专利名称：一种生物荧光纳米颗粒和温度传感薄膜及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种生物荧光纳米颗粒和温度传感薄膜及其制备方法，核壳结构的生
物荧光纳米颗粒和温度传感薄膜具有温度传感特性，属于生物温度传感器技术领域。
背景技术：
温度检测在科学研究以及工业、医学等多种领域中都占有十分重要的地位。在检测温度的多种方法中，基于发光原理的温度检测方法备受关注，因为这种方法可以做到无创、精确，在强烈的电磁场中也不会受到干扰。基于发光原理的生物温度传感器具有一定的市场需求，如在肿瘤的局部热疗和光动力治疗中，获取目标细胞组织的温度信息对取得最佳的治疗效果具有重要意义。光纤温度传感器虽广泛研究并已商业化，但并不适用于生物体内温度的无感测量。 Eu3+配合物的发光大多具有大的斯托克斯位移，寿命长，且对温度高度敏感。迄今为止，Eu"配合物已经被设计应用于温度传感，例如将其固定于聚合物基质中形成薄膜温度传感器。但是在生理范围(25-45°C)以及细胞体内进行检测时，目前的温度传感器受制于以下因素( 一 )温度分辨率不够高，(二 )缺乏生物相容性，(三)传感器的体积过大。因此，在细胞体内的温度测量方法和材料鲜有报道。
发明内容
本发明的第一个目的在于提供一种具有生物相容性的核壳结构的生物荧光纳米颗粒。本发明拟提供一种基于Eu"配合物的核壳结构生物荧光纳米颗粒，Eu"配合物作为荧光温度探针，镶嵌于具有生物相容性的硅基核壳结构纳米颗粒(粒径为20-30nm)之中。
为实现上述目的，本发明采取以下技术方案 —种核壳结构的生物荧光纳米颗粒，其特征在于它由具有生物兼容性的二氧化硅壳层和含温度探针的杂化核构成，所述杂化核由Eu-三(二萘甲酰甲烷)-二 (三辛基氧化磷)随机分散在2-二 (三甲氧基硅基)癸烷和聚甲基丙烯酸甲酯中组成，所述二氧化硅壳层由2-二 (三甲氧基硅基)癸烷水解縮聚组成。 —种优选技术方案，其特征在于所述核壳结构的生物荧光纳米颗粒由重量比为2 : 48 : 50的Eu-三(二萘甲酰甲烷)-二 (三辛基氧化磷)、2-二 (三甲氧基硅基)癸烷和聚甲基丙烯酸甲酯组成。 本发明的第二个目的在于提供一种具有生物相容性的核壳结构的生物荧光纳米颗粒的制备方法。 为实现上述目的，本发明采取以下技术方案 —种核壳结构的生物荧光纳米颗粒的制备方法，包括如下步骤
(l)DNM(二萘甲酰甲烷)的合成将反应当量的2-萘甲酸乙酯和2'-萘乙酮溶入四氢呋喃中，然后在搅拌中将过量10% (重量)的氢化钠(NaH)缓慢加入，将所得混合物在60-7(TC回流加热2-4小时，室温冷却，加入适量水，再用当量的HC1进行酸化，所得粗品用乙醚萃取，并用石油醚进行重结晶提纯，得到DNM ; (2)Eu-DT(Eu-三(二萘甲酰甲烷)-二 (三辛基氧化磷))的合成将所得DNM、T0P0(三辛基氧化磷)和氢氧化钠按照3 : 2 : 3的摩尔比溶解在乙醇中，并在搅拌中加热溶解，得混合液；将反应当量的三氯化铕溶解于乙醇，然后将其逐滴加入上述混合液中，得Eu-DT沉淀，持续搅拌2-4小时使沉淀充分，过滤得Eu-DT配合物，所得粗品经过体积比为4/1的乙醇/水混合物的重结晶，得到浅黄色固体； (3)含有温度探针(Eu-DT)的新型核壳结构纳米颗粒的合成将步骤(2)所得Eu-DT，P匿A(聚甲基丙烯酸甲酯)和BTD(2-二 (三甲氧基硅基)癸烷)按照2 : 48 : 50的质量比溶解于丙酮中，并且使它们在溶液中的总浓度为O. 1%，使用微量调节注射器，取该溶液200ii L，在超声震荡条件下迅速(3-5秒钟内)注入到pH值为9的水中，用氨水调整pH值，由此产生的悬浮液静置l-3小时后，硅烷水解縮聚形成二氧化硅壳层，再用孔径为0. 2 ii m的过滤膜进行过滤，随后将所得滤液在二次蒸馏水中透析24小时以除去有机溶剂，即得到核壳结构的生物荧光纳米颗粒的水溶液。 本发明的第三个目的在于提供一种具有生物兼容性的荧光温度传感薄膜。本发明拟提供一种基于上述核壳结构荧光纳米颗粒的温度传感薄膜，将纳米颗粒分散于某种生物性薄膜或涂料之中。 为实现上述目的，本发明采取以下技术方案 —种生物荧光温度传感薄膜，其特征在于它由聚乙烯醇(PVA)薄膜载体和核壳结构的生物荧光纳米颗粒组成，所述核壳结构的生物荧光纳米颗粒与所述聚乙烯醇(PVA)薄膜载体之间的重量比为0. 1-0. 3%。；所述的核壳结构的生物荧光纳米颗粒由二氧化硅壳层和杂化核构成，所述杂化核由Eu-三(二萘甲酰甲烷)-二 (三辛基氧化磷)随机分散在2-二 (三甲氧基硅基)癸烷和聚甲基丙烯酸甲酯中组成，所述二氧化硅壳层由2-二 (三甲氧基硅基)癸烷水解縮聚组成。 —种优选技术方案，其特征在于所述核壳结构的生物荧光纳米颗粒由重量比为2 : 48 : 50的Eu-三(二萘甲酰甲烷)-二 (三辛基氧化磷)、2-二 (三甲氧基硅基)癸烷和聚甲基丙烯酸甲酯组成。 —种优选技术方案，其特征在于所述生物荧光温度传感薄膜的厚度为110-130 iim。 本发明的第四个目的在于提供一种具有生物兼容性的荧光温度传感薄膜的制备方法。 为实现上述目的，本发明采取以下技术方案 —种生物荧光温度传感薄膜的制备方法，包括如下步骤 (l)DNM(二萘甲酰甲烷)的合成将反应当量的2-萘甲酸乙酯和2'-萘乙酮溶入四氢呋喃中，然后在搅拌中将过量10% (重量)的氢化钠(NaH)缓慢加入，将所得混合物在60-7(TC回流加热2-4小时，室温冷却，加入适量水，再用当量的HC1进行酸化，所得粗品用乙醚萃取，并用石油醚进行重结晶提纯，得到DNM ; (2)Eu-DT(Eu-三(二萘甲酰甲烷)-二 (三辛基氧化磷))的合成将所得DNM、TOPO(三辛基氧化磷)和氢氧化钠按照3 : 2 : 3的摩尔比溶解在乙醇中，并在搅拌中加热溶解，得混合液；将反应当量的三氯化铕溶解于乙醇，然后将其逐滴加入上述混合液中，得Eu-DT沉淀，持续搅拌2-4小时使沉淀充分，过滤得Eu-DT配合物，所得粗品经过体积比 为4/1的乙醇/水混合物的重结晶，得到浅黄色固体； (3)含有温度探针(Eu-DT)的新型核壳结构纳米颗粒的合成将步骤(2)所得 Eu-DT，P匿A(聚甲基丙烯酸甲酯)和BTD(2-二 (三甲氧基硅基)癸烷)按照2 : 48 : 50 的质量比溶解于丙酮中，并且使它们在溶液中的总浓度为O. 1%，使用微量调节注射器，取 该溶液200ii L，在超声震荡条件下迅速(3-5秒钟内)注入到pH值为9的水中，用氨水调 整pH值，由此产生的悬浮液静置1-3小时后，硅烷水解縮聚形成二氧化硅壳层，再用孔径为 0. 2 i！ m的过滤膜进行过滤，随后将所得滤液在二次蒸馏水中透析24小时以除去有机溶剂， 即得到核壳结构的生物荧光纳米颗粒的水溶液； (4)传感薄膜的制备在80-10(TC下将聚乙烯醇(PVA)溶解于水中，配制出10% 质量百分比的聚乙烯醇(PVA)水溶液，将步骤(3)所得核壳结构的生物荧光纳米颗粒的水 溶液进行浓縮，获得10倍于先前纳米颗粒浓度的溶液，按1 : 1的体积比与10%的PVA溶 液相混合，得到总浓度为5% (质量比)的粘性透明溶液，搅拌，所得混合液以刮涂法涂到载 玻片上并在空气中进行干燥，得产品。 本发明提出的具有核壳结构的纳米荧光温度传感器的截面示意图如图1所示。作 为温度探针的Eu-DT分子随机地分散于BTD-PMMA杂化核中，这个核则被连续的(或离散 的)二氧化硅层所包覆。这里Eu-DT为Eu-三(DNM，二萘甲酰甲烷)-二 (TOPO，三辛基氧 化磷)，BTD指2-二 (三甲氧基硅基)癸烷；PMMA指聚甲基丙烯酸甲酯。Eu-DT的分子结构
如下图所示
Eu-DT的设计与合成是基于以下因素考量的(一)Eu"的P 二酮配合物的发光一 般表现出对温度的高敏感性；(二 )DNM能够有效地激活中心Eu3+的发光；(三)DNM的吸收 带可延伸到光谱的可见光部分，从而匹配发光二极管或二极管激光器之类小体积的高效光 源；(四)T0P0可以提高配体到中心离子的能量传递效率，以及降低5D。能级的无辐射电子 弛豫速率，从而提升配合物的量子发光效率。 本发明提出的含有Eu"探针(Eu-DT)的新型核壳结构纳米颗粒，由Eu-DT， BTD， PMMA以及外面包覆的硅壳层共同组合而成，其粒径为20至30nm。纳米颗粒中PMMA的引入 是为了减少Eu配合物的掺杂浓度，从而消弱浓度猝灭以获得较强的发光和较长的荧光寿 命。另一方面，PMMA的折射率(1.49)与二氧化硅(1.46)匹配，这也使得生成的纳米颗粒 拥有较好的光学透明度。但是，单纯的PMMA会在制备过程中聚集，不能形成稳定的纳米颗 粒。因此引入BTD对纳米颗粒进行二氧化硅壳层封装是必不可少的。同时，温度探针Eu-DT 在纳米颗粒基质的保护作用下，其光稳定性得到很大改善，详情见图2。其发光强度和发光 寿命在生理范围内(25-45°C)显示出强烈的温度敏感性。上述特性使得这种核壳结构纳米颗粒在生物温度传感方面具有极大的应用价值。 发光强度可能因传感器的浓度和光电子系统(光源和探测器)的漂移等因素而 发生变化，而衰减时间则不受这些因素的影响。图7-2给出了纳米颗粒的发光寿命随温 度的变化。可以观察到，寿命随着温度的上升而迅速縮短，相应的温度敏感度为-2.2% /°C (25_45°C)。相比于发光强度的测量，纳米温度传感器的荧光寿命表现出较弱的温度敏 感度。这可以解释为，发光强度与Eu"的SD。电子态以及配体的三重激发态二者的热失活都 有关系，而发光寿命则只取决于SD。电子态。曲线可以用下面的阿列纽斯方程进行很好的拟合。
T =
+ & exp
A77 其中t为平均寿命，k。为激发态失活状态下对温度不敏感的衰减速率，、为指前
因子，AE为发射能级与更高的激发态能级之间的能级差，R为气体常数。 为了适应大面积的温度检测(在医学治疗和研究中有这种需求，例如在皮肤科)，
将本发明提出的温敏荧光纳米颗粒分散到具有良好生物兼容性的聚乙烯醇(PVA)高分子
材料中，制备出温敏薄膜。用时域发光寿命成像方法中的RLD法(快速寿命测量)对这种
薄膜的温度相关特性进行研究(见图8)。 有益效果 本发明提出的可应用于生理温度范围内传感的核壳结构纳米颗粒拥有如下特性 ( 一 )体积微小；(二 )拥有良好的温度分辨率(+/-0. 3°C );(三)Eu-DT探针封装入不会 引起生物体排斥的纳米保护层中，这使得材料拥有很好的生物体相容性，同时封装也使得 探针对外部的干扰具有抗性；(四)测量温度范围涵盖了医学、细胞生物学和生物技术中所 遇到的温度范围；(五)可见光激发；(六)高度的光稳定性；(七)线状发射，这一特性有 助于进行多色(双)传感，例如温度与另一参数相结合。本发明的基于上述荧光纳米颗粒 的生物温度传感薄膜，其发光可通过强度或者寿命读出。 下面通过附图和具体实施方式
对本发明做进一步说明，但并不意味着对本发明保 护范围的限制。
图1是含有温度探针(Eu-DT)的微型纳米颗粒的截面示意图。 图2是Eu-DT封装入纳米颗粒前、后的光漂白对比图。 图3-1是不同Eu-DT掺杂浓度的纳米颗粒在水溶液中的发射光谱。 图3-2是Eu-DT浓度对纳米颗粒在水溶液中发光强度影响的示意图。 图4是Eu-DT浓度对纳米颗粒在水溶液中发光寿命影响的示意图。 图5是Eu-DT在甲苯溶液(虚线)以及封装到纳米颗粒中(实线)的吸收和发射光谱。 图6是Eu-DT纳米颗粒的透射电镜照片。 图7-1是水溶液中Eu-DT纳米颗粒在616nm处的变温发射强度(激发波长为 400nm)图。 图7-2是水溶液中Eu-DT纳米颗粒的变温发光寿命。其温度依赖行为可通过阿列
7纽斯方程拟合。 图8是在l-48t:温度区间，50-1950mbar气压区间，生物荧光温度传感薄膜的发光 寿命。
具体实施例方式所用材料2-萘甲酸乙酯、2' _萘乙酮、氢化钠、三辛基氧化磷、三氯化铕、聚甲基 丙烯酸甲酯、聚乙烯醇及过滤膜购于Sigma-Aldrich公司，2-二 (三甲氧基硅基)癸烷购自 Gelest公司，均为分析纯。乙醇、氢氧化钠以及盐酸为分析纯，所用水为二次蒸馏水。
步骤一 合成DNM 将3. 40g(20mmol)2-萘甲酸乙酯和3. 72g(20mmol)2' _萘乙酮溶入100ml四氢呋 喃中，然后在搅拌中将1. 06g(44mmol，过量10% )氢化钠少量逐次加入。将所得混合物以 67t:回流加热3小时，然后室温冷却24小时。适量的水(l-2ml)被添加到该溶液中，随后 用O. lmol HC1进行酸化。所得粗品用乙醚进行萃取，并用石油醚进行多次重结晶提纯，得 至lj DNM。 步骤二 合成Eu-DT 将步骤一所得的DNM(l. 5mmo1)、 TOPO(lmmol)和氢氧化钠(1. 5mmo1)溶解在乙 醇(20ml)中，并在搅拌中加热溶解，得混合液；将三氯化铕129mg(0. 5mmo1)溶解于乙醇 (12. 9ml)后逐滴加入上述混合液中，即可生成Eu-DT沉淀。将混合物持续搅拌3小时后，过 滤得到Eu-DT配合物。该粗成品经过体积比为4/1的乙醇/水混合物的多次重结晶，得到 一种浅黄色固体。 步骤三含有温度探针(Eu-DT)的新型核壳结构纳米颗粒的合成
将步骤二所得Eu-DT，PMMA和BTD按照2 : 48 : 50的质量比溶解于丙酮中，并且 使它们在溶液中的总浓度为0. 1 % 。然后，使用微量调节注射器，取该溶液200 ii L，在超声 震荡条件下迅速(3-5秒钟内)注入到pH值为9的8mL水中(用氨水pH值调整)。由此产 生的悬浮液静置2小时，在碱性环境下BTD中的硅氧烷发生水解和縮聚，在纳米颗粒表面形 成二氧化硅壳层，然后再用孔径为0. 2 ii m的过滤膜进行过滤，随后在二次蒸馏水中透析24 小时以除去有机溶剂，即得到核壳结构的生物荧光纳米颗粒的水溶液。
步骤四传感薄膜的制备 在9(TC下将1. Og聚乙烯醇(PVA)溶解于10ml水中，配制出10%质量百分比的聚 乙烯醇(PVA)水溶液。将步骤三中最终获得的核壳结构的生物荧光纳米颗粒的水溶液进行 浓縮，获得IO倍于先前纳米颗粒浓度的溶液。取部分溶液按1 : 1的体积比与10X的PVA 溶液相混合，得到总浓度为5% (质量比)的粘性透明溶液。经l小时的搅拌后，将所得混 合液以刮涂法涂到载玻片上并在空气中进行干燥。制得的温度传感薄膜的厚度为120 ym。
测试实验
1、光谱表征和实验装置 吸收光谱测量是在Lambda 14p紫外-可见光分光光度计上进行的。稳态和时间分 辨发光光谱测量是在Aminco AB 2发光光谱仪上进行的。温敏薄膜的变温寿命测量的实验 装置与参考文献(M. Stich， S. Nagl， 0. S. Wolfbeis， U. Henne， M. Schaeferling， Adv. Funct. Mat. 2008， 18， 1399)中描述的相同，大体如下薄膜的激发光源使用405纳米的LED。传感器(大小为3平方厘米)放置于一个测试腔中，腔内的压力可以在50-2000mbar之间调节， 温度可以在l-5(TC之间进行调节。时间分辨寿命成像使用的是一个12bit b/w CCD摄像 机。激发光在通过一个2mm厚的带通滤波片后，以20度的倾斜角照射在传感薄膜上。脉冲 宽度为20微秒，延迟时间为10微秒。薄膜的发光在通过一个D610/60M的带通滤波片后被 探测到。 2、考察封装前后Eu-DT配合物的光稳定性(图2)(光漂白实验) 图2是Eu-DT封装入纳米颗粒前、后的光漂白对比图，其中A为Eu-DT封装入纳米
颗粒前的光漂白曲线，B为Eu-DT封装入纳米颗粒后的光漂白曲线。用380nm的光源(对
应于吸收峰值)对Eu-DT纳米粒子进行持续照射以检测其光稳定性。如果将Eu-DT直接溶
解在丙酮中，它会在两小时内漂白近40X;而将Eu-DT封装于纳米粒子内部，在相同的条件
下，只会漂白约5%。 3、考察Eu-DT配合物掺杂浓度对发光强度和寿命的影响(图3，4)
用封装-再沉淀法制备了含有Eu-DT纳米颗粒(掺杂浓度从1到50%不等)。在 所有的纳米粒子中，BTD的质量恒定在50%。图3-1是不同Eu-DT掺杂浓度的纳米颗粒在 水溶液中的发射光谱，图3-2是Eu-DT浓度对纳米颗粒在水溶液中发光强度影响的示意图， 图4是Eu-DT浓度对纳米颗粒在水溶液中发光寿命影响的示意图，从图3-1和图3-2可以 看出，在1到20%的范围内，纳米粒子的发光强度随着Eu-DT含量的增加而增强。到达峰值 (约20%)以后，发光强度开始随着Eu-DT含量的增加而减弱。相反，发光衰减时间单调地 随Eu-DT浓度的增加而縮短(图4)。 本发明中的核壳结构纳米颗粒的发光强度和衰减时间依赖于Eu-DT的掺杂浓度。 其相对发光强度可以在25-100%的区间内进行调整，而发光寿命也可以在220-100 ii s之 间进行调整。 4、图5是Eu-DT在甲苯溶液(虚线)以及封装到纳米颗粒中(实线)的吸收和发射 光谱。本发明提出的纳米颗粒的光谱特性与Eu-DT在有机溶剂中的很相似。在蓝光LED的照 射下，纳米颗粒悬浮液显示出Eu"配合物的特征红光，且容易地被肉眼观察到。图6是Eu-DT 纳米颗粒的透射电镜照片，透射电子显微镜(TEM)显示了纳米颗粒的大小为20-30nm，约呈 球形。 Eu-DT在甲苯溶液中的吸收和发射光谱如图5所示。其吸收从300nm延伸到450nm 左右，该宽带归因于DNM的吸收。该宽带对应于紫色发光二极管(发光峰为405nm)，或者 375nm以及405nm半导体激光器的激发。在可见光激发下，Eu-DT给出了典型的Eu3+配合物 的红光发射(5D。 — 7F2)。 5、考察纳米颗粒的发光强度和衰减时间(寿命)对温度的敏感性。 在发光强度和衰减时间(寿命)方面研究了纳米颗粒的发光对温度的敏感性。图
7-1是水溶液中Eu-DT纳米颗粒在616nm处的变温发射强度(激发波长为400nm)图，表明，
随着温度从1(TC上升到5(TC，纳米颗粒的发光强度减少了80^以上。依据温度敏感度的定
义AI/(IrrfAT)，该纳米温度传感器在25-45t:范围内的敏感度是-3.07^/t:。假设发光
强度的测量精度为+/-1 % ，其分辨率达到+/-0. 3°C 。 图7-2是水溶液中Eu-DT纳米颗粒的变温发光寿命，给出了纳米颗粒的发光寿命 随温度的变化。其温度依赖行为可通过阿列纽斯方程拟合。可以观察到，寿命随着温度的
9上升而迅速缩短，相应的温度敏感度为-2.2%/匸(25_45°C)。相比于发光强度的测量，纳 米温度传感器的荧光寿命表现出较弱的温度敏感度。 6、图8是在l-48t:温度区间，50-1950mbar气压区间，生物荧光温度传感薄膜的发 光寿命。表明了在不同温度条件下传感薄膜的发光寿命的变化。
权利要求
一种核壳结构的生物荧光纳米颗粒，其特征在于它由二氧化硅壳层和杂化核构成，所述杂化核由Eu-三(二萘甲酰甲烷)-二(三辛基氧化磷)随机分散在2-二(三甲氧基硅基)癸烷和聚甲基丙烯酸甲酯中组成，所述二氧化硅壳层由2-二(三甲氧基硅基)癸烷水解缩聚组成。
2. 根据权利要求1所述的核壳结构的生物荧光纳米颗粒，其特征在于所述核壳结构的生物荧光纳米颗粒由重量比为2 : 48 : 50的Eu-三(二萘甲酰甲烷)-二 (三辛基氧 化磷)、2-二 (三甲氧基硅基)癸烷和聚甲基丙烯酸甲酯组成。
3. —种核壳结构的生物荧光纳米颗粒的制备方法，包括如下步骤(1) 二萘甲酰甲烷的合成将反应当量的2-萘甲酸乙酯和2'-萘乙酮溶入四氢呋喃 中，然后在搅拌中将过量10% (重量)的氢化钠缓慢加入，将所得混合物在60-7(TC回流加 热2-4小时，室温冷却，加入适量水，再用当量的HC1进行酸化，所得粗品用乙醚萃取，并用 石油醚进行重结晶提纯，得到二萘甲酰甲烷；(2) Eu-三(二萘甲酰甲烷)-二 (三辛基氧化磷)的合成将所得二萘甲酰甲烷、三辛 基氧化磷和氢氧化钠按照3 : 2 : 3的摩尔比溶解在乙醇中，并在搅拌中加热溶解，得混合 液；将反应当量的三氯化铕溶解于乙醇，然后将其逐滴加入上述混合液中，得Eu-DT沉淀， 持续搅拌2-4小时使沉淀充分，过滤得Eu-三(二萘甲酰甲烷)-二 (三辛基氧化磷)，所得 粗品经过体积比为4/1的乙醇/水混合物的重结晶，得到浅黄色固体；(3) 核壳结构纳米颗粒的合成将步骤(2)所得Eu-三(二萘甲酰甲烷)-二 (三辛 基氧化磷)，聚甲基丙烯酸甲酯和2-二 (三甲氧基硅基)癸烷按照2 : 48 : 50的质量 比溶解于丙酮中，并且使它们在溶液中的总浓度为0. 1%，使用微量调节注射器，取该溶液 200 ii L，在超声震荡条件下迅速注入到pH值为9的水中，用氨水调整pH值，由此产生的悬 浮液静置1-3小时后，再用孔径为0. 2 ii m的过滤膜进行过滤，随后将所得滤液在二次蒸馏 水中透析24小时，即得到核壳结构的生物荧光纳米颗粒的水溶液。
4. 一种生物荧光温度传感薄膜，其特征在于它由聚乙烯醇薄膜载体和核壳结构的生 物荧光纳米颗粒组成，所述核壳结构的生物荧光纳米颗粒与所述聚乙烯醇薄膜载体之间的 重量比为0. 1-0. 3%。;所述的核壳结构的生物荧光纳米颗粒由二氧化硅壳层和杂化核构成， 所述杂化核由Eu-三(二萘甲酰甲烷)-二 (三辛基氧化磷)随机分散在2-二 (三甲氧基 硅基)癸烷和聚甲基丙烯酸甲酯中组成，所述二氧化硅壳层由2-二 (三甲氧基硅基)癸烷 水解縮聚组成。
5. 根据权利要求4所述的生物荧光温度传感薄膜，其特征在于所述核壳结构的生物 荧光纳米颗粒由重量比为2 : 48 : 50的Eu-三(二萘甲酰甲烷)-二 (三辛基氧化磷)、 2-二 (三甲氧基硅基)癸烷和聚甲基丙烯酸甲酯组成。
6. 根据权利要求5所述的生物荧光温度传感薄膜，其特征在于所述生物荧光温度传 感薄膜的厚度为110-130 iim。
7. —种生物荧光温度传感薄膜的制备方法，包括如下步骤(1) 二萘甲酰甲烷的合成将反应当量的2-萘甲酸乙酯和2'-萘乙酮溶入四氢呋喃 中，然后在搅拌中将过量10% (重量)的氢化钠缓慢加入，将所得混合物在60-7(TC回流加 热2-4小时，室温冷却，加入适量水，再用当量的HC1进行酸化，所得粗品用乙醚萃取，并用 石油醚进行重结晶提纯，得到二萘甲酰甲烷；(2) Eu-三(二萘甲酰甲烷)-二 (三辛基氧化磷)的合成将所得二萘甲酰甲烷、三辛 基氧化磷和氢氧化钠按照3 : 2 : 3的摩尔比溶解在乙醇中，并在搅拌中加热溶解，得混合 液；将反应当量的三氯化铕溶解于乙醇，然后将其逐滴加入上述混合液中，得Eu-DT沉淀， 持续搅拌2-4小时使沉淀充分，过滤得Eu-三(二萘甲酰甲烷)-二 (三辛基氧化磷)，所得 粗品经过体积比为4/1的乙醇/水混合物的重结晶，得到浅黄色固体；(3) 核壳结构纳米颗粒的合成将步骤(2)所得Eu-三(二萘甲酰甲烷)-二 (三辛 基氧化磷)，聚甲基丙烯酸甲酯和2-二 (三甲氧基硅基)癸烷按照2 : 48 : 50的质量 比溶解于丙酮中，并且使它们在溶液中的总浓度为0. 1%，使用微量调节注射器，取该溶液 200 ii L，在超声震荡条件下迅速注入到pH值为9的水中，用氨水调整pH值，由此产生的悬 浮液静置1-3小时后，再用孔径为0. 2 ii m的过滤膜进行过滤，随后将所得滤液在二次蒸馏 水中透析24小时，即得到核壳结构的生物荧光纳米颗粒的水溶液；(4) 传感薄膜的制备在80-10(TC下将聚乙烯醇溶解于水中，配制出10%质量百分比 的聚乙烯醇水溶液，将步骤(3)所得核壳结构的生物荧光纳米颗粒的水溶液进行浓縮，获 得10倍于先前纳米颗粒浓度的溶液，按1 : 1的体积比与10%的聚乙烯醇溶液相混合，得 到总浓度为5% (质量)的粘性透明溶液，搅拌，所得混合液以刮涂法涂到载玻片上并在空 气中进行干燥，得产品。
全文摘要
本发明涉及一种生物荧光纳米颗粒和温度传感薄膜及其制备方法，属于生物温度传感器技术领域。生物荧光纳米颗粒包括二氧化硅壳层和杂化核，杂化核由Eu-DT随机分散在2-二(三甲氧基硅基)癸烷和聚甲基丙烯酸甲酯中组成，二氧化硅壳层由2-二(三甲氧基硅基)癸烷水解缩聚组成。重量比为0.1-0.3‰的生物荧光纳米颗粒与PVA薄膜载体组成生物荧光温度传感薄膜。本发明传感薄膜中所含的颗粒体积微小；有良好的温度分辨率，Eu-DT探针封装入不会引起生物体排斥的纳米保护层中，这使得材料拥有很好的生物体相容性，同时封装也使得探针对外部的干扰具有抗性。
文档编号G01K11/00GK101724394SQ20091024139
公开日2010年6月9日 申请日期2009年12月1日 优先权日2009年12月1日
发明者彭洪尚, 谢蒂旎, 黄世华 申请人:北京交通大学