[发明专利]一种pH响应型超灵敏纳米荧光探针及制备方法

说明书

技术领域

本发明属于分子影像技术领域，尤其涉及一种pH响应型超灵敏纳米荧光探针及制备方法。

背景技术

分子影像技术因其能够在活体水平实现实时、无创、动态成像，可用于研究活体内疾病或肿瘤的发生、发展及转移等过程。光学成像技术具有无辐射、灵敏度高、生物组织光损伤小等优点，在肿瘤在体监测研究领域中展现出巨大的潜力。肿瘤组织部位由于细胞的快速增殖往往导致糖代谢较快，氧气消耗量大，肿瘤微环境中酸性代谢物(例如乳酸)积累多，因此肿瘤微环境一般具有弱酸性，乏氧，产生诸多细胞因子和生物酶高表达等特点。常规有机小分子荧光探针由于其在体非特异性分布，导致有机染料普遍存在生物分布特异性差，背景信号高，且光稳定性差，易光漂白等缺点，在生物在体成像应用中受到一定的限制，无法应用于微小肿瘤的检测。利用生物智能响应型纳米材料负载小分子荧光探针不仅可以提高小分子荧光探针的光稳定性，而且能够实现探针的高效特异性富集和pH调控的荧光增强，已经成为分子影像领域的热门研究方向。

综上所述，现有技术存在的问题是：常规有机小分子荧光探针普遍存在生物分布特异性差，背景信号高，光稳定性差。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种pH响应型超灵敏纳米荧光探针及制备方法。

本发明是这样实现的，一种pH响应型超灵敏纳米荧光探针，所述pH响应型超灵敏纳米荧光探针由pH响应性基质材料和有荧光有机小分子染料组成；

所述带负电pH响应性基质材料为：磷酸钙(calcium phosphate，简称CaP)、羟基磷酸钙、氟磷灰石、碳酸钙。

进一步带正电pH响应性基质材料为沸石咪唑类骨架材料(ZIF)系列；

所述荧光有机小分子染料为带正电染料或带负电染料。

进一步，所述带正电染料为：IR780，RhB，IR800。

进一步，所述带负电染料为：Cy3、Cy5、Cy5.5、Cy7、ICG、ICG-Der-01、ICG-Der-02、ICG-Der-03、IR820、Alexa Fluor 750、Alexa Fluor 700、Alexa Fluor 680、Alexa Fluor 660、AlexaFluor 647、Alexa Fluor 635、Alexa Fluor 633、Alexa Fluor 610、Alexa Fluor 594、Alexa Fluor 568、Alexa Fluor 555、Alexa Fluor 546、Alexa Fluor 532、Alexa Fluor 514、Alexa Fluor 500、Alexa Fluor 488、FITC。

本发明的另一目的在于提供一种所述pH响应型超灵敏纳米荧光探针的制备方法，所述pH响应型超灵敏纳米荧光探针的制备方法包括以下三种方法，具体为：

第一种方法，带负电基质材料包覆带正电染料，通过聚丙烯酸(Polyacrylic acid,简称PAA)与带正电染料静电作用而使染料吸附于PAA分子链上，吸附染料后的PAA在异丙醇中自组装形成模版，同时通过聚集淬灭染料的荧光；PAA上裸露羧基通过与Ca²⁺配位，通过调节pH并加入磷酸盐矿化使磷酸钙沉积在PAA球表面，形成染料包覆的纳米粒子；

第二种方法，带负电基质材料包覆带负电染料，通过聚乙烯亚胺(Polyetherimide，简称PEI)PEI对带负电染料的吸附使染料富集在PEI链，同时加入带负电的PAA，PEI同时吸附染料和PAA，自组装成PEI/PAA纳米球，PAA上裸露羧基通过与Ca²⁺配位，通过调节pH并加入磷酸盐矿化使磷酸钙沉积在PAA球表面，形成染料包覆的纳米粒子；

第三种方法，带正电的基质材料包覆带负电的染料，利用甲基咪唑和包覆染料的互相静电吸附作用使染料分子吸附配体分子，同时导致染料的聚集，加入金属离子与配体配位形成稳定的三维立体结构，形成染料包覆的纳米粒子。

进一步，所述第一种方法中：带负电的pH响应性基质材料是磷酸钙，碳酸钙，羟基磷酸钙，氟磷灰石；带正电染料是IR780、RhB、IR800。

进一步，所述第二种方法中：带负电pH响应性基质材料是磷酸钙，碳酸钙，羟基磷酸钙，氟磷灰石；负电染料是ICG、IR820、Alexa Fluor系列染料以及Cy系列染料。

进一步，所述第三种方法中：pH响应性基质材料是ZIF系列的MOF材料；负电染料可以是ICG、IR820、AlexaFluor系列染料以及Cy系列染料。