專利名稱：一種基于納米二氧化鈦的無(wú)毒熒光材料及其制備和應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種熒光材料及其制備和應(yīng)用，具體說(shuō)，是涉及一種基于納米二 氧化鈥的無(wú)毒熒光材料及其制備和應(yīng)用。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，納米技術(shù)被世界各國(guó)列為21世紀(jì)的關(guān)鍵技術(shù)之一。將納米技術(shù)、 分析化學(xué)、材料科學(xué)以及生物技術(shù)等多個(gè)研究領(lǐng)域相結(jié)合，尤其在納米尺度上 原位、活體、實(shí)時(shí)地獲取相關(guān)生物化學(xué)信息，已成為當(dāng)今化學(xué)與生物交界處的 前沿研究熱點(diǎn)。生物親和性功能化納米顆粒是納米技術(shù)、生物技術(shù)與材料制備 技術(shù)三項(xiàng)尖端技術(shù)結(jié)合的代表，是在納米尺度上研究細(xì)胞、亞細(xì)胞、單分子、 原子的行為和相互作用機(jī)理的新型納米材料。納米Ti02顆粒無(wú)毒、穩(wěn)定、有化學(xué)惰性、且價(jià)格低廉，容易再生和回收利 用，通過(guò)染料修飾、攙雜以及貴金屬的表面修飾可以很容易改變其光的吸收行 為等。但是，目前納米Ti02的研究更多的在于其光催化性能的研究，而其本身 的無(wú)毒特性，特別是與金納米顆粒及熒光物質(zhì)的耦聯(lián)制備無(wú)毒熒光材料及其在 生物體系中的應(yīng)用還是一片空白。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明需要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種基于納米二氧化鈦的無(wú)毒熒光材料 及其制備和應(yīng)用，以填補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的空白。本發(fā)明所述的基于納米二氧化鈦的無(wú)毒熒光材料，是由納米Ti02顆粒與染 料熒光素四甲基異硫氰酸羅丹明(TRITC)及金納米溶膠耦聯(lián)得到的 TiOrTRITC-Au熒光納米材料。所述Ti02-TRITC-Au熒光納米材料的制備工藝包括如下步驟1) 制備銳鈦礦晶型的納米Ti02顆粒；2) 制備金納米溶膠；3) 稱取染料熒光素四甲基異硫氰酸羅丹明(TRITC)，加入去離子水中，配制 成濃度為0.0025 ~ 0.0030g/mL的溶液；4) 加入銳鈦礦晶型的納米Ti02顆粒，在室溫下攪拌反應(yīng)2~4天；5) 停止反應(yīng)，室溫自然晾干，得到TRITC-Ti02固體；6) 稱取上述TRITC-Ti02固體，加入金納米溶膠中，在室溫下攪拌反應(yīng)30 ~ 40小時(shí)；7) 停止反應(yīng)，放入35 37'C的恒溫烘箱中干燥24~36小時(shí)，即得 Ti02-TRITC-Au熒光納米材料。所述銳鈦礦晶型的納米Ti02顆粒的平均粒徑為30~40 nm。 所述金納米溶膠的平均粒徑為8 12nm。所述TRITC和納米Ti02的質(zhì)量之比為0.048: 1 -0.052: 1，金納米溶膠和 TRITC-Ti02的質(zhì)量之比為0.052: 1 —0.048: 1。本發(fā)明所述的基于納米二氧化鈦的無(wú)毒熒光材料一Ti02-TRITC-Au熒光納 米材料可應(yīng)用于對(duì)卵巢癌細(xì)胞SKOV-3的免疫分析檢測(cè)。本發(fā)明的制備方法不僅能使熒光素毒性大大減小而光學(xué)活性基本不變，還能 使二氧化鈦的團(tuán)聚現(xiàn)象不影響其摻雜的熒光素的光學(xué)穩(wěn)定性，適合工業(yè)化批量 生產(chǎn)。所制備的Ti02-TRITC-Au熒光納米材料，具有無(wú)毒且光穩(wěn)定性優(yōu)良的特 殊性能，可應(yīng)用于對(duì)卵巢癌細(xì)胞SKOV-3的免疫分析檢測(cè)，且檢測(cè)靈敏度高，填 補(bǔ)了現(xiàn)有技術(shù)的空白。
圖i為熒光光譜分析圖；圖2為紫外-可見(jiàn)吸收光譜分析圖。
具體實(shí)施方式
下面通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn) 一步說(shuō)明，其目的僅在于更好理解本發(fā)明的內(nèi)容而非限制本發(fā)明的保護(hù)范圍 實(shí)施例11)制備銳鈦礦晶型的納米TiCb顆粒在4(TC水浴下，將lOmL鈦酸正丁酯滴加入不斷攪拌的40mL無(wú)水乙醇中；另配制10mL無(wú)水乙醇和2.5mL硝酸溶液(VH20: Vhno3=5:1 )的混合溶液，將 其逐滴加入到鈦酸正丁酯和無(wú)水乙醇的溶液中，攪拌至粘稠狀，得到淡黃色凝 膠；將淡黃色凝膠置于80'C恒溫烘箱中干燥，然后置于馬弗爐中在500'C焙燒4 h,出爐冷卻后用瑪瑙研缽研磨成細(xì)粉末，即得平均粒徑為30 40 nm的銳鈦礦 晶型的納米Ti02顆粒。2) 制備金納米溶膠將100 mL水加入碘量瓶中，在冰水浴和不斷攪拌下，加入0.7 mL 1 % HAuCl4 溶液并攪拌1 min;加入1 mL 1% C6H5Na307溶液后，再攪拌1 min;加入1 mL 0.75。/。的NaBH4溶液，溶液顏色瞬間由淡金黃色轉(zhuǎn)變?yōu)榫萍t色，繼續(xù)在冰水浴條 件下充分?jǐn)嚢? min，即得平均粒徑為8~12nm的金納米溶膠。3) 稱取0.01g染料熒光素四甲基異硫氰酸羅丹明(TRITC),加入:3.WmL去 離子水中，配制成溶液；4) 加入0.2g銳鈦礦晶型的納米TiO2顆粒，在室溫下攪拌反應(yīng)2 4天；5) 停止反應(yīng)，室溫自然晾干，得到TRITC-Ti02固體；6) 稱取上述TRITC-Ti02固體0.1069 g,加入1.86 mL金納米溶膠中，在室 溫下攪拌反應(yīng)30 40小時(shí)；7) 停止反應(yīng)，放入37 °C的恒溫烘箱中干燥24 ~ 36小時(shí)，即得 Ti02-TRITC-Au熒光納米材料。由圖1的熒光光譜分析圖可知Ti02-TRITC-Au (圖lc)熒光納米顆粒有很 好的光學(xué)穩(wěn)定性能。純TRITC (圖la)的光強(qiáng)約2000a,u.,修飾上納米Ti02 (圖lb)后，光強(qiáng)急促下降至200 a.u.左右，熒光強(qiáng)度減少了10倍，可視為發(fā) 生了熒光猝滅現(xiàn)象。但加入納米Au后，熒光強(qiáng)度回升至2340 a.u.左右，比原 有的TRITC熒光顆粒的強(qiáng)度還要高，并解決了核殼型熒光納米顆粒的熒光穩(wěn)定 性的問(wèn)題。由圖2的紫外-可見(jiàn)吸收光譜分析圖可知Ti02-TRITC-Au熒光納米顆粒 有較好的紫外吸收能力。圖2a為TRITC的紫外吸收譜圖，在500 nm處有最大 吸收。合成的納米Ti02 (圖2d)在210nm、 350 nm出現(xiàn)一對(duì)較弱的吸收峰， 而合成的納米Au (圖2b)則在~ 550 nm位置出現(xiàn)最大吸收峰。終產(chǎn)品 Ti02-TRITC-Au (圖2c)納米顆粒有類似于原料TRITC的階躍并且最大吸收峰 的位置與納米Au的最大吸收峰相 一致，表明Ti02-TRITC-Au是以化學(xué)鍵合的形式相連接的，并且有較高的紫外-可見(jiàn)的光吸收的能力。將本實(shí)施例所制備的Ti02-TRITC-Au熒光納米材料，按照對(duì)卵巢癌細(xì)胞 SKOV-3的免疫分析檢測(cè)的常規(guī)條件進(jìn)行檢測(cè)實(shí)驗(yàn)即，將0.75 mL anti-HER2 抗體加入TRITC-Ti02-Au熒光納米粉體中，然后加入1.0mL水，攪拌反應(yīng)；離 心，貯存于1%雙抗(青霉素和鏈霉素)的水溶液中，放置冰箱內(nèi)備用；利用 抗體抗原的特定性免疫反應(yīng)進(jìn)行檢測(cè)。檢測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明連接了 TRITC-Ti02-Au熒光納米顆粒的抗體HER2可以非?？焖俚刈R(shí)別卵巢癌細(xì)胞 (SKOV-3)的表面抗原蛋白，大大地提高了免疫反應(yīng)的靈敏度，也為臨床的免疫 檢測(cè)提供了一種新的材料和方法。
權(quán)利要求
1.一種基于納米二氧化鈦的無(wú)毒熒光材料，其特征在于，所述熒光材料是由納米TiO2顆粒與染料熒光素四甲基異硫氰酸羅丹明及金納米溶膠耦聯(lián)得到的TiO2-TRITC-Au熒光納米材料。
2. —種權(quán)利要求l所述的基于納米二氧化鈦的無(wú)毒熒光材料的制備工藝， 其特征在于，所述工藝包括如下步驟1) 制備銳鈦礦晶型的納米Ti02顆粒；2) 制備金納米溶膠； ，3) 稱取染料熒光素四甲基異硫氰酸羅丹明，加入去離子水中，配制成濃度 為0.0025 ~ 0.0030g/mL的溶液；4) 加入銳鈦礦晶型的納米Ti02顆粒，在室溫下攪拌反應(yīng)2~4天；5) 停止反應(yīng)，室溫自然晾干，得到TRITC-Ti02固體；6) 稱取上述TRITC-Ti02固體，加入金納米溶膠中，在室溫下攪拌反應(yīng)30~ 40小時(shí)；7)停止反應(yīng)，放入35 37'C的恒溫烘箱中干燥24~36小時(shí)，即得 Ti02-TRITC-Au熒光納米材料。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于納米二氧化鈦的無(wú)毒熒光材料的制備工藝， 其特征在于，所述銳鈥礦晶型的納米Ti02顆粒的平均粒徑為30 40nm。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于納米二氧化鈦的無(wú)毒熒光材料的制備工藝， 其特征在于，所述金納米溶膠的平均粒徑為8 12nm。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于納米二氧化鈦的無(wú)毒熒光材料的制備工藝， 其特征在于，所述TRITC和納米Ti02的質(zhì)量之比為0.048: 1 ~ 0.052: 1,金納 米溶膠和TRITC-Ti02的質(zhì)量之比為0.052: 1 -0.048: 1。
6. —種權(quán)利要求l所述的基于納米二氧化鈦的無(wú)毒熒光材料的應(yīng)用，其特 征在于，所述熒光材料用于對(duì)卵巢癌細(xì)胞SKOV-3的免疫分析檢測(cè)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種基于納米二氧化鈦的無(wú)毒熒光材料，其是由納米TiO<sub>2</sub>顆粒與熒光素TRITC及金納米溶膠耦聯(lián)得到的TiO<sub>2</sub>-TRITC-Au熒光納米材料。所述熒光材料是通過(guò)先將納米TiO<sub>2</sub>顆粒加入熒光素TRITC水溶液中，制備TRITC-TiO<sub>2</sub>固體，然后將TRITC-TiO<sub>2</sub>固體加入金納米溶膠中反應(yīng)而得。本發(fā)明的制備方法不僅能使熒光素毒性大大減小而光學(xué)活性基本不變，還能使二氧化鈦的團(tuán)聚現(xiàn)象不影響其摻雜的熒光素的光學(xué)穩(wěn)定性，適合工業(yè)化批量生產(chǎn)。所制備的TiO<sub>2</sub>-TRITC-Au熒光納米材料，具有無(wú)毒且光穩(wěn)定性優(yōu)良的特殊性能，可應(yīng)用于對(duì)卵巢癌細(xì)胞SKOV-3的免疫分析檢測(cè)，且檢測(cè)靈敏度高。
文檔編號(hào)G01N33/533GK101240167SQ200810033970
公開(kāi)日2008年8月13日 申請(qǐng)日期2008年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月28日
發(fā)明者朱佩思, 黃杉生 申請(qǐng)人:上海師范大學(xué)