[发明专利]一种pH诱导自组装的近红外二区发光金纳米材料及其制备方法与在早期肾病诊断中的应用

说明书

本发明公开了一种pH诱导自组装的近红外二区发光金纳米材料及其制备方法与在早期肾病诊断中的应用。该方法为：将氯金酸与pH敏感型配体在室温下搅拌混匀，加入硼氢化钠，搅拌，离心，透析，得到pH诱导自组装的近红外二区发光金纳米材料。本发明将pH诱导自组装的近红外二区发光金纳米材料应用于代谢性酸/碱中毒引起的肾损伤的早期诊断，与目前常用对血液和尿液中生物标志物的检测方法相比，具有较低的背景干扰和快速灵敏的诊断效果。该制备方法简单，成本低，易于工业化生产。此外，由于近红外二区发光纳米材料的高穿透力、低组织吸收、高分辨率的特点，此pH诱导自组装金纳米材料在深层次肿瘤成像、疾病诊断等方面具有较大的优势。

技术领域

本发明属于功能光学纳米材料领域，具体涉及pH诱导自组装的近红外二区发光金纳米材料的制备及在早期肾病诊断方面的应用方法。

背景技术

肾脏是人体的重要器官，它通过产生尿液清除体内代谢产物及某些废物、毒物，同时经重吸收功能保留水分及其他有用物质，如葡萄糖、蛋白质、氨基酸、钠离子、钾离子、碳酸氢钠等，以调节水、电解质平衡及维护体内酸碱平衡。肾脏的代谢紊乱会造成肾单位严重损伤，以及肾实质性不可逆转的功能损害，从而产生临床上以蛋白质代谢产物潴留，水、电解质及酸碱平衡失调和体内各种毒物排泄障碍，出现全身一系列中毒症状。然而，代谢性酸中毒是最常见的一种酸碱平衡紊乱，其表现为细胞外液H⁺增加或HCO₃^-丢失，导致原发性HCO₃^-降低(21mmol/L)和pH值降低(7.35),另外，代谢性碱中毒同样是一种酸碱平衡紊乱，它表现为胞外液碱增多和氢离子丢失引起pH值升高，以及血浆碳酸氢离子原发性增多，而这两种代谢性紊乱都会对肾脏造成一定程度的损伤。目前，代谢性酸/碱中毒引起的肾损伤诊断主要依靠对血液和尿液中生物标志物的检测与评估，但其检测成本昂贵、耗时较长，并且检测结果具有一定的滞后性，因此，急需开发一种新型的诊断策略实现对代谢性酸/碱中毒引起的肾损伤的早期检测。

随着纳米科学技术的高速发展，纳米颗粒被广泛应用于生物医学领域。超小尺寸的发光金纳米粒子(d＜3nm)因其具有连续可调的光学性质、表面易功能化修饰、良好的生物相容性等特点，它被开发成为一类新型的荧光探针，在细胞成像与疾病诊断等生物成像领域应用较广。然而，在发展高性能的生物成像技术的方法中，面临着最大的挑战是如何实现荧光探针的高时空、空间分辨以及高灵敏度。利用可见光-近红外一区(Vis-NIR-I)成像会受到其穿透深度的限制，难以实现深层次、高分辨的成像。而在近红外二区(NIR-II,1000-1700nm)不仅具有较深的穿透能力和高的空间分辨率，同时能够有效的减少光子散射、组织吸收以及自发荧光的干扰，实现高分辨、高对比度的荧光成像，其在生物成像、疾病诊断领域展现出巨大潜力。因此，通过表面化学调控策略，设计智能型NIR-II发光的金纳米探针，发展多功能的动态影像成像技术，用于开发对代谢性酸/碱中毒引起的肾损伤的早期诊断方法具有十分重要的意义。

发明内容

为了克服现有技术的缺点与不足，本发明提供了pH诱导自组装的近红外二区发光金纳米材料的制备及在早期肾病诊断方面的应用方法。本发明提供的pH诱导自组装的近红外二区发光金纳米材料具有近红外二区发光性质，可用于由代谢性酸/碱中毒引起的肾损伤早期诊断的研究，可通过二区荧光成像仪实时观察材料在肾脏部位滞留时间及清除速率；并且，由于近红外二区纳米材料的高穿透力、低组织吸收、高分辨率的特点，这种生物安全性良好的pH诱导自组装近红外二区发光的金纳米材料在由代谢性酸/碱中毒引起的肾损伤早期诊断等方面具有较大的优势。

本发明的目的通过如下技术方案来实现。

针对pH诱导自组装的近红外二区发光金纳米材料的制备方法，包括以下过程：

首先是pH响应型配体的合成，将β-巯基乙胺(CA)与2,3-二甲基马来酸酐(DMA)溶解于DMSO，然后在氮气的保护下加入三乙胺和吡啶，室温下搅拌反应24h，反应完后的溶液通过乙醚沉淀，然后过滤，透析纯化，最后冻干得到产物(pH响应型配体CA-DMA)。