專利名稱：一種混合(FITC/SiO₂-CdTe QDs)-SiO₂超級結(jié)構(gòu)編碼顆粒的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制備一種編碼納米顆粒的方法，尤其涉及一種混合(FITC/SiO2-CdTeQDs) -SiO2超級結(jié)構(gòu)編碼顆粒的制備方法。
背景技術(shù)：
熒光編碼技術(shù)，是將兩種或多種不同顏色的熒光染料或量子點(diǎn)整合在微米或納米材料中，通過控制熒光物質(zhì)的種類、比例和濃度來實(shí)現(xiàn)編碼，這些不同種類、不同比例和不同濃度的熒光物質(zhì)的組合代表了不同的熒光特征，可用來標(biāo)識某一特定的生命物質(zhì)或事件，有望在癌癥的診斷和治療中得到應(yīng)用。但在國內(nèi)較多的是單一熒光元素，如單一使用有 機(jī)熒光染料或直接使用多色量子點(diǎn)編碼，且制備條件苛刻，毒性大，表面修飾難，未有商品化的熒光編碼微球。多重生化分析中無復(fù)雜儀器設(shè)備和過程的要求驅(qū)使了編碼熒光探針的巨大發(fā)展。有機(jī)熒光分子和量子點(diǎn)作為典型的熒光編碼元素，能結(jié)合在不同的納米顆粒(如SiO2納米顆粒、聚合物納米顆粒等)上作為高質(zhì)量的熒光編碼元素。有機(jī)熒光分子摻雜的納米顆粒具有改良后的高光穩(wěn)定性、強(qiáng)熒光信號，能作為超靈敏生物檢測探針。但是，現(xiàn)行的幾種有機(jī)熒光分子被同一激發(fā)光激發(fā)并區(qū)分開其熒光光譜是很困難的，這也限制了有機(jī)熒光分子編碼的數(shù)量及應(yīng)用。而量子點(diǎn)具有良好的熒光穩(wěn)定性、連續(xù)的激發(fā)光譜、窄而對稱的發(fā)射光譜、可隨顆粒大小調(diào)諧的熒光發(fā)射等光學(xué)特征，是制備編碼熒光納米顆粒的理想熒光編碼元素。二氧化硅納米顆粒(SiO2NPs)具有制備簡單、表面光滑且透明，及生物相容性好等優(yōu)點(diǎn)。且利用硅烷偶聯(lián)劑易對二氧化硅表面改性，可以獲得帶有氨基、巰基及羧基等不同化學(xué)基團(tuán)的納米粒子，從而為二氧化硅的生物應(yīng)用提供了保證。因此，將有機(jī)熒光分子和量子點(diǎn)組裝于功能化的二氧化硅表面可以制得發(fā)光性能優(yōu)異的顆粒。通過改變編碼元素的量和顏色可以制得具有不同編碼信號的熒光納米顆粒。因此，此類具有生物相容性且發(fā)光性能優(yōu)異的熒光納米顆粒在分子生物學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)、基因組學(xué)以及高通量藥物分析等研究領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的不足提供一種具有低毒、水溶、高生物相容等特性的(FITC/Si02-CdTe QDs)-SiO2超級結(jié)構(gòu)編碼顆粒的制備方法。為解決該技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為一種混合(FnC/Si02-CdTe QDs)-SiO2超級結(jié)構(gòu)編碼顆粒的制備方法，其特征在于包括以下步驟A、CdTe量子點(diǎn)的制備稱取適量谷胱甘肽和CdCl2 · 2. 5H20溶于50mL水中，調(diào)節(jié)pH=ll. 0，通隊(duì)除氧，然后加入NaHTe，確保Te和Cd的物質(zhì)的量比為I : 5，95°C反應(yīng)10小時，制得CdTe量子點(diǎn)溶液，用乙醇離心沉降得CdTe量子點(diǎn)顆粒，并用乙醇洗滌，真空干燥后備用。B、表面氨基功能化的FITC/Si02納米顆粒的制備氮?dú)獗Ｗo(hù)下，將異硫氰酸熒光素(FITC)溶于N，N' - 二甲基甲酰胺(DMF)中，加入3_氨丙基三甲氧基硅烷(APTS)攪拌反應(yīng)12小時，得到FITC-APTS偶合物；取一定量偶合物，加入乙醇、氨水、正硅酸乙酯(TE0S)，攪拌反應(yīng)24小時得到FITC/Si02熒光納米顆粒溶液，再加入3-氨丙基三甲氧基硅烷溶液，其中異硫氰酸熒光素、3-氨丙基三甲氧基硅烷、正硅酸乙酯、氨水、N，N' -二甲基甲酰胺和乙醇的物質(zhì)的量比為2 5 9 55 143 632，繼續(xù)攪拌反應(yīng)24小時得到表面氨基功能化的FITC/Si02納米顆粒，離心沉降， 用乙醇洗漆3-4次,干燥后備用。C、FITC/Si02-CdTe QDs 顆粒的制備將CdTe量子點(diǎn)和表面氨基功能化的FITC/Si02納米顆粒按質(zhì)量比I : 4，經(jīng)I-乙基-3- (3-甲基氨基丙基)碳二亞胺鹽酸鹽(EDC · HCl)脫水縮合，使CdTe量子點(diǎn)組裝于FITC/Si02納米顆粒表面，得到FITC/Si02_CdTe QDs編碼顆粒前驅(qū)。D、取FITC/Si02-CdTe QDs顆粒在重蒸水中超聲分散，加入乙醇，再加入3_氨丙基三甲氧基硅烷和正硅酸乙酯，3-氨丙基三甲氧基硅烷、正硅酸乙酯、FITC/Si02-CdTeQDs顆粒和乙醇的質(zhì)量比為2 9 16 3160，遮光攪拌反應(yīng)24小時得到混合(FITC/SiO2-C(ITeQDs)-SiO2多層結(jié)構(gòu)編碼顆粒。由于編碼顆粒同時載有熒光染料和量子點(diǎn)兩種編碼元素，所以能在同一波長光的激發(fā)下，同時具有兩個區(qū)分良好的熒光發(fā)射峰，這主要是因?yàn)榱孔狱c(diǎn)的激發(fā)波長連續(xù)，單一激發(fā)光就可以使不同顏色的量子點(diǎn)同時發(fā)光。另外，合成的熒光編碼顆粒，在水中的分散性較好，以水溶液或顆粒狀放置7個月后，仍然具有較強(qiáng)的熒光，證明其光穩(wěn)定性較好。且表面修飾了氨基，易于與生物分子相結(jié)合。


圖1，F(xiàn)ITC熒光光譜2，F(xiàn)ITC/Si02納米顆粒熒光光譜3，F(xiàn)ITC/Si02納米顆粒熒光泄漏水膠液熒光光譜4，F(xiàn)ITC/Si02納米顆粒熒光泄漏上清液熒光光譜5，混合(FITC/Si02-CdTe QDs) SiO2多層結(jié)構(gòu)編碼納米顆粒熒光光譜圖
具體實(shí)施例方式第一步CdTe量子點(diǎn)的制備CdTe量子點(diǎn)的制備方法稱取Te粉O. 04g, NaBH4L Og,加入至25mL 二頸燒瓶中，抽真空，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下注入12mL除氧的二次蒸餾水，攪拌至反應(yīng)完全，得到NaHTe溶液。按Te和Cd的物質(zhì)的量比為I 5，稱取O. 1790g CdCl2 ·2· 5Η20，0· 2898g谷胱甘肽于IOOmL的三頸燒瓶中，加入50mL 二次蒸懼水,攪拌溶解,調(diào)節(jié)pH=ll. 0,通隊(duì)除氧30min,密封，在N2保護(hù)下，注入6mLNaHTe溶液，95°C反應(yīng)10小時，制得CdTe量子點(diǎn)溶液，以CdTe量子點(diǎn)溶液乙醇=1 : 2 (體積比)離心沉降CdTe量子點(diǎn)顆粒并洗滌3-4次后，真空干燥保存，備用。第二步表面氨基功能化的FITC/Si02納米顆粒的制備取兩個潔凈、干燥的25mL 二頸燒瓶,用8%的氟化氫溶液浸泡2小時,洗凈烘干備用，編號I、II。按異硫氰酸熒光素、3-氨丙基三甲氧基硅烷、正硅酸乙酯、氨水、N，N' -二甲基甲酰胺和乙醇的物質(zhì)的量比為2 5 9 55 143 632，稱取O. 0406g FITC加入I號25mL 二頸燒瓶中，再加入5mL DMF使FITC溶解，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下注入200 μ L APTS溶液，遮光攪拌12小時，得到FITC-APTS偶合溶液。取II號25mL 二頸燒瓶，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下注入ImL FITC-APTS偶合溶液，加入18. 5mL乙醇、I. 9m L氨水、I. OmL TEOS,遮光攪拌反應(yīng)24小時，得到FITC/Si02熒光納米顆粒溶液，為使FITC/Si02納米顆粒表面氨基功能化，再續(xù)注入O. 05mLAPTS,繼續(xù)攪拌反應(yīng)2小時，得到表面氨基功能化的FITC/Si02納米顆粒水膠液。得到的水膠液在1200rmp下離心，用乙醇洗滌3_4次，得到表面氨基功能化FITC/Si02納米顆粒，干燥密封保存。稱取FITC和FITC/Si02m米顆粒10mg，分別溶解于3mL蒸餾水中，超聲lOmin，取200 μ L配成IOmL溶液，測得的異硫氰酸熒光素的熒光光譜圖如圖I所示，F(xiàn)ITC/Si02納米顆粒的熒光光譜圖如圖2所示。由圖I可知在激發(fā)波長為370nm時，異硫氰酸熒光素的最大激發(fā)波長位于515nm，且強(qiáng)度可達(dá)838a. U。從圖2中可以看出FITC/Si02納米顆粒的最大發(fā)射波長位于520nm處，但強(qiáng)度較弱，僅為約198a. U。比較圖I和圖2的圖譜，異硫氰酸熒光素的圖譜存在明顯的拖尾現(xiàn)象，圖譜對稱性差，而FITC/Si02納米顆粒雖然因異硫氰酸熒光素被包被在二氧化硅內(nèi)部而使熒光強(qiáng)度減弱，但其熒光譜圖更加對稱，拖尾現(xiàn)象明顯減輕。表明已經(jīng)將FITC摻雜入SiO2中，得到了 FITC/Si02熒光納米顆粒。稱取FITC/Si02熒光納米顆粒IOmg溶于3mL 二次蒸懼水中，超聲IOmin得到水膠液,取20 μ L水膠液置于比色管中配制成IOmL,測其突光圖譜,編號為11。將剩余水膠液恒溫超聲Ih,在1200rmp下離心，取上清液20 μ L置于比色管中配制成10mL，測其熒光圖譜，編號為21。然后傾去上清液，將剩余的FITC/Si02熒光納米顆粒干燥，溶于3mL水中，按上述步驟重復(fù)操作數(shù)次分別測水膠液和上清液的熒光圖譜，并編號，得到了 FITC/Si02NPs顆粒水膠液熒光泄漏圖譜，如圖3所示，和FITC/Si02NPs顆粒上清液熒光泄漏圖譜，如圖4所示。比較圖3、圖4，可看出隨著超聲次數(shù)的增加，水膠液的熒光強(qiáng)度先減弱后增強(qiáng)，隨后又減弱，而上清液的熒光強(qiáng)度先增大后減弱，且在超聲約6次后，上清液的熒光強(qiáng)度可減弱至零，而水膠液仍然具有一定強(qiáng)度的熒光。表明合成的有機(jī)染料摻雜的二氧化硅熒光納米顆粒的熒光性能比較穩(wěn)定。第三步FITC/Si02_CdTeQDs 顆粒的制備按CdTe量子點(diǎn)和表面氨基功能化的FITC/Si02納米顆粒按質(zhì)量比I : 4，稱取CdTe量子點(diǎn)顆粒和表面氨基功能化的FITC/Si02納米顆粒分別在2mL重蒸水中超聲分散，并轉(zhuǎn)入25mL的二頸燒瓶中，加入O. 5mL磷酸緩沖溶液和2mg EDC .HCl,遮光攪拌反應(yīng)24小時，離心傾析除去未反應(yīng)的試劑，并用重蒸水洗滌3-4次，得到FITC/Si02_CdTe QDs顆粒前驅(qū)。第四步混合(FITC/Si02-CdTe QDs)-SiO2超級結(jié)構(gòu)編碼顆粒的制備按3-氨丙基三甲氧基硅烷、正硅酸乙酯、FITC/Si02-CdTe QDs顆粒和乙醇的質(zhì)量比為2 : 9 : 16 3160，將制得的FITC/Si02_CdTe QDs顆粒用ImL重蒸水超聲分散，置于干燥潔凈的251^二頸燒瓶中，加入41!^乙醇，2 4 1^ APTSUOyL TEOS，遮光攪拌反應(yīng)24h。APTS和TEOS在FITC/Si02_CdTe QDs表面濃縮水解形成一層SiO2殼，構(gòu)建了混合(FITC/SiO2-CdTe QDs)-SiO2多層結(jié)構(gòu)編碼顆粒。反應(yīng)后的混合液1200rmp下離心，并用乙醇洗滌3-4次，超聲分散于5mL重蒸水中備用。稱取合成的(FITC/Si02_CdTe QDs)-SiO2多重復(fù)合結(jié)構(gòu)編碼熒光納米顆粒IOmg分散在3mL 二次蒸餾水中，超聲IOmin得到水膠液，取水膠液20 μ L在比色管中配成10mL，測得了(FITC/Si02_CdTe QDs)-SiO2多重復(fù)合結(jié)構(gòu)編碼熒光納米顆粒的熒光圖譜，如圖5所示，圖譜表明，在同一波長的激發(fā)光激發(fā)下，合成的編碼熒光 納米顆粒下具有兩個熒光發(fā)射峰，分別為異硫氰酸羅丹明熒光素在518nm處產(chǎn)生的強(qiáng)度為322的熒光峰，和CdTe量子點(diǎn)在607nm處產(chǎn)生的強(qiáng)度為559的熒光峰。具備了同時顯示雙重?zé)晒庑盘柕男阅堋?br> 權(quán)利要求
1.一種混合(FITC/Si02-CdTe QDs)-SiO2超級結(jié)構(gòu)編碼顆粒的制備方法，其特征在于包括以下步驟 A、CdTe量子點(diǎn)的制備 稱取谷胱甘肽和CdCl2 2. 5H20溶于水中，調(diào)節(jié)？11=11.0，通隊(duì)除氧，然后加入NaHTe，其中Te和Cd的物質(zhì)的量比為I : 5，95°C下反應(yīng)10小時，制得CdTe量子點(diǎn)溶液，用乙醇離心沉降得CdTe量子點(diǎn)顆粒，并用乙醇洗滌，真空干燥后備用； B、表面氨基功能化的FITC/Si02納米顆粒的制備 氮?dú)獗Ｗo(hù)下，將異硫氰酸熒光素溶于N，N' -二甲基甲酰胺中，加入3-氨丙基三甲氧基硅烷攪拌反應(yīng)12小時，得到FITC-APTS偶合物；然后加入乙醇、氨水、正硅酸乙酯，攪拌反應(yīng)24小時得到FITC/Si02熒光納米顆粒溶液，再加入3-氨丙基三甲氧基硅烷溶液，其中異硫氰酸熒光素、3-氨丙基三甲氧基硅烷、正硅酸乙酯、氨水、N，N' -二甲基甲酰胺和乙醇的物質(zhì)的量比為2 5 9 55 143 632，繼續(xù)攪拌反應(yīng)24小時得到表面氨基功能化的FITC/Si02納米顆粒，離心沉降，用乙醇洗滌3-4次，干燥后備用； C、FITC/Si02_CdTeQDs 顆粒的制備 將CdTe量子點(diǎn)和表面氨基功能化的FITC/Si02納米顆粒按質(zhì)量比I : 4，經(jīng)I-乙基-3- (3-甲基氨基丙基)碳二亞胺鹽酸鹽脫水縮合，使CdTe量子點(diǎn)組裝于FITC/Si02納米顆粒表面，得到FITC/Si02_CdTe QDs編碼顆粒前驅(qū)； D、取FITC/Si02_CdTeQDs顆粒在重蒸水中超聲分散，加入乙醇，再加入3-氨丙基三甲氧基硅烷和正硅酸乙酯，3-氨丙基三甲氧基硅烷、正硅酸乙酯、FITC/Si02-CdTe QDs顆粒和乙醇的質(zhì)量比為2 9 16 3160，遮光攪拌反應(yīng)24小時得到混合(FITC/Si02_CdTeQDs)-SiO2多層結(jié)構(gòu)編碼顆粒。
全文摘要
一種混合(FITC/SiO2-CdTe QDs)-SiO2超級結(jié)構(gòu)編碼顆粒的制備方法，用谷胱甘肽、CdCl2·2.5H2O、NaHTe制備CdTe量子點(diǎn)(QDs)顆粒。用異硫氰酸熒光素、3-氨丙基三甲氧基硅烷制備FITC-APTS偶合物，再制備FITC/SiO2熒光納米顆粒溶液，繼續(xù)加入3-氨丙基三甲氧基硅烷溶液，得到表面氨基功能化FITC/SiO2納米顆粒。將CdTe量子點(diǎn)和表面氨基功能化的FITC/SiO2納米顆粒按質(zhì)量比1︰4，經(jīng)EDC·HCl脫水縮合，制FITC/SiO2-CdTe QDs編碼顆粒前驅(qū)，再包覆一層SiO2，得到終產(chǎn)品。該方法制備的產(chǎn)品具有低毒、水溶、生物相容等特性。
文檔編號C09K11/88GK102807868SQ20121026934
公開日2012年12月5日 申請日期2012年7月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月31日
發(fā)明者黃朝表, 劉淑賢, 董美婷, 徐靜怡, 梁孟超 申請人:浙江師范大學(xué)