一种具有红色荧光的硅纳米颗粒的制备及在检测酸性磷酸酶中的应用制造技术

本发明专利技术公开了一种具有红色荧光的硅纳米颗粒的制备方法，是以N

【技术实现步骤摘要】
一种具有红色荧光的硅纳米颗粒的制备及在检测酸性磷酸酶中的应用


[0001]本专利技术属于化学化工领域，具体涉及一种具有红色荧光的硅纳米颗粒的制备及在检测酸性磷酸酶中的应用。

技术介绍

[0002]酸性磷酸酶（ACP）是一种能够水解各种磷酸酯的非特异性溶酶体酶。通常，在pH为4.0
‑
7.0的酸性条件下，ACP可以催化磷酸单酯水解。ACP在动物、植物、细菌和真菌的代谢中起着非常重要的作用。在哺乳动物中，ACP水平与初级免疫反应、骨骼重塑和信号传导途径等病理过程密切相关。另外，前列腺患者及出现肝炎、甲状旁腺机能亢进、红血球病变等疾病时，血清中ACP的表达量偏高。目前，ACP已被认定为转移性前列腺癌的标志物。因此，ACP活性检测对于病理诊断、抗肿瘤药物筛选和预后评估等具有十分重要的意义。
[0003]目前，已经建立了基于L
‑
cys
‑
CuInS
2 QDs、Lys
‑
Au/AgNCs、Au
‑
NCs/MnO2等金属纳米材料检测ACP活性的方法。然而，这些金属纳米材料通常具有较高的毒性，限制了它们的广泛使用。硅纳米颗粒（SiNPs）具有毒性低、易降解、易排出体外、易合成和易功能化等特点，受到了研究者的广泛关注。而发射红色荧光的纳米探针具有较低的光子散射和光吸收水平，因而可以有效避免生物组织自吸收、生物分子自荧光、潜在光损伤以及较低组织渗透等缺点，实现复杂生物组织中标志物的选择性和灵敏检测。因此，建立一种基于R
‑
SiNPs检测ACP活性的荧光方法具有非常重要的意义。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种具有红色荧光的硅纳米颗粒的制备方法；本专利技术的另一个目的在于提供该硅纳米颗粒在检测酸性磷酸酶中的应用。
[0005]一、R
‑
SiNPs的制备本专利技术具有红色荧光的硅纳米颗粒的制备方法，是将2,4
‑
二氨基苯酚盐酸盐加入去离子水中，在搅拌过程中加入N
‑
(2
‑
氨乙基)
‑3‑
氨丙基三甲氧基硅烷，于室温下反应2~9 h，将得到的溶液透析3~5 h，冷冻干燥，得到具有红色荧光的硅纳米颗粒R
‑
SiNPs。其中，所述N
‑
(2
‑
氨乙基)
‑3‑
氨丙基三甲氧基硅烷与2,4
‑
二氨基苯酚盐酸盐的质量比为29:1~600:1；所述透析是在分子截留量为1000 Da的透析袋中进行透析。
[0006]二、R
‑
SiNPs的结构利用透射电子显微镜（TEM）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）对R
‑
SiNPs的形貌和结构进行表征。
[0007]图1为R
‑
SiNPs的TEM图，从图中可以看出R
‑
SiNPs为颗粒状结构，并具有良好的分散性，其粒径分布范围为14.1 nm~16.5 nm，平均粒径为15.1 nm。
[0008]图2为R
‑
SiNPs的荧光激发、发射谱图和紫外
‑
可见吸收光谱图。从图中可以看出，R
‑
SiNPs的最佳激发和发射波长分别为555 nm和627 nm。紫外
‑
可见吸收谱图中250 nm处的
峰由苯环结构中双键的π
‑
π*跃迁引起，460 nm处的峰由R
‑
SiNPs表面结构中孤对电子与双键基团的n
‑
π*跃迁引起。
[0009]图3为R
‑
SiNPs的傅里叶变换红外光谱图。从图中可以看出，R
‑
SiNPs中保留了原料2,4
‑
二氨基苯酚盐酸盐的苯环结构，并且表面含有丰富的氨基和羟基。这些官能团使得R
‑
SiNPs具有红光发射的性质，也使其具有良好的水溶性。
[0010]三、R
‑
SiNPs对ACP的检测1、R
‑
SiNPs在不同pH下的荧光强度对R
‑
SiNPs在不同pH下的荧光强度进行考察。pH对R
‑
SiNPs归一化荧光强度的影响如图4，R
‑
SiNPs具有红色荧光，且pH变化对R
‑
SiNPs的荧光强度的影响极弱。
[0011]2、R
‑
SiNP对ACP的定量检测将L
‑
抗坏血酸
‑2‑
磷酸三钠盐（AA2P）与ACP孵育20 min，随后将18 μL用去离子水稀释18倍的R
‑
SiNPs加入到1.0 mL的50 mM Tris
‑
HCl（pH = 5.0）中，然后加入150 μM KMnO4溶液，R
‑
SiNPs的红色荧光被淬灭，测得此时荧光强度F0。最后将200 μM AA2P和1.0~50 mU/L不同浓度ACP的混合溶液加入到上述体系中，R
‑
SiNPs的红色荧光恢复，测得此时荧光强度F。荧光强度在激发波长为555 nm，发射波长为627 nm时测得；激发波长和发射波长的狭缝宽度为10 nm和15 nm。根据R
‑
SiNPs的荧光恢复信号log(F
‑
F0)值与酸性磷酸酶浓度的对数值之间的线性关系，即可对酸性磷酸酶进行定量检测。
[0012]图5为加入不同浓度酸性磷酸酶R
‑
SiNPs的荧光强度（a）及线性关系图（b）。从图5中可以看出，随着酸性磷酸酶浓度的增加，体系的荧光不断增强，酸性磷酸酶浓度在1.0~50 mU/L范围内，R
‑
SiNPs的荧光恢复信号log(F
‑
F0)值与酸性磷酸酶浓度的对数值呈现良好的线性关系（图5（b）），线性方程为 [log(F
‑
F0) = 0.671 logX + 1.26，R
2 = 0.989，其中，X为ACP的浓度。检测限低至0.3 mU/L，表明具有较宽的线性范围和较低的检测限。
[0013]3、R
‑
SiNP对ACP的选择性检测将AA2P与ACP共同孵育20 min，随后将18 μL用去离子水稀释18倍的R
‑
SiNPs加入到1.0 mL的50 mM Tris
‑
HCl（pH = 5.0）中，然后加入150 μM KMnO4溶液，R
‑
SiNPs的红色荧光淬灭，再分别加入AA2P+ACP、AA2P+K
+
、AA2P+Mg
2+
、AA2P+SO
32
‑
、AA2P+NO2‑
、AA2P+Cl
‑
、AA2P+Pb
2+...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有红色荧光的硅纳米颗粒的制备方法，其特征在于：是将2,4
‑
二氨基苯酚盐酸盐加入去离子水中，在搅拌过程中加入N
‑
(2
‑
氨乙基)
‑3‑
氨丙基三甲氧基硅烷，于室温下反应2~9 h，将得到的溶液透析3~5 h，冷冻干燥，得到具有红色荧光的硅纳米颗粒R
‑
SiNPs。2.根据权利要求1所述的具有红色荧光的硅纳米颗粒的制备方法，其特征在于：所述N
‑
(2
‑
氨乙基)
‑3‑
氨丙基三甲氧基硅烷与2,4
‑
二氨基苯酚盐酸盐的质量比为29:1~600:1。3.根据权利要求1所述的具有红色荧光的硅纳米颗粒的制备方法，其特征在于：所述透析是在分子截留量为1000 Da的透析袋中进行透析。4.根据权利要求1所述方法制备的具有红色荧光的硅纳米颗粒在检测酸性磷酸酶中的应用。5.根据权利要求4所述具有红色荧光的硅纳米颗粒在检测酸性磷酸酶中的应用，其特征在于：在R
‑
SiNPs的Tris
‑
HCl溶液中，加入KMnO4溶液，R
‑
SiNPs的红色荧光淬灭，测得此时荧光强度为F0，再加入L
‑
抗坏血酸
‑2‑
磷酸三钠盐与不同浓度酸性磷酸酶的混合溶液，R
‑
SiNPs的红色荧光恢复，测得此时荧光强度为F，荧光强度是在激发波长为555 nm，发射波长为627 nm下测得；根据R
‑
SiNPs的荧光恢复信号log(F
‑
F0)值与酸性磷酸酶浓度的对数值之间的线性关系，即可对酸性磷酸酶进行定量检测；所述Tris
‑
HCl溶液的pH为4.0~7.0。6.根据权利要求5所述具有红色荧光的硅纳米颗粒在检测酸性磷酸酶中的应用，其特征在于：酸性磷酸酶浓度在1.0

【专利技术属性】
技术研发人员：韩羊霞，陈佳，邱洪灯，
申请(专利权)人：中国科学院兰州化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：