基于二氧化硅的荧光纳米颗粒制造技术

一种荧光纳米颗粒，该纳米颗粒包括：　　　　含有一种荧光硅烷化合物的核；和　　　　于核上的二氧化硅壳体。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术总体上涉及纳米颗粒，更具体地说，涉及复合荧光纳米颗粒(ligated-fluorescent nanoparticle)、制备复合荧光纳米颗粒的方法以及将复合荧光纳米颗粒用作生物标志物(biomarker)的方法，例如，监测细胞系统上或其中的细胞组件的运动或移动，以及在例如完整细胞或活细胞中检测、诊断或治疗疾病或症状。
技术介绍
已知荧光和磁性聚合物颗粒可在多种生物医学检测中用作标志物和指示物。其中细胞分类最常用的标志物是免疫轭合物或免疫标记，所述免疫标记包括，例如免疫-荧光标记和免疫-磁性标记。免疫-荧光标记通常包括，例如结合到抗体上的荧光分子。免疫-磁性标记通常包括，例如与初级抗体或者次级抗体结合的超顺磁性颗粒。细胞标记的进行可以通过，例如将抗体附着到细胞表面所关心的标志物(例如受点)上，即细胞表面标志物上。然而，细胞表面标志物的化学和物理结构，以及附着在细胞表面的免疫标记的密度通常难以精确测定。已经通过，例如将荧光染料包埋于或共价偶合到聚合物颗粒上来制备荧光标记。得到的荧光微粒可通过人工或通过本
已知的其它方法进行分析，优选采用自动化技术，例如流式细胞术(flowcytometry)，如Mansour等人的美国专利U.S.Patent No.4,665,024所公开的。荧光颗粒的多功能性可以通过在单个颗粒中引入多种荧光材料而进一步增强。然而，尽管将单一染料简单吸附至一个颗粒上对于大多数场合是够用的，但是当有多于一种染料吸附至一个颗粒时就会出现如下问题，包括由例如分子间荧光能量传递引起的发射不一致；由聚合物基体内染料溶解性不同引起的的荧光团吸收率差异；以及由底物引起的嵌入荧光团(intercalated fluorophore)吸收和/或发射光谱的改变。磁性颗粒，例如已知的磁性活性材料，可以键合或连接到例如抗体上，例如针对特定细胞类型、抗原或其它靶的特异性单克隆抗体。然后可将得到的磁性-抗体与多种细胞类型的大群细胞，例如天然组织样品、在反应器中培养的细胞等混合。因此，磁性-抗体仅连接到其预选类型的靶细胞上，形成磁性-抗体-细胞轭合物。然后可以用磁场将轭合物与其余的细胞群分离。磁性颗粒的一个缺点是磁性标记缺乏专一性，即，多种不同途径都会使细胞或其它生物靶分析物具有顺磁性，这会混淆由该方法提供的分析和诊断信息，例如由于特异性顺磁化合物结合到细胞上的特异性半抗原上，或者由于顺磁性金属或金属复合物特异性或非特异性地直接结合到细胞上，例如金属结合微生物，或者通过噬菌作用。在检测和诊断中使用磁性颗粒遇到的其它问题包括，例如难以对细胞群磁化率高精度量化。除了其磁性能(即磁性、顺磁性和超顺磁性)之外，磁性-抗体还可以根据其相对递减的颗粒尺寸分为，例如三个大类磁性微粒标记、胶体磁性标记和分子磁性标记，参见例如美国专利US 6,412,359。已知存在如下乳胶纳米颗粒，所述乳胶纳米颗粒具有一个聚合物核和一个表面，该表面用，例如一个能够与细胞表面特异性结合的配体分子修饰，并可任选地用基因材料，如变异基因修饰；所述颗粒可用于，例如将基因递送至细胞并使其在细胞中表达以破坏肿瘤，以及进行相关治疗。参考例如Science，296，2404(2002)。具有导电壳体和二氧化硅核的光学活性纳米颗粒，例如荧光纳米颗粒是已知的，并且可用于例如化学物质的受控释放和治疗应用，参见例如美国专利US6,344,272和6,428,811。现有荧光探针纳米颗粒的一个缺点是，在分散体系中作为荧光探针时亮度有限并且可探测性下降，对于单荧光颗粒尤其如此。目前需要改进用于检测和分析的荧光纳米颗粒和方法，包括其在分散的生物介质中用作荧光标记物或探针。
技术实现思路
本专利技术提供一种荧光纳米颗粒，该颗粒包括含有一种荧光硅烷化合物的核；以及一层于核上的二氧化硅壳体。本专利技术还提供一种荧光纳米颗粒，该颗粒包括含有一种荧光硅烷化合物的核；以及一层于核上的多孔二氧化硅壳体。本专利技术还提供一种荧光纳米颗粒，所述纳米颗粒可进一步包括一个配体，例如抗体，所述配体轭合或包覆在荧光纳米颗粒的表面以形成复合荧光纳米颗粒。当与细胞或细胞组件结合时，本专利技术的复合荧光纳米颗粒或含有配体的荧光纳米颗粒可以用作，例如，高度靶特异性的诊断剂以及运动监测剂。本专利技术还提供一种药用载体或药物释放载体，所述载体包括本专利技术的荧光纳米颗粒或复合荧光纳米颗粒。本专利技术还提供一种荧光显像剂，所述显像剂含有本专利技术的复合荧光纳米颗粒。本专利技术还提供作为药用载体颗粒的复合荧光纳米颗粒。故此，复合荧光纳米颗粒可以进一步包括一种治疗剂，所述治疗剂位于荧光纳米颗粒表面上或与所述表面轭合以形成药用组合物。本专利技术还提供一种制备荧光纳米颗粒的方法，包括将一种荧光化合物，例如反应性荧光染料，与一种有机硅烷化合物，例如一种共反应性有机硅烷化合物混合，以形成荧光核；以及将得到的核与一种形成二氧化硅的化合物，例如四烷氧基硅烷混合，以形成核上的二氧化硅壳体。本专利技术还提供一种监测细胞的细胞组件移动的方法，包括将细胞与复合荧光纳米颗粒接触，以形成复合荧光纳米颗粒选择性修饰的细胞；以及记录一段时间内荧光位点的运动。本专利技术还提供一种治疗疾病的方法，包括向需要治疗的患者给药有效量的复合荧光纳米颗粒，所述纳米颗粒可任选地包括一种治疗剂，所述纳米颗粒适于选择性地与引起疾病的细胞组分结合，以形成复合荧光纳米颗粒选择性修饰的细胞；以及照射该经修饰的细胞。本专利技术还提供一种治疗方法，包括将细胞与复合荧光纳米颗粒接触，所述纳米颗粒可任选地包括一种治疗剂，以形成复合荧光纳米颗粒选择性修饰的细胞；以及照射由此得到的经修饰的细胞一段时间。本专利技术还提供一种用于检测分析物的试剂盒，所述试剂盒包括本专利技术所述的复合荧光纳米颗粒。本专利技术还提供一种用于检测和监测细胞表面组分的试剂盒，所述试剂盒包括用于检测细胞表面组分的复合荧光纳米颗粒，并可任选地包括用于监测细胞表面组分的记录仪。本专利技术还提供一种用于检测用治疗剂处理细胞时，细胞内或细胞表面上细胞组分的运动或位置的改变的方法，该方法包括将细胞与复合荧光纳米颗粒接触，以将复合荧光纳米颗粒结合到细胞组分上，其中纳米颗粒包括一种治疗剂；记录荧光信号。附图说明图1示出了本专利技术的荧光纳米颗粒覆盖整个紫外-可见吸收光谱。图2示出了通过FCS测量确定的各样品的流体动力学半径和亮度。图3A-C示出了荧光纳米颗粒的溶剂可及性(accessibility)。图4A-D示出了通过标记大鼠嗜碱细胞性白血病(RBL)肥大细胞的FcεRI受体，将所述二氧化硅纳米颗粒用作生物成像标志物的可能性。图5比较了游离染料、二氧化硅纳米颗粒和在577nm处有荧光峰的量子点的亮度。图6示出了本专利技术荧光纳米颗粒与乳胶颗粒的荧光亮度的比较实例。图7A示出了本专利技术的荧光纳米颗粒的生物分子结合特异性的实例。图7B示出了对照用乳胶颗粒的生物分子结合特异性的实例。图8A-C示出了治疗剂在介孔颗粒内的固定。具体实施例方式申请人发现，本专利技术的荧光纳米颗粒以及复合荧光纳米颗粒可用于对多种生物或非生物分析物进行标记、检测、鉴定、运动监测等用途。当用作药用载体，例如与合适的治疗剂结合时，本专利技术的连接或复合荧光纳米颗粒也可用于治疗。本专利技术提供的纳米颗粒可以具有有益的多功能结本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：U·B·威斯纳，H·奥，
申请(专利权)人：康乃尔研究基金会有限公司，
类型：发明
国别省市：