[发明专利]一种氧气纳米探针及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种氧气纳米探针及其制备方法与应用，该氧气纳米探针包含如下质量百分含量的组分：0.4％的发光体和99.6％的连接材料。该氧气纳米探针可以用于发光寿命成像检测中，与现有技术相比，本发明取得的有益效果为：(1)与稳态的荧光强度不同，荧光寿命是一种内在的分子属性，其是绝对的，仅仅与荧光团所处的微环境有关。发光寿命不受影响强度信号的因素的影响，即使激光强度、组织的厚度或检测器增益发生改变，所记录的荧光寿命却不会发生变化。(2)氧气纳米探针的发光寿命不随其浓度的差异而发生变化，其仅和氧气浓度有关。(3)利用氧气纳米探针的发光寿命可以定量的检测样品中的氧气浓度。

技术领域

本发明涉及光学成像应用技术领域，更具体的说是涉及一种氧气纳米探针及其制备方法与应用。

背景技术

氧气在生物中起着至关重要的作用，细胞内氧浓度受到微循环系统的严格调控。体内氧稳态的紊乱通常会导致诸如心血管疾病和中风之类的严重疾病。因此，研究者们一直致力于开发各种各样的技术，用来检测细胞内和组织中的氧气水平。目前常用的方法包括正电子发射断层扫描(PET)成像，血氧水平依赖性磁共振成像(BOLD-MRI)，光学方法和常规的氧电极方法。然而，氧电极方法是侵入性的，单点测量并且消耗氧气的。基于BOLD-MRI的测量仅仅只能提供血液中的氧合血红蛋白(oxyHb)和脱氧血红蛋白(deoxyHb)的变化信息，并不能直接提供组织中氧气的真实含量。此外，PET成像需要用到放射性的元素，其会对机体正常的部位造成放射性损伤。

光学成像技术具有高灵敏度和高时空分辨率的特点，目前利用光学成像技术测量氧气含量主要集中在发光强度成像的方法上。然而，基于发光强度的成像方法易受荧光团浓度，组织穿透深度，激光功率密度，探测器增益等的影响。因此，基于强度的成像方法只能定性的检测氧气含量，其并不能定量直观的检测氧气的真实水平。

因此，提供一种检测结果准确、易于操作的氧气含量测量方法是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种氧气纳米探针及其制备方法与应用。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种氧气纳米探针，包含如下质量百分含量的组分：0.4％的发光体和99.6％的连接材料；

所述发光体为有机染料、金属配合物或量子点中任意一种。

优选的，所述有机染料为多环芳烃、吖啶黄或四碘荧光素。

优选的，所述金属配合物为钯配合物、铂配合物、钌配合物、铱配合物或铑配合物。

优选的，所述量子点为CdTe量子点、ZnS:Cu量子点或石墨烯量子点。

优选的，所述连接材料为卵磷脂、聚乙二醇、白蛋白或抗体。

一种氧气纳米探针的制备方法，包括如下步骤：

(1)将所述发光体配制成质量浓度为2mM的发光体储备溶液；

(2)将连接材料溶于有机溶剂中配制成质量浓度5mg/ml的连接材料溶液；

所述有机溶剂为氯仿、四氢呋喃、乙醇、甲醇、二氯甲烷或甲苯。

(3)将发光体储备溶液加入到连接材料溶液中，二者体积比为1:100，并通过超声波震荡混合，得混合液；

(4)移取混合液加入纯水中，混合液与纯水的体积比为1:1，在室温下搅拌5分钟后，去除有机溶剂，之后通过孔径为0.13μm的水相过滤器过滤得氧气纳米探针，置于4℃条件下保存备用。

氧气纳米探针在发光寿命成像检测中的应用。