本发明专利技术涉及两种荧光介孔二氧化硅纳米微粒的制备方法，属于荧光纳米材料领域。本发明专利技术首先采用原位生成的方法，将8-羟基喹啉与络合在介孔二氧化硅内的锌离子直接配位以及将共轭高分子聚对苯撑乙炔前驱体双锍盐直接通过离子交换过程引入介孔二氧化硅纳米粒子内，从而合成得到化学及热力学性质稳定的荧光介孔氧化硅纳米材料，即8-羟基喹啉锌和荧光共轭聚合物功能化的介孔二氧化硅纳米微粒。基于荧光介孔纳米材料的高比表面积，稳定的荧光特性，较好的分散性和生物相容性，以上制备的荧光介孔纳米材料可以应用于药物缓释、细胞标记及基因载体等生物学方面。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及两种介孔二氧化硅荧光纳米粒子的制备方法及生物学应用，属于荧光纳米材料
技术介绍
介孔材料具有均一可调的介孔O-50nm)孔道、稳定的骨架结构、易于修饰的内表面、一定壁厚且易于掺杂的无定型骨架，以及较高的比表面积。其中介孔SiO2的热稳定性较高，机械性能稳定，无生物活性和无毒性等众多优点使其在生物学应用中具有极大潜力。特别是介孔二氧化硅纳米微粒由于可被细胞内化，因此可以被用作药物及基因载体，其尺寸小(一般小于300nm)允许通过细胞膜内化，然后将吸附的药物局部释放。目前，人们对介孔二氧化硅材料的研究集中在介孔孔壁的荧光功能化，将磁性粒子引入到孔道内实现外磁场可控以及利用有机硅烷修饰介孔二氧化硅表面，从而加强二氧化硅材料表面和药物分子之间的相互作用力。本专利技术以前，将介孔材料荧光功能化常见的方法主要包括直接引入荧光染料、金属配合物，或通过对介孔孔壁改性接枝，在其表面以化学键的方式连接有机发光基团等。这些方法使荧光介孔纳米粒子具有更广泛的生物应用。例如，染料分子、稀土配合物、8-羟基喹啉铝(Alq3)和半导体纳米晶等已经被引入到介孔材料中来制备荧光介孔纳米材料。例如，最近CN101525533A公开了一种有序介孔二氧化硅基荧光纳米材料的制备方法。采用共嫁接的方法将有机荧光官能团单分散共价嫁接到有序介孔二氧化硅基体的孔道内壁，通过调节荧光官能团的硅烷偶联剂的浓度来调节合成材料的荧光强度。CN 101235^5A公开了一种稀土芳香羧酸功能化的红光介孔材料的制备方法。采用二步法，通过溶剂热法合成出配合物后，再将其组装到MCM-41介孔材料的孔道中，从而合成高度有序的红光介孔材料。 然而，当前制备的荧光介孔纳米材料大多不容易在水中均勻稳定分散，并且表现出较弱的荧光发射，从而限制了它们在生物学领域中的应用。因此，制备无毒性和高稳定性的荧光功能化介孔二氧化硅纳米材料在实现这一应用中起到关键作用。本专利技术分别用八羟基喹啉锌和聚对苯撑乙炔作为发光物质，采用原位生成的方法在介孔二氧化硅纳米粒子中形成荧光物质。获得的高荧光介孔二氧化硅纳米粒子，作为生物检测标记物及载体具有易于识别，单分散性好，粒径可控等优点，在药物缓释、细胞标记及基因载体等生物学领域具有重要的应用前景。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供两种荧光介孔二氧化硅纳米材料的制备方法，可应用药物缓释，细胞标记及转基因载体等生物学领域。本专利技术包括以下四个步骤1.巯基功能化的介孔二氧化硅纳米粒子的合成；2. 8-羟基喹啉锌功能化的介孔二氧化硅荧光纳米材料的制备；3.含聚对苯撑乙炔介孔二氧化硅荧光纳米材料的制备；4.荧光介孔二氧化硅纳米微粒的生物学应用。本专利技术是通过以下技术方案来实现的一、合成巯基功能化介孔二氧化硅纳米粒子不同含量巯基功能化的介孔二氧化硅纳米粒子(MSN-SH)的制备将正硅酸乙酯 (TEOS)与巯丙基三乙氧基硅烷(KH-590)和三乙醇胺(TEA)混合均勻，在90°C反应20分钟，然后加入提前预热到60°C的十六烷基三甲基氯化铵(CTACl)溶液，混合物在室温下搅拌4小时。用离心分离，得到固体颗粒样品。每Ig样品用IOOmL模板萃取液在冰浴中超声萃取，最后用蒸馏水洗涤，真空干燥。其中TE0S、KH-590和三乙醇胺(TEA)的摩尔比可为 10 1 0.19或5 1 0.19。模板萃取液是由乙醇和盐酸按体积比8 1配制。二、在介孔二氧化硅中原位生成8-羟基喹啉锌配合物将上面得到的介孔二氧化硅纳米粒子分散在含有醋酸锌的水溶液中(锌离子浓度为0. 05 0. Imol厂1)，室温搅拌12小时，离心并用乙醇洗几次后得到吸附有锌离子的介孔二氧化硅纳米粒子。然后将得到的样品超声分散在蒸馏水中，并加入8-羟基喹啉的乙醇溶液，在室温下搅拌48小时，离心洗涤获得产物。三、含聚对苯撑乙炔介孔二氧化硅荧光纳米材料的制备(1)不同尺寸含模板剂的二氧化硅纳米粒子的制备将十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)或十六烷基三甲基氯化铵(CTACl)表面活性剂、水和乙醇混合，搅拌10分钟后加入三乙醇胺(TEA)，搅拌至全部溶解。分别取20mL上述储备液加热到60 80°C 时，加入正硅酸乙酯(TEOS)，恒温搅拌池，离心并用水洗涤后分散在甲醇溶液中保存， TEOS CTAC(CTAB) TEA H2O 的摩尔比为 1 0. 178 8 120。(2)含有聚对苯撑乙炔双锍盐前驱体的介孔二氧化硅纳米粒子的制备将双锍盐前驱体与(1)步骤得到的二氧化硅纳米粒子在甲醇中混合，反应温度75°C，反应时间5小时。其中双锍盐前驱体与二氧化硅纳米粒子的质量比为1. 167 100 0.611 100。(3)溶液聚合将⑵合成的含有不同含量双锍盐的二氧化硅纳米粒子在高沸点的溶剂中超声分散后，通N2并控温在220 240°C，反应4 6小时后加环己烷离心，洗涤， 真空干燥。其中高沸点的溶剂可为十八烯，液体石蜡或聚乙二醇600中的一种。(4)将( 步骤得到的二氧化硅纳米粒子用模板萃取液在冰水浴中超声处理3次， 除去残留表面活性剂，得到含聚对苯撑乙炔的荧光介孔二氧化硅纳米粒子，最终荧光介孔二氧化硅纳米粒子中聚对苯撑乙炔(PPV)的含量为7 16wt%。(5)将(4)步骤得到的荧光介孔二氧化硅纳米粒子用有机硅氧烷功能化的聚乙二醇(SiPEG)亲水接枝改性分别用不同分子量的PEG6(lc^nPE(i6_与对甲苯磺酰氯及3-氨丙基三甲氧基硅完反应合成SiPEG。将SiPEG与荧光介孔二氧化硅纳米微粒(二者质量比为 6 1 3 1的)加入到体积比为1 1的水和乙醇溶液中，室温搅拌M 48小时，离心洗涤即可获得接枝SiPEG荧光介孔二氧化硅纳米粒子。四、荧光介孔二氧化硅纳米粒子的生物学应用(1)用于布洛芬(IBU)和万古霉素药物的缓释应用布洛芬或古霉素药物在介孔二氧化硅纳米粒子的正己烷溶液中装载，负载量为8-llwt% ；然后进行压片处理，并在 37°C,pH = 7.4的模拟体液中缓释，在48h内缓释量为35-41wt%。(2)海拉细胞和猪肾细胞的荧光标记应用荧光介孔二氧化硅纳米粒子溶液的浓度为lmg/mL，荧光介孔二氧化硅纳米粒子对于两种细胞的导入率在48小时达到最高，为 80%。(3)海拉细胞和猪肾细胞的转基因载体应用荧光介孔二氧化硅纳米粒子溶液的浓度为lmg/mL，用lmg/mL多聚赖氨酸溶液修饰纳米粒子表面，二者质量比可为20 1， 10 1或5 1，其中最佳质量比为10 1。PLL修饰的荧光介孔二氧化硅纳米粒子与 pEGFP质粒(绿色荧光蛋白表达质粒)按30 1,20 1,10 1和5 1的质量比进行混勻。海拉细胞和猪肾细胞培养48小时后，30-40 %细胞表达了绿色荧光蛋白。具体实施例方式下面结合实例对本专利技术进一步说明，而不仅局限于实施例。实施例1巯基功能化介孔二氧化硅纳米粒子的制备(MSN-SH1)将28. 6g 三乙醇胺(TEA), 4. 46mL(20mmol)正硅酸乙酯(TEOS)和 0. 38mL(2mmol) 巯丙基三乙氧基硅烷(KH-590)混合，在油浴中加热至90°C，20min后与加热至60°C的53. 4g CTACl水溶液(C本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．荧光介孔二氧化硅纳米微粒的制备方法及生物学应用，其特征在于：纳米微粒尺寸为４０－１５０纳米，孔径２－５纳米，比表面积＞１５０ｍ２ｇ－１。８－羟基喹啉配合物及荧光共轭高分子在二氧化硅介孔孔道中采用原位生成的方法制备。荧光介孔二氧化硅纳米微粒可应用于药物缓释，细胞标记及转基因载体应用。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：吕长利，曲颖，付玉芹，何瑶，
申请(专利权)人：东北师范大学，
类型：发明
国别省市：82
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