用于生命體系檢測(cè)的熒光、磁共振雙功能納米超順磁粒子的制備方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種用于生命體系檢測(cè)的熒光、磁共振雙功能納米超順磁粒子的制備方法。該方法包括Fe3O4納米粒子的制備、8-[（氯乙酰基）氨基]喹啉的制備、QTEPA的制備；以及用QTEPA修飾Fe3O4納米粒子得到雙功能納米超順磁粒子的步驟。本發(fā)明專利技術(shù)將熒光分子通過(guò)二氧化硅修飾到納米超順磁性粒子表面，從而使得熒光分子在粒子表面密集，擴(kuò)大了該熒光分子對(duì)金屬鋅離子的熒光識(shí)別作用，降低了鋅離子濃度的檢測(cè)下限，即增強(qiáng)熒光分子對(duì)待檢測(cè)鋅離子的反饋?zhàn)饔茫涣硪环矫嬗捎谠摷{米粒子在水溶液中有良好的分散性，減小甚至消除熒光分子本身水溶性不好的應(yīng)用局限；同時(shí)本納米粒子具有好的超順磁性，可作為合適的T2型磁共振造影劑。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及一種納米超順磁粒子的制備方法，特別涉及一種。
技術(shù)介紹
鋅是一種重要的人體必需微量元素，廣泛分布于人體的細(xì)胞和體液中。目前，已知在活性中心處包含Zn2+的酶的數(shù)目超過(guò)1000種，在2007年Brookhaven蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)(PDB)所列舉的40000種蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)中約有5000種蛋白質(zhì)含有Zn2+。生物體內(nèi)Zn2+的檢測(cè)分析對(duì)研究蛋白結(jié)構(gòu)和功能、DNA和RNA合成、基因表達(dá)、新陳代謝和神經(jīng)退行性疾病(如阿爾茨海默氏癥等)的產(chǎn)生都有著重要意義。然而，Zn2+沒(méi)有空的d軌道和未成對(duì)電子，不能表現(xiàn)出 表現(xiàn)光譜或是磁信號(hào)，給人體內(nèi)的Zn2+研究帶來(lái)一定的困難。相對(duì)于其他常見(jiàn)的分析方法，熒光顯微成像技術(shù)是檢測(cè)生物體內(nèi)Zn2+最有效的手段之一。鋅離子熒光探針技術(shù)在方便快捷、靈敏度高和選擇性好和實(shí)時(shí)原位檢測(cè)等方面優(yōu)勢(shì)突出。使用熒光標(biāo)簽來(lái)標(biāo)記生物分子是生物和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中用于高靈敏度檢測(cè)目標(biāo)生物分子的重要手段之一。分子有機(jī)染料作為生物熒光探針已被廣泛應(yīng)用于診斷學(xué)和分子成像等生命科學(xué)中。然而大多數(shù)有機(jī)熒光探針對(duì)光不穩(wěn)定，且熒光光譜較寬，易受樣品本身熒光信號(hào)背景的干擾。具有特定的，高靈敏的探針?lè)肿映蔀檠芯康闹饕繕?biāo)。納米探針技術(shù)如無(wú)機(jī)發(fā)光量子點(diǎn)(luminescent quantumdots)和突光納米乳液微球(fluorescent latex nanoparticles),克服了有機(jī)染料的一些缺點(diǎn)。但是無(wú)機(jī)發(fā)光量子點(diǎn)由于其水溶性較差，黏度大，量子產(chǎn)率較低，且含有毒的金屬鎘化合物，因而在生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域受到一定的限制。因此，有機(jī)分子修飾的納米微球及以二氧化硅為代表的無(wú)機(jī)納米微球等作為負(fù)載熒光分子的基質(zhì)已成為納米熒光探針的研究熱點(diǎn)之一。這些納米上述基質(zhì)能實(shí)現(xiàn)較高的標(biāo)記率，大大提高了分析靈敏度，但絕大多數(shù)無(wú)機(jī)或有機(jī)高分子納米微球在標(biāo)記熒光分子和生物分子前需引入反應(yīng)活性較高的官能團(tuán)，隨著納米技術(shù)的發(fā)展，熒光探針?lè)肿优c納米材料的結(jié)合研究引起了化學(xué)工作者更廣泛的興趣。2008年，Bonancchi等研究證明了，將納米技術(shù)結(jié)合到熒光探針技術(shù)中，明顯的改進(jìn)了許多有機(jī)分子熒光探針檢測(cè)局限。在傳統(tǒng)的熒光化學(xué)傳感器中，受體對(duì)目標(biāo)的識(shí)別影響了單一的共價(jià)偶聯(lián)熒光基團(tuán)的性質(zhì)。而將合適的有機(jī)分子密集地修飾在納米氧化硅表面，使得熒光識(shí)別作用不再局限“原位”，能夠通過(guò)更為廣泛的“熒光集團(tuán)網(wǎng)絡(luò)”傳遞激發(fā)能量到結(jié)合位點(diǎn)，從而使得熒光強(qiáng)度倍增。Teolato等人也通過(guò)研究證明，通過(guò)將有機(jī)熒光分子修飾到二氧化硅表面，不僅保留了該有機(jī)熒光分子對(duì)于原有離子的識(shí)別功能，而且不受溶解性的限制，可以將該探針用于生物體系中。同時(shí)該有機(jī)熒光分子對(duì)于檢測(cè)物的靈敏度也大大增加，降低了對(duì)于待檢測(cè)粒子的檢測(cè)下限。另一方面，當(dāng)磁性Fe3O4納米微粒直徑小于某個(gè)臨界尺寸時(shí)(Fe3O4 < 30 nm),產(chǎn)生超順磁性，即在磁場(chǎng)中有較強(qiáng)磁性，沒(méi)有磁場(chǎng)時(shí)磁性很快消失，使得納米微粒在磁場(chǎng)中不會(huì)被永久磁化。并且由于該納米粒子具有良好的超順磁性和表面易功能化等特點(diǎn)，近年來(lái)，對(duì)超順磁性納米粒子的研究引起了人們廣泛關(guān)注。以Fe3O4為代表的磁性納米材料，經(jīng)過(guò)各種功能團(tuán)修飾后，以其特殊的納米效應(yīng)、超順磁性、準(zhǔn)確的靶向性和極低的毒副性，廣泛應(yīng)用于細(xì)胞分離、靶向藥物、核磁造影劑等領(lǐng)域。集熒光/磁性于一體的功能化納米復(fù)合離子，在生物、醫(yī)學(xué)和環(huán)境等領(lǐng)域都已有許多報(bào)道。本專利技術(shù)制備得到了用于生命體系檢測(cè)的熒光一磁共振造影雙功能納米超順磁粒子，利用磁共振造影儀定位病灶的同時(shí)，通過(guò)外加磁場(chǎng)定向引導(dǎo)磁性檢測(cè)試劑集中在特定部位，比如腦部等神經(jīng)系統(tǒng)，然后通過(guò)熒光進(jìn)行顯影不足示和表征
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是解決上述不足，提供一種。實(shí)現(xiàn)本專利技術(shù)目的的技術(shù)方案是一種；包括步驟一Fe3O4納米粒子的制備；步驟二 8 -喹啉的制備；步驟三用8 -喹啉制備N- (8-喹啉)-2-乙酰胺(QTEPA);步驟四將QTEPA通過(guò)StGber法修飾Fe3O4納米粒子得到產(chǎn)物雙功能納米超順磁粒子。上述的，步驟一為將六水合氯化鐵，四水合氯化亞鐵，一縮乙二醇依次加入到反應(yīng)容器中；將氫氧化鈉溶解在二乙二醇中，然后將該氫氧化鈉溶液加入到前述反應(yīng)容器中，混合均勻，將混合溶液加熱到19(T210°C，保持2小時(shí)，然后冷卻到室溫，將產(chǎn)物通過(guò)外加磁場(chǎng)分離，用乙醇和二次水分別洗滌六次，過(guò)濾得到產(chǎn)物，將其分散在二次水中待用。上述的，步驟二為將8-氨基喹啉，2-氯乙酰氯，吡啶依次加入到二氯甲烷中，保持(TC兩小時(shí)，將反應(yīng)液減壓出去，將產(chǎn)物用二氯甲烷作為淋洗劑，柱層析分離得到8 -喹啉，即為圖I中的“ I ”。上述的，步驟三為將(3-氨丙基)三乙氧基硅烷，8 -喹啉，無(wú)水碳酸鉀同時(shí)加入到無(wú)水乙腈中，得到混合物，將該混合物回流3小時(shí)，過(guò)濾，濾液靜置12小時(shí)以上后再次過(guò)濾，得到濾液，經(jīng)低壓旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)后得到黃色油狀物即為QTEPA，即為圖I中的“II”。上述的，步驟四為將步驟一制備的Fe3O4納米粒子分散到溶劑中，放入反應(yīng)容器中，超聲30分鐘讓體系分散均勻，之后將四乙氧基硅烷緩慢加入到分散體系中，繼續(xù)超聲I小時(shí)，使分散體系溫度維持在45飛(TC，得到反應(yīng)產(chǎn)物體系。再將反應(yīng)產(chǎn)物體系通過(guò)外加磁場(chǎng)分離，分別用乙醇和二次水洗滌多次后室溫真空干燥，得到初步產(chǎn)物；取干燥后的初步產(chǎn)物再次分散在溶劑中后置于另一反應(yīng)容器內(nèi)，超聲30分鐘，然后將步驟三得到的QTEPA加入到反應(yīng)容器中，繼續(xù)維持45飛(TC超聲2小時(shí)，通過(guò)外加磁場(chǎng)分離出產(chǎn)物，再分別用乙醇和二次水洗滌多次后，室溫真空干燥，得到最終產(chǎn)物雙功能納米超順磁粒子，表示為Fe3O4OSiO2-QTEPA。上述的，所述步驟一制備的Fe3O4納米粒子分散到溶劑中以及取干燥后的初步產(chǎn)物再次分散在溶劑中，所述溶劑為乙醇和醇和二次水的混合溶劑。本專利技術(shù)是利用熒光分子在超順磁性納米二氧化硅表面的修飾，得到具有對(duì)金屬鋅離子識(shí)別的超順磁性納米復(fù)合材料，實(shí)現(xiàn)該材料對(duì)金屬鋅離子的熒光識(shí)別并在外加磁場(chǎng)中方便的分離，同時(shí)利用粒子的超順磁性，該材料可以同時(shí)作為T(mén)2型磁共振造影劑，進(jìn)一步的在生物細(xì)胞中得以成功應(yīng)用。本專利技術(shù)具有積極的效果(I)本項(xiàng)目的研究目的就是結(jié)合這兩方面的研究，在熒光有機(jī)分子對(duì)鋅離子識(shí)別的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)熒光有機(jī)分子包覆對(duì)超順磁性Fe3O4粒子。利用熒光分子在二氧化硅表面的密集，從而擴(kuò)大了對(duì)金屬鋅離子的熒光識(shí)別作用，降低了鋅離子濃度的檢測(cè)下限從而增強(qiáng)熒光分子對(duì)待檢測(cè)離子的反饋?zhàn)饔茫丛鰪?qiáng)靈敏度；另一方面，利用該納米粒子在水溶液中良好的分散性，減小甚至消除熒光分子的應(yīng)用局限，如 溶解度，難以分離等。將達(dá)到擴(kuò)大對(duì)某些熒光分子的實(shí)際應(yīng)用范圍，使之可以用于細(xì)胞中鋅離 子的體外檢測(cè)，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)生物體內(nèi)的應(yīng)用。(2)由于該離子具有的超順磁性，利用外加磁場(chǎng)可以靶向目標(biāo)并且有利于分離，同時(shí)也可以作為T(mén)2型的磁共振造影劑。(3)同時(shí)利用超順磁性的納米材料的特點(diǎn)，在外加磁場(chǎng)中達(dá)到對(duì)磁性納米顆粒的分離，實(shí)現(xiàn)對(duì)樣品快捷的無(wú)損檢測(cè)。繼而將該復(fù)合材料應(yīng)用到細(xì)胞體外實(shí)驗(yàn)中，通過(guò)熒光顯微成像技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)相關(guān)疾病的診斷與解釋。最終實(shí)現(xiàn)該材料的細(xì)胞體內(nèi)熒光檢測(cè)應(yīng)用。附圖說(shuō)明為了使本專利技術(shù)的內(nèi)容更容易被清楚地理解，下面根據(jù)具體實(shí)施例并結(jié)合附圖，對(duì)本專利技術(shù)作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種用于生命體系檢測(cè)的熒光、磁共振雙功能納米超順磁粒子的制備方法；其特征在于：包括步驟一：制備Fe3O4納米粒子；步驟二：制備8？？？[（氯乙酰基）氨基]喹啉；步驟三：用8？？？[（氯乙酰基）氨基]喹啉制備N？（8？喹啉）？2？[3？（三乙氧基甲硅烷基）？丙氨基]乙酰胺；步驟四：用N？（8？喹啉）？2？[3？（三乙氧基甲硅烷基）？丙氨基]乙酰胺修飾Fe3O4納米粒子得到產(chǎn)物雙功能納米超順磁粒子。

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：邱琳，何衛(wèi)江，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：南京大學(xué)，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：