[发明专利]羧基荧光素修饰的肾清除型银纳米颗粒及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了羧基荧光素修饰的肾清除型银纳米颗粒及其制备方法与应用。本发明制备的超稳定银纳米颗粒FG‑AgNPs是将荧光染料(NHS‑FAM)共轭到制备好的GS‑AgNPs上，生成一种银‑染料共轭物。本发明合成的FG‑AgNPs，合成产率高，形貌较均一，并且具有优越的稳定性和良好的生物相容性，同时本发明的制备方法简单方便，原料来源广泛。通过对FG‑AgNPs和NHS‑FAM在pH从5‑10范围内的荧光强度研究表明与AgNPs的结合提高了NHS‑FAM的pH响应范围和灵敏度。基于此发现，这种荧光纳米传感器可以作为一种强有力的检测酸碱度的新型探针，有望在化学、医学和生物学领域得到广泛的应用。

技术领域

本发明属于化学纳米材料领域，具体涉及羧基荧光素修饰的肾清除型银纳米颗粒及其制备方法与应用。

背景技术

纳米粒子由于其独特的光学和电子性质而受到了广泛的关注，并在纳米医学领域得到了广泛的应用。银纳米粒子由于其独特的物理、化学和生物特性，近年来引起了人们的极大兴趣。它在毒性、电阻、化学稳定性、催化活性和表面等离子共振方面也具有独特的物理化学性质，这些特性使得银纳米颗粒具有广泛的应用，包括药物输送、生物成像、医学诊断和治疗学、化学和生物化学传感、光学传感器、化妆品以及食品和制药等行业。此外，银纳米颗粒具有表面等离子体共振(SPR)、高稳定性和良好的生物相容性，可以结合一些配体如谷胱甘肽(GSH)，使其进入生物体后能够快速被肾脏清除，从而降低其生物毒性。例如：等人在壳聚糖生物聚合物(BP/AgP)上制备了超小且稳定的银纳米粒子改善了生物聚合物膜的性能[Int.J.Mol.Sci.2020,21(24),9388]；M Shariq Ahmed等人通过内生细菌合成生物AgNPs，合成的AgNPs通过改变MCF-7细胞中凋亡蛋白(包括Bax，Bcl-2和炎性标记COX-2)的表达对MCF-7细胞表现出剂量依赖性的细胞毒性，从而诱导人乳腺癌MCF-7细胞凋亡[Environ Sci Pollut Res 26,26939–26946(2019)]。这些研究成果为贵金属银纳米颗粒的进一步发展和实际生物应用展开了一个很好的前景。

纯单体荧光有机染料常常有吸收系数低、毒性大、光漂白和发射寿命短等缺点，为了克服单体荧光有机染料的应用缺陷，需要对荧光材料进行改进处理，以便提高其在生物标记分析、免疫测定和诊断成像等领域的应用。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种羧基荧光素修饰的肾清除型银纳米颗粒及其制备方法与应用，本发明将荧光有机染料羧基荧光素NHS-FAM通过共价键连接到GS-AgNPs上，改善了单体荧光有机染料的缺点，并且AgNPs的结合提高了NHS-FAM对pH响应的范围和灵敏度，可用来检测酸碱度。制备合成的FG-AgNPs具有良好的荧光性质，且具有合成产率高，形貌较均一，稳定性高等特点。银纳米粒子与有机染料结合对于生物标记分析、免疫测定和诊断成像(包括癌症诊断)中的光学诊断非常有益，并且可应用于肿瘤成像及治疗方面。

将荧光团结合到纳米粒子上的优点之一是，荧光小分子的水溶性往往比较差，将其接在水溶性好的纳米颗粒表面，可以大大提高其水溶性。此外，纳米粒子大的比表面积使得其可以作为载体容纳多个荧光团分子，增加荧光团的光稳定性。但是需要考虑到荧光团-纳米粒子通过共价键或非共价键连接的效率。因此，设计适当的荧光团连接策略和荧光团-纳米粒子的详细表征很重要。

为解决现有技术问题，本发明采取的技术方案为：

羧基荧光素修饰的肾清除型银纳米颗粒，通过5(6)-羧基荧光素琥珀酰亚胺酯(NHS-FAM)和谷胱甘肽(GSH)为配体合成的GS-AgNPs之间发生反应获得银纳米粒子FG-AgNPs；所述银纳米粒子FG-AgNPs为分散性好、且直径为1.5-2.5nm的球形颗粒，在522nm波长处有强的荧光发射峰。

上述银纳米粒子FG-AgNPs与GS-AgNPs相比，形貌和尺寸并未发生明显改变。

上述羧基荧光素修饰的肾清除型银纳米颗粒的制备方法，包括如下步骤：