料。
实施例3
一种新型荧光纳米材料，具体按照以下步骤制备：
步骤1，分别配制0.1mmol/L的牛血清蛋白溶液和0.1mmol/L的溴酚蓝溶液；
步骤2，制备混合液，其中混合液由以下体积百分比的溶液混合而成：10％的牛血清蛋白溶液、30％的溴酚蓝溶液和60％的超纯水；
步骤3，将所述混合溶液置于75℃条件下加热15min，得到胶体溶液，所述胶体溶液即为新型荧光纳米材料。
下面我们以实施例1制备而成的新型荧光纳米材料为例，说明其相关特性。
为了观察本发明的新型荧光纳米材料在水中的分散性，我们将实施例1的步骤2中得到的纳米粒子胶体溶液中置于扫描电镜下观察，图1为纳米粒子胶体溶液中的纳米粒子在扫描电镜下的形貌图，由图1可以看出视野中的纳米粒子均匀分布，说明纳米粒子胶体溶液中的纳米粒子具有良好的分散性。
另外，我们在激发波长为610nm，发射波长为630nm的条件下，检测荧光纳米材料中纳米粒子的荧光特性，结果如图2所示，结果表明，在激发波长为610nm，发射波长为630nm的条件下峰值明显，可以被用来检测本发明的纳米粒子的荧光特性。
此外，我们检测了BSA在合成纳米粒子前后的Zeta电位变化，结果如图3所示，BSA在合成纳米粒子前，其Zeta电位为-4mV；BSA与BPB结合成BSA-BPB荧光纳米粒子之后，其Zeta电位为-10mV，表明结合了BPB的BSA所带的负电荷增大，可以维持更加稳定的结构形态，使其应用于细胞成像时，不易发生结构变形的现象。
为了验证本发明的荧光纳米材料的荧光成像效果，我们以酵母细胞为作用对象，操作步骤如下：酵母菌在YPD培养基中30℃孵育17h，OD600值调整到1，取1ml菌液离心收集酵母细胞，弃去上清，100μLYPD培养基重悬酵母细胞，并加入新型荧光纳米材料的胶体溶液，其中，新型荧光纳米材料的胶体溶液与重悬酵母细胞溶液的比例为0.1mg:1ml，30℃继续孵育6h，用PBS缓冲溶液清洗酵母细胞3次，制样，得到待检测酵母细胞，测荧光显微镜。
以370nm的紫外光为激发光，然后在显微镜下观察待检测酵母细胞的细胞形态和荧光散发情况，结果如图4所示，从图4我们可以看出，荧光纳米粒子成功的转入酵母细胞中，并具有显著的荧光效果，可以用于细胞影响检测。
为了进一步说明本发明荧光纳米材料中的纳米粒子具有较低的毒性，我们利用大肠杆菌细胞作为实验对象，在5ml LB培养基中孵育大肠杆菌细胞，细胞分为两组，实验组(BSA-BPB)的细胞中加入500微升荧光纳米材料胶体溶液，空白对照组(Blank)的细胞不做任何处理。通过监测两组细胞的生长OD600值来观察纳米粒子对细胞的毒性情况。结果如图5所示，图5为本发明的新型荧光纳米粒子相对于大肠杆菌的细胞毒性实验的生长曲线图，实验组与对照组中大肠杆菌细胞的长势相同，说明本发明的纳米粒子对对细胞的生长没有影响，可以得出纳米粒子的细胞毒性低，生物相容性好。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (4)

1.一种荧光纳米材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，分别配制0.1mmol/L的牛血清蛋白溶液和0.1mmol/L的溴酚蓝溶液；
步骤2，制备混合液，其中混合液由以下体积百分比的溶液混合而成：10％的牛血清蛋白溶液、10～50％的溴酚蓝溶液和40～80％的超纯水，并且牛血清蛋白溶液、溴酚蓝溶液和超纯水的体积百分比之和为100％；
步骤3，将所述混合溶液置于50～100℃条件下加热5～20min，得到胶体溶液，所述胶体溶液即为荧光纳米材料。
2.根据权利要求1所述的制备方法制备而成的荧光纳米材料。
3.根据权利要求2所述的荧光纳米材料在制备细胞荧光标记试剂中的应用。
4.根据权利要求2所述的荧光纳米材料在制备细胞影像成像试剂中的应用。
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