b体育本发明公开了生物医学动态成像用的多色发光纳米材料及其制备方法,多色发光纳米材料为金与牛血清白蛋白形成的Au(I)‑BSA纳米材料,所述Au(I)‑BSA纳米粒子的微观形貌为球形或类球形,Au(I)‑BSA纳米粒子的平均粒径为26.2±0.27nm;本发明提供的纳米材料具有良好的生物相容性以及激发波长依赖的荧光、磷光双模式发光特性,可以实现多色可调的发光;具体表现为在不同的激发波长下,呈现出丰富的发光颜色变化,为其在生物动态成像领域的应用奠定了基础,此外,本发明采用一锅合成法制备生物相容性良好的纳米材料,并将其应用在多彩生物成像上,操作简便,反应条件易于控制,抗干扰,无细胞毒性和光漂白性。
本发明涉及纳米材料技术领域,具体是生物医学动态成像用的多色发光纳米材料及方法。
激发波长依赖性发光材料在生物成像、显示和动态防伪方面具有潜在的应用前景b体育,其中拥有良好生物相容性的多色生物成像材料引起了科学家们的极大关注。一般来说,分子材料的Ex-De发光特性可以从由多种发光成分组成的复合材料中获得。然而,这种方法存在稳定性差、再现性差、相分离和颜色老化等问题。因此,理想的选择是构建能同时呈现Ex-De发光的单组分体系,克服分色和自吸收的缺点。近年来Ex-De发光材料的研究主要集中在金属配合物和纳米结构(如纳米晶体、碳量子点和硅量子点)上。对于过渡金属配合物,金属离子与有机配体的结合通常有利于电子的系间穿越并产生磷光,但这需要对配体结构具有很强的设计性,对设计者的专业要求很高。而对于碳和硅量子点,研究表明,其缺乏长期的生物安全性,会造成在细胞以及体内的大量聚集,限制了其在细胞以及生物多色成像上的应用。因此,采用生物源蛋白分子构建具有良好生物相容性、无细胞毒性和长期生物安全性的新型Ex-De的发光材料意义重大。
随着生命分析化学的快速发展,人们对于细胞内多组分同时分析的需求与日俱增,多色细胞动态成像方法由于其直观、可视、抗干扰、多组分分析等特性受到越来越多的关注。开发新的多色成像方法和成像探针对于研究细胞内物质相互作用、细胞内通讯等生命医学问题,实现更准确的疾病诊疗具有重要应用价值。
综上所述,现有技术还缺少一种安全b体育、可多色发光的生物医学动态成像用的多色发光纳米材料及其制备方法。
本发明提供一种绿色安全、可多色动态发光的生物医学动态成像用的多彩发光纳米材料及其制备方法。
本发明的第一个方面,提供了一种生物医学动态成像用的多色发光纳米材料,所述多色发光纳米材料为金与牛血清白蛋白形成的Au(I)-BSA纳米材料,所述Au(I)-BSA纳米粒子的微观形貌为球形或类球形,Au(I)-BSA纳米粒子的平均粒径为26.2±0.27nm。
优选的,所述Au(I)-BSA纳米粒子在水溶液中分散系数PDI=0.17。
本发明的第二个方面,提供了本发明所述的多色发光纳米材料在生物医学动态成像中的应用。
优选的,所述多色发光纳米材料为金与牛血清白蛋白形成的Au(I)-BSA纳米材料,所述Au(I)-BSA纳米粒子的微观形貌为球形或类球形,Au(I)-BSA纳米粒子的平均粒径为26.2±0.27nm。
优选的,所述Au(I)-BSA纳米粒子在水溶液中分散系数PDI=0.17。
本发明的第三个方面,提供了一种细胞成像的方法,包括以下步骤:将本发明所述的Au(I)-BSA纳米粒子溶液与细胞共同孵育3–8h,去除培养液并用PBS冲洗,在倒置显微镜或Confocal荧光显微镜下观察细胞成像。
优选的,细胞成像在倒置显微镜或Confocal荧光显微镜的红光、绿光、蓝光、黄光和青光通道下进行动态成像。
优选的,Au(I)-BSA纳米粒子溶液为Au(I)-BSA纳米粒子水溶液以0.5–10mg/mL的浓度分散于磷酸盐缓冲液(PBS)中。
优选的,所述Au(I)-BSA纳米材料为金与牛血清白蛋白形成的,所述Au(I)-BSA纳米粒子的微观形貌为球形或类球形,Au(I)-BSA纳米粒子的平均粒径为26.2±0.27nm。
优选的,所述Au(I)-BSA纳米粒子在水溶液中分散系数PDI=0.17。
本发明的第四个方面,提供了一种生物医学动态成像用的多色发光纳米材料的制备方法,包括以下步骤:。
S2、加入适量的NaOH水溶液b体育,调节反应溶液的pH值,空气氛围中控制反应条件,观察到颜色变化,升高反应温度继续反应一段时间,得到粗产物;
S3、将得到的粗产物离心、过滤,重复多次,得到Au(I)-BSA纳米粒子,即为生物医学动态成像用的多色发光纳米材料。
优选的,步骤S1中,混合液的总体积为1–8mL,搅拌速率为800–1500r/min。
与现有技术相比,本发明有益效果及显著进步在于:根据本发明所提供的Au(I)-BSA纳米粒子及方法,利用生物大分子BSA为配体和还原剂,在弱碱性条件下,空气环境中通过升高温度将Au(III)(3价Au)还原,得到Au(I)-BSA纳米粒子,此方法操作简便,反应条件易于控制,制备的Au(I)-BSA纳米粒子大小均一b体育,具有良好的生物相容性,并且具有激发波长依赖的发光特性,将其应用在多色生物成像上,无细胞毒性和光漂白性。
为更清楚地说明本发明的技术方案,下面将对本发明的实施例所需使用的附图作一简单介绍。
显而易见地,下面描述中的附图仅是本发明中的部分实施例的附图,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图,但这些其他的附图同样属于本发明实施例所需使用的附图之内。
图3为本发明实施例3的Au(I)-BSA纳米材料的动态光散射(DLS)图;
图4为本发明实施例4的Au(I)-BSA纳米材料的激发波长依赖的光致发光图;
为使本发明实施例的目的、技术方案、有益效果及显著进步更加清楚,下面,将结合本发明实施例,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
显然,所有描述的这些实施例仅是本发明的部分实施例,而不是全部的实施例;基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
在本发明中,术语“纳米材料”是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺寸(1-100nm)或由它们作为基本单元构成的材料,这大约相当于10~1000个原子紧密排列在一起的尺度。
对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
还需要说明的是,以下的具体实施例可以相互结合,对于其中相同或相似的概念或过程可能在某些实施例中不再赘述。
1.2、向反应瓶中加入适量的NaOH水溶液,调节反应的pH值为10,空气氛围中控制反应条件,观察到颜色变化,升高反应温度继续反应一段时间,得到粗产物。观察到颜色变化,即反应液的颜色从淡黄色到黑红色的一个变化;升高反应温度,将反应液的温度调节至50–90℃的范围内,持续反应一段时间,在高温下反应2–6h。
1.3、将得到的粗产物用离心机离心(离心速率为8000-15000r/min),然后再通过220μm的滤膜过滤,重复三次,得到Au(I)-BSA纳米粒子;即可得到组1-13的Au(I)-BSA纳米粒子。
1.4、将组1-13制备的Au(I)-BSA纳米粒子原溶液稀释1000倍,在400目的铜网上先滴加一滴丙酮,然后用10μL的移液枪吸取稀释后的纳米粒子溶液,垂直滴加到铜网上。待溶剂挥发完全,置于50℃的真空干燥箱干燥过夜。第二天取出,置于透射电子显微镜下拍摄。
2.2、向反应瓶中加入适量的NaOH水溶液b体育,调节反应的pH值(调节pH值如表2所示),空气氛围中控制反应条件,观察到颜色变化,升高反应温度继续反应一段时间,得到粗产物;观察到颜色变化,即反应液的颜色从淡黄色到黑红色的一个变化。升高反应温度,将反应液的温度调节至50–90℃的范围内,持续反应一段时间,在高温下反应2–6h。
2.3、将得到的粗产物用离心机离心(离心速率为8000-15000r/min),然后再通过220μm的滤膜过滤,重复三次,即可得到组14-25的Au(I)-BSA纳米粒子。
2.4、在日光灯和UV灯下观察组14-25的Au(I)-BSA纳米粒子水溶液。
组14-25可以看出,溶液的pH值对具有激发波长依赖性的纳米粒子的合成非常重要。pH小于8时由于接近BSA的等电点,所以造成严重的聚沉;当pH大于10时,由于在强碱性溶液中大大加速了HAuCl
动态光散射的检测,将实施例2中的组22制备的Au(I)-BSA纳米粒子原溶液取30μL稀释到3mL,然后置于动态光散射仪中,测量其在水溶液中的水合粒径。
通过Au(I)-BSA纳米粒子的动态光散射(DLS)图(图3)分析,得出合成材料的水合粒径大小约为30.6nm,这与TEM统计的结果相差无异。另外,证明了纳米粒子在水溶液中具有良好的分散性,其分散系数PDI=0.17,适用于细胞以及生物成像。
4.1、将实施例2中的组22制备的Au(I)-BSA纳米粒子水溶液以0.5–10mg/mL的浓度分散于磷酸盐缓冲液(PBS)中,超声分散1min,用于细胞成像的测试。
从Au(I)-BSA纳米粒子的激发波长依赖的发光光谱(图4)中可知,随着激发光波长的改变,其溶液的光致发光光谱发生改变,发光颜色也随之改变。可用于细胞的多色成像。
从细胞成像图(图5)中可以看出,在不同激发波长下,该材料在活细胞中表现出明显不同的发光,证明该材料可以很好的进入活细胞并作为细胞的多色成像剂。
此外,本发明还在黄光和青光通道下进行动态成像,本发明提供的材料在活细胞中均表现出明显的发光。除此之外,本发明在的材料还具有激发波长依赖的荧光、磷光双模式发光特性。
术语“本实施例”、“本发明实施例”、“如……所示”、“进一步的”、“进一步改进的技术分方案”等的描述,意指该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中;在本说明书中,对上述术语的示意性表述不是必须针对相同的实施例或示例,而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点等可以在任意一个或者多个实施例或示例中以合适的方式结合或组合;此外,在不产生矛盾的前提下,本领域的普通技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合或组合。
尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换,而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围,本领域技术人员根据本说明书内容所做出的非本质改进和调整或者替换,均属本发明所要求保护的范围。
机译:机械色致发光材料,交联的机械色致发光材料获得的机械色致树脂,机械色致发光材料的制备方法以及机械色致发光的方法
机译:机械色致发光材料,通过交联机械色致发光材料获得的机械色致树脂,机械色致发光材料的制造方法以及机械色致发光树脂的制造方法
机译:机械色致发光材料,通过交联机械色致发光材料获得的机械色致树脂,机械色致发光材料的制造方法以及机械色致发光树脂的制造方法
机译:基于ZnO,Zn_(0.95)Ni_(0.05)O和核壳型ZnO @ Fe_2O_3聚合物接枝纳米粒子的细胞相容性发光和磁性纳米杂合物的制备,用于生物医学成像
机译:石墨烯量子点和石墨阶段C_3N_4纳米纳米在光致发光性质和生物医学成像方面的比较研究
机译:掺入石墨烯纳米片的制备多孔羟基磷灰石复合材料:改进的机械和体内新兴生物医学应用的成像性能
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