一种水溶性Mn制造技术

一种水溶性Mn

A water-soluble Mn

A water-soluble Mn

【技术实现步骤摘要】
一种水溶性Mn2+功能化的硅纳米粒子的制备方法
本专利技术属于纳米材料制备领域，特别涉及一种水溶性Mn2+功能化的硅纳米粒子的制备方法。
技术介绍
硅纳米粒子作为一种新颖的荧光纳米材料，具有抗光漂白能力强，荧光量子产率高，毒性低以及生物相容性好等优点，使得其在生物荧光成像领域有非常好的应用前景。目前对硅纳米粒子的研究主要集中在其合成条件的简化以及单模态生物荧光成像领域。目前Mn2+掺杂的硅纳米粒子的制备主要在高温，强还原剂的条件下进行。Tilley,R.D.(J.Phys.Chem.Lett,2015,6,1573-1576)以四氯化硅(SiCl4)作为硅源，在无水无氧的条件下使用强还原剂LiAlH4还原SiCl4和MnCl2制得了Mn2+掺杂的硅纳米粒子。Kauzlarich,S.M.(J.Am.Chem.Soc.2010,132,2016–2023)以硅(Si)为硅源，氢化钠(NaH)为还原剂，在无水无氧高达500℃的高温条件下制得了Mn2+掺杂的硅纳米粒子。然而这些合成方法都需要在高温或者强还原剂存在下进行，增加了对实验设备的要求以及实验的危险性。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对上述存在的问题，提供一种在常温常压下合成水溶性Mn2+功能化的硅纳米粒子的制备方法。该方法是以水为溶剂，N-(2-氨乙基)-3-氨丙基三乙氧基硅烷(N-APTES)为硅源，抗坏血酸钠(AS)为还原剂，乙二胺四乙酸锰钠盐(EDTA-MnNa2)为Mn2+试剂，在常温常压下进行合成。合成过程简单，反应条件温和，合成的硅纳米粒子具有较低的毒性及良好的生物相容性，并具有荧光和磁共振双模态成像能力。本专利技术的技术方案：一种在常温常压下以水为溶剂合成水溶性Mn2+功能化的硅纳米粒子的制备方法，包括以下步骤：1)将1-3mLN-(2-氨乙基)-3-氨丙基三乙氧基硅烷加入到5-8mL水中，磁力搅拌3-5min，得到水解液，将1-3mL新鲜配制的0.1mol/L的抗坏血酸钠溶液加入到水解液中，磁力搅拌25-30min，得到硅纳米粒子储备液；2)将乙二胺四乙酸锰钠盐加入到水中，磁力搅拌1-3min，使乙二胺四乙酸锰钠盐充分溶解，用盐酸调节pH值为4-6，然后加入0.3350g1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDC)和0.5035gN-羟基丁二酰亚胺(NHS)，磁力搅拌30min，得到活化的乙二胺四乙酸锰钠溶液；3)将步骤1)中得到的储备液加入到步骤2)得到的乙二胺四乙酸锰钠溶液中，常温常压下反应12h，得到水溶性Mn2+功能化的硅纳米粒子溶液；4)采用透析的方法透析步骤3)得到的溶液，得到纯净的水溶性Mn2+功能化的硅纳米粒子溶液，冻干，备用。所述步骤1)中N-(2-氨乙基)-3-氨丙基三乙氧基硅烷与抗坏血酸钠的摩尔比为1：0.070-0.098。所述步骤2)中乙二胺四乙酸锰钠盐与1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐和0.5035gN-羟基丁二酰亚胺的摩尔比为0.25-0.75:1:2.5。所述步骤1)中N-(2-氨乙基)-3-氨丙基三乙氧基硅烷与步骤2)中的乙二胺四乙酸锰钠盐的摩尔比为1:0.25-0.75。所述步骤4)中透析袋的分子截留量为1000Da，每隔3-4h换一次水，共换3-4次水，透析时间10-12h。本专利技术的有益效果是：以水为溶剂，在常温常压下合成水溶性Mn2+功能化的硅纳米粒子。合成过程简单，反应条件温和，合成的硅纳米粒子具有较低的毒性及良好的生物相容性，并具有荧光和磁共振双模态成像能力。附图说明图1为实施例1合成的水溶性Mn2+功能化的硅纳米粒子的TEM。图2为实施例1合成的水溶性Mn2+功能化的硅纳米粒子的HRTEM。图3为实施例1合成的水溶性Mn2+功能化的硅纳米粒子的紫外-可见吸收谱图及荧光发射(Em＝512nm)谱图。图4为实施例1合成的水溶性Mn2+功能化的硅纳米粒子的室温及365nm紫外灯箱中的图片。图5为实施例1合成的水溶性Mn2+功能化的硅纳米粒子的小鼠磁共振成像图。具体实施方式实施例1：一种在常温常压下以水为溶剂合成水溶性Mn2+功能化的硅纳米粒子的制备方法，包括以下步骤：1)将1mLN-(2-氨乙基)-3-氨丙基三乙氧基硅烷加入到5mL水中，磁力搅拌5min，得到水解液，将3mL新鲜配制的0.1mol/L的抗坏血酸钠溶液加入到水解液中，磁力搅拌25min，得到硅纳米粒子储备液；2)将0.6610g乙二胺四乙酸锰钠盐加入到7mL水中，N-(2-氨乙基)-3-氨丙基三乙氧基硅烷与乙二胺四乙酸锰钠盐的摩尔比为1:0.5，磁力搅拌3min，使乙二胺四乙酸锰钠盐充分溶解，用盐酸调节pH值为5.0，然后加入0.3350g1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDC)和0.5035gN-羟基丁二酰亚胺(NHS)，磁力搅拌30min，得到活化的乙二胺四乙酸锰钠溶液；3)将1)中得到的溶液加入到2)中，常温常压下反应12h，得到水溶性Mn2+功能化的硅纳米粒子；4)采用分子截留量为1000Da的透析袋透析上述溶液，每隔4h换一次水，共换3次水，透析12h，得到纯净的水溶性Mn2+功能化的硅纳米粒子溶液，冻干，备用。图1为合成的水溶性Mn2+功能化的硅纳米粒子的TEM，图中表明：合成的纳米粒子分散均匀，粒径均一，平均粒径大约为5.1nm。图2为合成的水溶性Mn2+功能化的硅纳米粒子的HRTEM，图中表明：合成的纳米粒子晶格条纹清晰，晶形良好，晶格间距为0.32nm，对应硅的(111)晶面。图3为合成的水溶性Mn2+功能化的硅纳米粒子的紫外-可见吸收谱图及荧光发射(Em＝512nm)谱图，图中表明：合成的纳米粒子在330-390nm有吸收峰，最佳发射波长为512nm。图4为合成的水溶性Mn2+功能化的硅纳米粒子的室温及365nm紫外灯箱中的图片，图中表明：合成的纳米粒子为澄清透明的均一溶液，在紫外灯照射下发出绿色荧光。制得的水溶性Mn2+功能化的硅纳米粒子在小鼠体内的磁共振成像：水溶性Mn2+功能化的硅纳米粒子在小鼠体内的磁共振成像实验，方法如下：将水溶性Mn2+功能化的硅纳米粒子(25μmolMn2+perkg)通过尾静脉注入小鼠体内，在1.2T的磁共振成像系统上分别测试注射前和注射30min后小鼠的磁共振成像图。图5为合成的水溶性Mn2+功能化的硅纳米粒子在小鼠体内的磁共振成像图，图中表明：合成的纳米粒子具有很好的磁共振成像能力，主要集中在小鼠的肝，肾部位，可以用于小鼠的磁共振成像。实施例2：一种在常温常压下以水为溶剂合成水溶性Mn2+功能化的硅纳米粒子的制备方法，制备步骤与实施例1基本相同，不同之处在于：步骤2)中N-(2-氨乙基)-3-氨丙基三乙氧基硅烷与乙二胺四乙酸锰钠盐的摩尔比为1:0.25，乙二胺四乙酸锰钠盐的加入量为0.3305g，制得纯净的水溶性Mn2+功能化的硅纳米粒子溶液。制得的水溶性Mn2+功能化的硅纳米粒子的检测与实施例1类同。实施例3：一种在常温常压下以水为溶剂合成水溶性Mn2+功能化的硅纳米粒子的制备方法，制备步骤与实施例1基本相同，不同之处在于：步骤2)中N-(2-氨乙基)-3-氨丙基三乙氧基硅烷与乙二胺四乙酸锰钠盐的摩尔比为1:0.75，乙二本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水溶性Mn

【技术特征摘要】
1.一种水溶性Mn2+功能化的硅纳米粒子的制备方法，其特征在于：该方法以水为溶剂，在常温常压这一温和的条件下进行合成，并得到具有荧光和磁共振双模态成像能力的硅纳米粒子，包括以下步骤：1)将N-(2-氨乙基)-3-氨丙基三乙氧基硅烷加入到水中，磁力搅拌3-5min，得到水解液，将新鲜配制的0.1mol/L的抗坏血酸钠溶液加入到水解液中，磁力搅拌25-30min，得到硅纳米粒子储备液；2)将乙二胺四乙酸锰钠盐加入到水中，磁力搅拌1-3min，使乙二胺四乙酸锰钠盐充分溶解，用盐酸调节pH值为4-6，然后加入1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDC)和N-羟基丁二酰亚胺(NHS)，磁力搅拌30min，得到活化的乙二胺四乙酸锰钠；3)将步骤1)的储备液加入到步骤2)得到活化的乙二胺四乙酸锰钠中，常温常压下反应12h，得到水溶性Mn2+功能化的硅纳米粒子；4)采用透析方法透析上述溶液，得到纯净的水溶性Mn2+功能...

【专利技术属性】
技术研发人员：李文友，窦亚坤，何锡文，张玉奎，
申请(专利权)人：南开大学，
类型：发明
国别省市：天津,12