一种核壳结构上转换纳米荧光传感探针的制备及其在美司那检测中的应用制造技术

本发明专利技术公开了一种核壳结构上转换纳米荧光传感探针的制备及其在美司那检测中的应用。以本发明专利技术核壳结构上转换纳米粒子构建的荧光探针对美司那具有出色的选择性，能够有效避免样品中其他杂质的干扰。在生物样品中对常见的无机盐、氨基酸、生物硫醇和化疗药物等具有较好的抗干扰性。此外由于近红外激发的上转换发光，可以避免生物样品的背景荧光干扰，显著提高了传感器的灵敏度和准确性。高了传感器的灵敏度和准确性。高了传感器的灵敏度和准确性。

【技术实现步骤摘要】
一种核壳结构上转换纳米荧光传感探针的制备及其在美司那检测中的应用


[0001]本专利技术涉及一种用于检测化疗辅助用药美司那的荧光探针，具体地说是一种核壳结构上转换纳米荧光传感探针的制备及其在美司那检测中的应用，属于化学与纳米材料科学领域。

技术介绍

[0002]化疗是当今最有效的癌症治疗方法之一。化疗药物在作用于癌细胞的同时也作用于健康细胞，导致病人在接受治疗时产生严重的副作用。为了预防有毒的氧氮磷环类药物(例如异环磷酰胺、环磷酰胺和曲磷酰胺)的代谢物对人体的伤害，需要使用美司钠(mesna，2
‑
巯基乙磺酸钠)作为区域解毒剂以提供保护。
[0003]作为一种硫醇化合物，美司那的游离巯基可以直接与有毒代谢物丙烯醛的双键结合，形成稳定和无毒的化合物并提供保护。剂量不足的美司那无法提供保护，而过量的美司那可引起恶心、呕吐、腹泻、血压下降和心率加快等副作用。在化疗期间，这些症状通常和其他化疗药物的副作用相似，给临床上的剂量调整造成了困扰。在某些情况下，接受大剂量环磷酰胺治疗的患者在常规使用美司那时仍会发生出血性膀胱炎(hemorrhagic cystitis，HC)，这可能是由于膀胱中美司那的浓度不足，无法在排泄有毒代谢物时维持足够的水平以提供持续的尿路保护。为了获得最佳化疗结果，必须监测和定量患者体内美司那的水平为剂量的调整提供参考。
[0004]到目前为止，已经报道了几种测定美司那的方法，如高效液相色谱法(HPLC)、电化学法、表面增强拉曼光谱法(SERS)和荧光法等。近年来，光学检测技术在食品、环境和生物领域的应用已被广泛报道，其中比色法为提供了可视化检测提供了可能的同时却有着相对较低的灵敏度。作为一种有效的光学检测技术，荧光法克服了比色法的缺点。传统的荧光纳米传感器是基于下转换发光，存在光漂白、光学稳定性差、信噪比低等问题。相比之下，镧系元素掺杂的上转换纳米粒子将近红外光转换为紫外/可见光，具有更深的穿透能力。由于激发光位于生物光学窗口内，可以有效地避免来自生物样品复杂基质的背景干扰。作为生物传感器理想的光学材料，迄今为止还没有开发出基于上转换纳米粒子的纳米传感器用于检测美司那。

技术实现思路

[0005]本专利技术针对上述现有技术的不足，提供了一种核壳结构上转换纳米荧光传感探针的制备及其在美司那检测中的应用。本专利技术核壳结构上转换纳米粒子作为荧光探针能对美司那进行可视化检测，具有较低的检测限。
[0006]本专利技术核壳结构上转换纳米荧光传感探针的制备方法，包括如下步骤：
[0007]步骤1：将3.9mmol氯化钇、1.0mmol氯化镱、0.1mmol氯化铒、30mL油酸和75mL十八烯混合，在氩气环境下于160℃加热反应60分钟后自然冷却到室温；
[0008]步骤2：将含有0.50g氢氧化钠和0.74g氟化铵的50mL甲醇溶液滴加至步骤1获得的反应液中，50℃下加热40分钟，随后加热至100℃并在真空下保持20分钟，接着加热至300℃并在氩气环境下保持90分钟。
[0009]步骤3：反应液自然冷却至室温，加入乙醇后离心分离，得到NaYF4:Yb,Er核心上转换纳米粒子。使用乙醇洗涤三次后分散于环己烷中备用。
[0010]步骤4：将1mmol氯化钇、24mL油酸和60mL十八烯混合，并在氩气环境下于160℃加热反应60分钟，反应液冷却到室温。
[0011]步骤5：向步骤4获得的反应体系中加入步骤3获得的4mmol NaYF4:Yb,Er核心上转换纳米粒子并分散均匀，然后向体系中滴加含有0.150g氢氧化钠和0.222g氟化铵的15mL甲醇溶液，在50℃下加热40分钟，随后将溶液加热至100℃并在真空下保持20分钟，接着加热到300℃并在氩气环境下保持90分钟。
[0012]步骤6：反应液自然冷却至室温，然后加入乙醇离心分离，得到NaYF4:Yb,Er@NaYF4核壳结构上转换纳米粒子，即为荧光探针。使用乙醇洗涤三次后分散于环己烷中备用。
[0013]本专利技术获得的NaYF4:Yb,Er核心上转换纳米粒子的平均粒径约为25nm，NaYF4:Yb,Er@NaYF4核壳结构上转换纳米粒子的平均粒径约为28nm。
[0014]本专利技术核壳结构上转换纳米荧光传感探针的应用，是在美司那的检测过程中作为检测试剂使用。
[0015]进一步地，以所述核壳结构上转换纳米荧光传感探针构建便携式传感平台实现血清和尿液中美司那水平的现场即时定量检测。
[0016]具体包括如下步骤：
[0017]步骤1：将1mmol核壳结构上转换纳米粒子加入50mL盐酸溶液(pH＝1)中，超声处理60分钟，随后通过高速离心获得亲水性上转换纳米粒子。
[0018]步骤2：在pH值为9的Britton
‑
Robinson缓冲溶液中加入步骤1获得的亲水性上转换纳米粒子，使其最终浓度为4mM；随后加入乙基紫，使其浓度为80μM；超声混合均匀，得到上转换荧光探针溶液。
[0019]步骤3：以美司那标准溶液与所述上转换荧光探针混合配制得到复合荧光探针体系，通过荧光分析法拟合出美司那浓度的标准曲线。
[0020]复合荧光探针体系中各组分构成如下100μL亲水性上转换纳米粒子溶液，40μL浓度为4mM的乙基紫水溶液，1000μL浓度为10mM的Britton
‑
Robinson缓冲溶液(pH＝9)，美司那以及超纯水。最终复合荧光探针体系的体积为2mL，其中美司那的浓度为0
‑
12μM。
[0021]进一步地，分别配制美司那浓度为0，1，2，3，4，5，6，7，8，9，10，11，12μM的复合荧光探针体系，以美司那浓度和荧光强度比值I
540
/I
654
作线性拟合获得标准曲线。
[0022]步骤4：以步骤3的检测条件对待测美司那溶液进行检测，通过测试获得其荧光强度值，与步骤3获得的标准曲线进行比对得到待测美司那溶液的浓度数据。
[0023]本专利技术核壳上转换纳米粒子在近红外980nm波长激发下能够呈现红色和绿色荧光。其中绿色荧光发射峰位于540nm，红色荧光发射峰位于654nm。
[0024]本专利技术上转换荧光探针能够实现美司那的现场可视化即时检测。由于乙基紫可以和美司那静电吸附形成离子缔合物，这使得乙基紫褪色并恢复猝灭的上转换荧光，从而产生荧光和比色的有序变化。设计的传感器能够可视化检测尿液和血清中的美司那浓度。
[0025]相对于现有技术，本专利技术的有益效果体现在：
[0026]1、本专利技术方法操作简单，上转换纳米粒子合成制备简单，荧光探针的构建在一般化学实验室即可完成；
[0027]2、与现有的美司那检测技术相比，本专利技术荧光探针具有明显直观的色度变化，可以精确测定美司那水平。可以根据荧光颜色的不同判断样品中美司那的浓度，实现了可视化检测。
[0028]3、本专利技术上转换荧光探针能够实现现场即时检测，在一定程本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种核壳结构上转换纳米荧光传感探针的制备方法，其特征在于包括如下步骤：步骤1：将氯化钇、氯化镱、氯化铒、油酸和十八烯混合，在氩气环境下于160℃加热反应后自然冷却到室温；步骤2：将含有氢氧化钠和氟化铵的甲醇溶液滴加至步骤1获得的反应液中，50℃下加热40分钟，随后加热至100℃并在真空下保持20分钟，接着加热至300℃并在氩气环境下保持90分钟；步骤3：反应液自然冷却至室温，加入乙醇后离心分离，得到NaYF4:Yb,Er核心上转换纳米粒子，使用乙醇洗涤后分散于环己烷中备用；步骤4：将氯化钇、油酸和十八烯混合，并在氩气环境下于160℃加热反应，反应液冷却到室温；步骤5：向步骤4获得的反应体系中加入步骤3获得的NaYF4:Yb,Er核心上转换纳米粒子并分散均匀，然后向体系中滴加含有氢氧化钠和氟化铵的甲醇溶液，在50℃下加热40分钟，随后将溶液加热至100℃并在真空下保持20分钟，接着加热到300℃并在氩气环境下保持90分钟；步骤6：反应液自然冷却至室温，然后加入乙醇离心分离，得到NaYF4:Yb,Er@NaYF4核壳结构上转换纳米粒子，即为荧光探针。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：NaYF4:Yb,Er核心上转换纳米粒子的平均粒径为25nm。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：NaYF...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨亮，蒋长龙，王振洋，张淑东，
申请(专利权)人：中国科学院合肥物质科学研究院，
类型：发明
国别省市：