[发明专利]一种包含水溶性稀土材料的温敏性PVA水凝胶标记膜

说明书

技术领域

本发明属于生物荧光成像领域，具体涉及一种包含水溶性稀土材料的温敏性PVA水凝胶标记膜及其制备方法和应用。

背景技术

稀土上转换纳米发光材料具有4f电子层的独特结构，这样的结构相比量子点、有机染料等传统荧光材料在生物荧光上更有优势，使其拥有上转换的特殊发光性质，其材料优点为化学稳定性高、发射带窄、光强度大且稳定性好、毒性小等。

自20世纪以来，研究人员发现稀土化合物具有很多特殊的药物功效，目前稀土抗炎药物可用于治疗皮肤病类，绝大部分为局部外用的药。因此，稀土化合物对皮肤来说是一种比较安全的物质。医用皮肤标记笔可用于整形外科、放射治疗等外科手术的定位标识。其特点为不易被碘伏、酒精等物质擦拭，标记可以持续5-10天。

发明内容

本发明的目的在于提供一种包含水溶性稀土材料的温敏性PVA水凝胶标记膜及其制备方法和应用。标记膜可以在体表温度下短时间内释放PVA面膜内的稀土溶液，使稀土溶液渗透至皮下组织，造成一种常态下隐形、无法用化学方法或者物理方法擦拭的生物荧光标记（980nm激光器照射时会出现荧光标记），在保持生物荧光标记1~2天后，被人体吸收从而消失，具有隐蔽性、安全性、快速标记特性和牢固性，可以运用在动物的皮肤标记中。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种包含水溶性稀土材料的温敏性PVA水凝胶标记膜是以水溶性稀土材料K₂Yb_0.97Er_0.03F₅为主要标记物、以温敏性聚乙烯醇水凝胶作为稀土溶液载体。

制备方法包括以下步骤：

（1）亲水性稀土荧光材料PEG-K₂Yb_0.97Er_0.03F₅的合成

在聚乙二醇-400中加入稀土硝酸盐Ln(NO)₃,Ln为Yb³⁺和Er³⁺，在搅拌状态下滴加氟化钾溶液，200℃水热反应5小时，经离心，无水乙醇清洗3次，真空干燥24小时，制得亲水性稀土荧光材料PEG-K₂Yb_0.97Er_0.03F₅；

（2）温敏性聚乙烯醇水凝胶的合成

先将4克PVA溶于50毫升蒸馏水中90℃恒温水浴搅拌，控制pH=2-3，滴加5毫升乙醛，40℃保温24h，超声除去体系中的气泡；-18℃冷冻24h，25℃解冻24h，如此循环5次，制得温敏性聚乙烯醇水凝胶；

（3）将步骤（2）制得的温敏性聚乙烯醇水凝胶放入0.1mg/mL亲水性稀土荧光材料PEG-K₂Yb_0.97Er_0.03F₅溶液中，37℃恒温充分浸泡，制得包含水溶性稀土材料的温敏性PVA水凝胶标记膜。

步骤（1）中稀土硝酸盐和氟化钾的摩尔比为1:7。

所述的包含水溶性稀土材料的温敏性PVA水凝胶标记膜用于动物的皮肤标记中。

本发明的显著优点在于：

（1）本发明合成的PEG-K₂Yb_0.97Er_0.03F₅内填料是一种新型自主研发合成的稀土材料，具有水溶性强、低毒性、橙色荧光强的特点。本发明合成的聚乙烯醇（PVA）温敏性水凝胶标记膜是可控变色温度型体感温敏性水凝胶材料，具有溶胀性强、低毒性、具有体感的完全变色温度的特点，在体感温度下能够迅速改变结构，释放材料内的稀土材料（伴随变色现象），达到标记效果。

（2）隐蔽性：标记具有一定的隐蔽性，在常态下不显现，当照射980nm激光后才会显示出荧光标记的形状。

（3）安全性：稀土材料为低毒性的特点，并且PVA水凝胶为无毒性水凝胶。

（4）快速性：只需要敷上20分钟即可，短时间内达到标记目的。

（5）牢固性和持久性：化学和物理方法皆无法擦拭，可以保持1~2天。

（6）效益性：温敏性水凝胶可以多次循环利用，而且合成成本廉价。

附图说明

图1为PVA水凝胶贴在熊猫兔皮肤表面的实际效果图（A）黏贴前；（B）黏贴后。