專利名稱：一種核殼型納米顆粒的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種復(fù)合型納米顆粒，具體涉及一種核殼型納米顆粒。
背景技術(shù)：
納米顆粒是指粒徑在1到100納米范圍內(nèi)的微小顆粒，由于這個尺度下物質(zhì)所呈現(xiàn)的特有磁、電、光等特性和功能，使納米顆粒的研究和應(yīng)用得以迅速發(fā)展。尤其是在生物成像及檢測應(yīng)用更為廣 泛，為了達(dá)到作為熒光標(biāo)記的生物應(yīng)用，制備水溶的、穩(wěn)定性分散性好的半導(dǎo)體量子點(diǎn)是十分必要的。金納米棒具有高穩(wěn)定性、低毒性等優(yōu)良性質(zhì)，II-VI族化合物半導(dǎo)體量子點(diǎn)其激發(fā)光譜在可見光范圍內(nèi)，且波長可連續(xù)分布，其可以在同一激發(fā)光源下，同時激發(fā)尺寸不同的同種晶體的量子點(diǎn)，可得到不同的可見光的發(fā)射光譜，進(jìn)行多元系列的熒光檢測。Peng 等人(Peng X. G. , SchLamp Μ. C. , Kadavanich Α. V. , EpitaxiaL growth of highLyLuminescent CdSe/CdS core/sheLL nanocrystaLs with photostabiLity and eLectronic accessibiLity, J.Am. Chem. Soc. 1997,119(30) :7019_7029.)用 Cd(CH3)2 等有機(jī)金屬化合物作原料，在CdSe表面覆蓋適當(dāng)厚度的CdS或ZnS制得核/殼結(jié)構(gòu)的CdSe/ CdS或CdSe/ZnS量子點(diǎn)，但是，得到的核殼型量子點(diǎn)雖然單分散性好，穩(wěn)定性強(qiáng)，量子產(chǎn)額高，但是光譜信號不強(qiáng)，也不易進(jìn)行生物檢測。油性量子點(diǎn)需要氯仿溶解才能轉(zhuǎn)為水性才能與生物分子結(jié)合，而水性量子點(diǎn)可以離心后就可直接與生物分子結(jié)合省去了繁瑣的轉(zhuǎn)換步驟。本發(fā)明利用水性量子點(diǎn)對金納米棒進(jìn)行層層包裹制備復(fù)合型的納米顆粒，此發(fā)明未見報道。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決已有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明公開了一種核殼型納米顆粒。一、本發(fā)明提供的一種核殼型的納米顆粒，見附圖1，所述的核殼型納米顆粒是內(nèi)核材料為金納米棒；中間層為二氧化硅及表面受體；外殼為水性CdTe量子點(diǎn)和生物分子的偶聯(lián)體；所述的金納米棒長度為50nm，長徑比為2-3 1 ；所述的包裹金納米棒的中間層二氧化硅的厚度為2-lOnm，金納米棒與二氧化硅的間距控制在3-5nm ；中間層引入的表面受體為3-氰基苯磺酰氯、平行巰基氨基苯(pABT)、異硫氰酸脂(RBITC)或2-萘磺酚(2-NAT)； 利用電荷相吸法使表面受體結(jié)合到金納米棒上；所述的生物分子的偶聯(lián)體有免疫球蛋白 IgG 或 8 抗體(anti-CEA8)。二、一種核殼型納米顆粒的制備方法，步驟和條件如下(1)內(nèi)核材料金納米棒，利用種子生長合成法制備以HAuCL4為原料，以NaBH4為還原劑，首先還原Au3+，得到直徑為3-4nm的金種子，HAuQ4與NaBH4的摩爾比為50 0. 02 ； 以Ag+為輔助離子，加入AgNO3, HAuQ4與AgNO3的摩爾比為50 4 ；加入十六烷基溴化銨為表面活性劑，HAuCL4與十六烷基溴化銨的摩爾比為50 0. 04 ；AgNO3和六烷基溴化銨均加入金種子溶液之后放入溫度為33°C的水浴箱中，24小時后獲得金納米棒；
(2)用二氧化硅包裹金納米棒 用離心法洗去步驟(1)得到的金納米棒表面層的十六烷基溴化銨，離心后的金納米棒加入液相色譜純級水，將金納米棒水溶液濃度調(diào)制為2mM，再將其加入濃度為IOmM 的乙醇硅酸乙酯溶液中，所述的金納米棒溶液與所述的乙醇硅酸乙酯溶液的體積比為 1 0.2-0. 8，調(diào)PH值為9，攪拌20秒并等待30分鐘作為一個周期，重復(fù)2-3個周期，靜置 24小時，獲得金納米棒/ 二氧化硅復(fù)合納米顆粒；(3)表面受體引入利用電荷相吸法，常溫下，把表面受體溶于液相色譜純級水中調(diào)節(jié)濃度為2mM，注入步驟(2)所制備的濃度為6mM的二氧化硅/金納米棒復(fù)合納米顆粒溶液中，表面受體與二氧化硅/金納米棒的摩爾比為2 3，攪拌，反應(yīng)40-60秒，使表面受體結(jié)合到二氧化硅/金納米棒上；中間層引入的表面受體為3-氰基苯磺酰氯、平行巰基氨基苯、異硫氰酸脂或2-萘磺酚； (4)利用水相法制備水性CdTe量子點(diǎn)以Te粉和NaBH4混合物作為前驅(qū)體，Te與 NaBH4摩爾比為0.6 2. 5;巰基丙酸為穩(wěn)定劑，巰基丙酸與氯化鎘混合液為反應(yīng)物；其中， Te 巰基丙酸0(1(^2摩爾比是0. 3 2. 5 1，反應(yīng)溫度為100°C，反應(yīng)時間為1_30小時， 得到水性CdTe量子點(diǎn)；(5)水性CdTe量子點(diǎn)與已經(jīng)引入表面受體的二氧化硅包裹的金納米棒的結(jié)合按水性CdTe量子點(diǎn)與IgG抗體的摩爾比為60 1配制水性量子點(diǎn)與IgG抗體的混合溶液； 把所述的混合溶液與已經(jīng)引入表面受體的二氧化硅包裹的金納米棒混合，所述的金納米棒與水性CdTe量子點(diǎn)的摩爾比為1 20，常溫下反應(yīng)30-60分鐘，獲得一種核殼型納米顆粒。三、應(yīng)用本發(fā)明的一種核殼型納米顆粒用于制備生物顯像劑、分子生物探針或靶向載藥的載體。所述的一種核殼型納米顆粒的應(yīng)用，其特征在于，生物顯像劑的用法如下將核殼型納米顆粒用液相色譜純級水溶解，濃度調(diào)制為6mM，制備成生物顯像劑；取IOOuL生物顯像劑靜脈注入，利用核殼型納米顆粒具有強(qiáng)的熒光特性，表面受體有光譜信號，通過生物成像系統(tǒng)觀察熒光信號，得到病灶的信息。所述的一種核殼型納米顆粒的應(yīng)用，其特征在于，分子生物探針的用法如下利用親水性生物高分子殼聚糖(chitosan)與已制備的核殼型的納米顆粒包裹制備分子生物探針，利用核殼型的納米顆粒的強(qiáng)的熒光特性可以進(jìn)入生物體內(nèi)細(xì)胞結(jié)合作為生物探針對疾病進(jìn)行早期診斷；其中，將核殼型納米顆粒和殼聚糖分別用液相色譜純級水溶解，納米顆粒的濃度為40mg/mL;殼聚糖與核殼型的納米顆粒質(zhì)量比為1 1，每次注入2mL;所述的一種核殼型納米顆粒的應(yīng)用，其特征在于，靶向載藥的載體的用法如下地塞米松(PLGA)或葉酸(folate acid)用來包裹核殼型的納米顆粒，利用核殼型的納米顆粒的強(qiáng)熒光特性可以對藥物包裹后的納米顆粒進(jìn)行生物成像；其中，地塞米松或葉酸用液相色譜純級水溶解，納米顆粒的濃度為40mg/mL;按藥物與核殼型的納米顆粒質(zhì)量比為1 1， 制成藥物與核殼型納米顆粒的復(fù)合體，采用靜脈注射的方式注入藥物與核殼型納米顆粒的復(fù)合體，每次注入5mL ；藥物與核殼型納米顆粒的復(fù)合體會成功的駐留在癌細(xì)胞表面；可以觀察到在腫瘤細(xì)胞周圍有熒光信號，同時獲得腫瘤大小和位置等信息；或者，載藥抵達(dá)癌細(xì)胞達(dá)到治療效果。
有益效果本發(fā)明提供了一種核殼型納米顆粒及制備方法。所述的核殼型的納米顆粒是內(nèi)核材料為金納米棒；中間層為二氧化硅及表面受體；外殼為水性CdTe量子點(diǎn)和生物分子的偶聯(lián)體。本發(fā)明是將具有磁電特性的納米粒子進(jìn)行層層包裹，利用微觀復(fù)合法水相合成穩(wěn)定性大于6個月，量子產(chǎn)率高達(dá)60%、毒性小、成本低，核殼型納米顆粒。很好的解決了納米粒子的水溶性問題。通過改變硅酸乙酯(TEOS)的量可以控制二氧化硅的厚度，從而來達(dá) 到更好控制二氧化硅與金納米棒間距的目的。在本發(fā)明給定的配比范圍內(nèi)，可以控制在2-lOnm，金納米棒與二氧化硅的間距控制在3-5nm。用APTMS、MPTMS及PVP等包裹CTAB的穩(wěn)定金納米棒制備二氧化硅層時，金納米棒表面形成的二氧化硅層是不均勻的。本發(fā)明的可以獲得包裹均勻結(jié)構(gòu)緊湊的納米顆粒， 同時提高納米材料的光學(xué)特性及磁特性，每個界面厚度均可達(dá)到3-5nm，磁電靈敏度提高 10%，進(jìn)一步提高了復(fù)合納米顆粒的生物兼容性。本發(fā)明的一種核殼型納米顆粒應(yīng)用于制備生物顯像劑、分子生物探針或靶向載藥的載體。利用核殼型納米顆粒具有強(qiáng)的熒光特性，表面受體有光譜信號，通過生物成像系統(tǒng)觀察熒光信號，得到病灶的信息。利用核殼型的納米顆粒的強(qiáng)的熒光特性可以進(jìn)入生物體內(nèi)細(xì)胞結(jié)合作為生物探針對疾病進(jìn)行早期診斷。藥物與核殼型納米顆粒的復(fù)合體會成功的駐留在癌細(xì)胞表面；可以觀察到在腫瘤細(xì)胞周圍有熒光信號，同時獲得腫瘤大小和位置等信息；或者，載藥抵達(dá)癌細(xì)胞達(dá)到治療效^ ο


圖1是本發(fā)明提供的一種核殼結(jié)構(gòu)的納米顆粒的結(jié)構(gòu)示意圖。粒徑可控制在幾到十幾納米。圖2是本發(fā)明提供的二氧化硅包裹金納米棒透射電鏡圖。圖3是本發(fā)明提供的一種核殼結(jié)構(gòu)的納米顆粒的發(fā)射光譜圖。圖4是本發(fā)明提供的實(shí)施例中不同制備時間得到的核殼結(jié)構(gòu)的納米顆粒的發(fā)射光譜圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1 一種核殼型納米顆粒的制法，步驟和條件如下(1)內(nèi)核材料金納米棒，利用種子生長合成法制備以HAuCL4為原料，以NaBH4為還原劑，首先還原Au3+，得到直徑為3-4nm的金種子，HAuQ4與NaBH4的摩爾比為50 0. 02 ； 以Ag+為輔助離子，加入AgNO3, HAuQ4與AgNO3的摩爾比為50 4 ；加入十六烷基溴化銨為表面活性劑，HAuCL4與十六烷基溴化銨的摩爾比為50 0. 04 ；AgNO3和六烷基溴化銨均加入金種子溶液之后放入溫度為33°C的水浴箱中，24小時后獲得金納米棒；(2)用二氧化硅包裹金納米棒用離心法洗去步驟(1)得到的金納米棒表面層的十六烷基溴化銨，離心后的金納米棒加入液相色譜純級水，將金納米棒水溶液濃度調(diào)制為2mM，再將其加入濃度為IOmM 的乙醇硅酸乙酯溶液中，所述的金納米棒溶液與所述的乙醇硅酸乙酯溶液的體積比為 1 0.2，調(diào)PH值為9，攪拌20秒并等待30分鐘作為一個周期，重復(fù)2-3個周期，靜置24小
時，獲得金納米棒/ 二氧化硅復(fù)合納米顆粒； (3)表面受體引入利用電荷相吸法，常溫下，把表面受體溶于液相色譜純級水中調(diào)節(jié)濃度為2mM，注入步驟(2)所制備的濃度為6mM的二氧化硅/金納米棒復(fù)合納米顆粒溶液中，表面受體與二氧化硅/金納米棒的摩爾比為2 3，攪拌，反應(yīng)40秒，使表面受體結(jié)合到二氧化硅/金納米棒上；中間層引入的表面受體為3-氰基苯磺酰氯；(4)利用水相法制備水性CdTe量子點(diǎn)以Te粉和NaBH4混合物作為前驅(qū)體，Te與 NaBH4摩爾比為0.6 2. 5;巰基丙酸為穩(wěn)定劑，巰基丙酸與氯化鎘混合液為反應(yīng)物；其中， Te 巰基丙酸0(1(^2摩爾比是0. 3 2. 5 1，反應(yīng)溫度為100°C，反應(yīng)時間為1小時，得到水性CdTe量子點(diǎn)；(5)水性CdTe量子點(diǎn)與已經(jīng)引入表面受體的二氧化硅包裹的金納米棒的結(jié)合按水性CdTe量子點(diǎn)與IgG抗體的摩爾比為60 1配制水性量子點(diǎn)與IgG抗體的混合溶液； 把所述的混合溶液與已經(jīng)引入表面受體的二氧化硅包裹的金納米棒混合，所述的金納米棒與水性CdTe量子點(diǎn)的摩爾比為1 20，常溫下反應(yīng)30分鐘，獲得一種核殼型納米顆粒。實(shí)施例2 —種核殼型納米顆粒的制法，步驟(2)所述的金納米棒溶液與所述的乙醇硅酸乙酯溶液的體積比為1 0.3;步驟(3)所述的反應(yīng)為50秒，中間層引入的表面受體為平行巰基氨基苯；步驟(4)所述的反應(yīng)時間為2小時；步驟(5)所述的常溫下反應(yīng)40 分鐘；其余的同實(shí)施例1。實(shí)施例3 —種核殼型納米顆粒的制法，步驟(2)所述的金納米棒溶液與所述的乙醇硅酸乙酯溶液的體積比為1 0.4;步驟(3)所述的反應(yīng)為60秒，中間層引入的表面受體為異硫氰酸脂；步驟(4)所述的反應(yīng)時間為6小時；步驟(5)所述的常溫下反應(yīng)45分鐘； 其余的同實(shí)施例1。實(shí)施例4 一種核殼型納米顆粒的制法，步驟(2)所述的金納米棒溶液與所述的乙醇硅酸乙酯溶液的體積比為1 0.6;步驟(3)所述的反應(yīng)為60秒，中間層引入的表面受體為2-萘磺酚；步驟(4)所述的反應(yīng)時間為8小時；步驟(5)所述的常溫下反應(yīng)50分鐘； 其余的同實(shí)施例1。實(shí)施例5 —種核殼型納米顆粒的制法，步驟(2)所述的金納米棒溶液與所述的乙醇硅酸乙酯溶液的體積比為1 0.8;步驟(3)所述的反應(yīng)為40秒，中間層引入的表面受體為3-氰基苯磺酰氯；步驟(4)所述的反應(yīng)時間為24小時；步驟(5)所述的常溫下反應(yīng)60 分鐘；其余的同實(shí)施例1。實(shí)施例6 —種核殼型納米顆粒的制法，步驟(2)所述的金納米棒溶液與所述的乙醇硅酸乙酯溶液的體積比為1 0.5;步驟(3)所述的反應(yīng)為50秒，中間層引入的表面受體為3-氰基苯磺酰氯；步驟(4)所述的反應(yīng)時間為30小時；步驟(5)所述的常溫下反應(yīng)30 分鐘；其余的同實(shí)施例1。實(shí)施例7—種核殼型納米顆粒的應(yīng)用本發(fā)明的一種核殼型納米顆粒用于制備生物顯像劑、分子生物探針或靶向載藥的載體。
所述的一種核殼型納米顆粒的應(yīng)用，其特征在于，生物顯像劑的用法如下將核殼型納米顆粒用液相色譜純級水溶解，濃度調(diào)制為6mM，制備成生物顯像劑；取IOOuL生物顯像劑靜脈注入，利用核殼型納米顆粒具有強(qiáng)的熒光特性，表面受體有光譜信號，通過生物成像系統(tǒng)觀察熒光信號，得到病灶的信息。所述的一種核殼型納米顆粒的應(yīng)用，其特征在于，分子生物探針的用法如下利用親水性生物高分子殼聚糖(chitosan)與已制備的核殼型的納米顆粒包裹 制備分子生物探針，利用核殼型的納米顆粒的強(qiáng)的熒光特性可以進(jìn)入生物體內(nèi)細(xì)胞結(jié)合作為生物探針對疾病進(jìn)行早期診斷；其中，將核殼型納米顆粒和殼聚糖分別用液相色譜純級水溶解，納米顆粒的濃度為40mg/mL;殼聚糖與核殼型的納米顆粒質(zhì)量比為1 1，每次注入2mL;所述的一種核殼型納米顆粒的應(yīng)用，其特征在于，靶向載藥的載體的用法如下地塞米松(PLGA)或葉酸(folate acid)用來包裹核殼型的納米顆粒，利用核殼型的納米顆粒的強(qiáng)熒光特性可以對藥物包裹后的納米顆粒進(jìn)行生物成像；其中，地塞米松或葉酸用液相色譜純級水溶解，納米顆粒的濃度為40mg/mL;按藥物與核殼型的納米顆粒質(zhì)量比為1 1， 制成藥物與核殼型納米顆粒的復(fù)合體，采用靜脈注射的方式注入藥物與核殼型納米顆粒的復(fù)合體，每次注入5mL ；藥物與核殼型納米顆粒的復(fù)合體會成功的駐留在癌細(xì)胞表面；可以觀察到在腫瘤細(xì)胞周圍有熒光信號，同時獲得腫瘤大小和位置等信息；或者，載藥抵達(dá)癌細(xì)胞達(dá)到治療效果。
權(quán)利要求
1. 一種核殼型的納米顆粒，其特征在于，其是內(nèi)核材料為金納米棒；中間層為二氧化硅及表面受體；外殼為水性CdTe量子點(diǎn)和生物分子的偶聯(lián)體；所述的金納米棒長度為 50nm，長徑比為2-3 1 ；所述的包裹金納米棒的中間層二氧化硅的厚度為2-lOnm，金納米棒與二氧化硅的間距控制在3-5nm ；中間層引入的表面受體為3-氰基苯磺酰氯、平行巰基氨基苯、異硫氰酸脂或2-萘磺酚；利用電荷相吸法使表面受體結(jié)合到金納米棒上；所述的生物分子的偶聯(lián)體有免疫球蛋白或8抗體。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種核殼型納米顆粒。所述的核殼型的納米顆粒是內(nèi)核材料為金納米棒；中間層為二氧化硅及表面受體；外殼為水性CdTe量子點(diǎn)和生物分子的偶聯(lián)體。將具有磁電特性的納米粒子進(jìn)行層層包裹，利用微觀復(fù)合法水相合成制成的核殼型納米顆粒的量子產(chǎn)率高達(dá)60％、毒性小、成本低，解決了納米粒子水溶性問題，穩(wěn)定性大于6個月、量子熒光產(chǎn)額達(dá)60％；通過改變硅酸乙酯的量控制二氧化硅的厚度及二氧化硅與金納米棒間距。同時提高納米材料的光學(xué)特性及磁特性，每個界面厚度均可達(dá)到3-5nm，磁電靈敏度提高10％，提高了復(fù)合納米顆粒的生物兼容性。所述的核殼型納米顆粒應(yīng)用于制備生物顯像劑、分子生物探針和靶向載藥載體。
文檔編號B01J13/02GK102350283SQ20111019625
公開日2012年2月15日 申請日期2011年7月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月14日
發(fā)明者劉麗煒, 張喜和, 胡思怡, 蔡紅星, 郭沫然 申請人:長春理工大學(xué)