[发明专利]生物微区实时温度检测方法

说明书

本发明涉及非接触微区温度检测测量的技术领域，公开了一种生物微区实时温度检测方法，该上转换纳米粒子采用光学比率检测温度，用808 nm激光激发，避免了水吸收的热效应干扰，808 nm的双光子近红外直接激发和基于染料能量共振转移激发的双激发过程有效提高了纳米粒子发光转换效率和测温灵敏度；本发明的应用可以实现对生物细胞微区或区域温度的无接触测量，并可通过调节激发光功率，利用染料的强吸收将强激光激发时多余的能量转化为热，实现用于肿瘤光热疗法的精准热冲击和同时的温度监测。

分案说明

本发明为申请日为2019年5月21日，申请号为2019104234218，发明名称为“用于生物微区和光热疗的纳米探针及其合成方法和检测方法”的分案申请。

技术领域

本发明涉及非接触微区温度检测测量的技术领域，特别涉及一种生物微区实时温度检测方法。

背景技术

目前存在多种测温技术，例如热电偶法，热膨胀法，近红外线法等。这些测温方法都是对局域、大尺度范围的测温，且近红外法不能区分深度信息，热电偶等方法需要接触测量等要求，这些特点和要求限制了其在生物医学精准检测和治疗中的应用。生物医学中的测温除了要求有较高的稳定性和精确性外，也存在很多其他特殊要求，如需要测量微区温度研究亚细胞尺度的生理变化，医学肿瘤靶向热疗需要精准的加热和实时的温度监控等。当前，对于生物医学要求的微区点温度的监测和具有温度同步精准监控的热疗仍然难以实现。

该技术的难点在于生物微区的尺度量级较小，需要的温度检测探针的尺度也较小。另外，光热治疗时要求精准加热并能实时、精确监控加热温度。当前技术存在稳定性、实时性差，以及灵敏度和准确度低等缺点，还不能满足要求。

发明内容

发明目的：针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种生物微区实时温度检测方法，这种温度纳米探针中的上转换纳米粒子用808 nm激光激发，避免了水吸收的热效应，双路光学吸收和激发让发光更强，提高了温度检测的灵敏度和精确度。

技术方案：本发明提供了一种上转换纳米探针，该上转换纳米探针的化学式为NaYF₄：Yb/Er/Nd@IR806@DSPE-PEG；其中，上转换纳米粒子NaYF₄：Yb/Er/Nd中的Y、Yb、Er和Nd元素的摩尔比为78：20：1：1。

优选地，所述上转换纳米探针能够被808 nm近红外激光同时直接激发和间接能量共振转移激发发出520 nm和545 nm的可见光。

本发明还提供了一种上转换纳米探针的合成方法，包括以下步骤：S1：合成上转换纳米粒子NaYF₄：Yb/Er/Nd；S2：将所述上转换纳米粒子NaYF₄：Yb/Er/Nd与IR806染料在CHCl₃中混合，超声1小时后离心，弃上清后重悬于水溶液中，并加入DSPE-PEG（磷脂聚乙二醇）超声30分钟，离心弃上清并用生理PBS重悬后，得所述上转换纳米探针。

优选地，在所述S1中，通过以下步骤合成所述上转换纳米粒子NaYF₄：Yb/Er/Nd：将NaOH水溶液、乙醇和油酸在室温下充分混合至澄清后，将Y、Yb、Er和Nd元素的乙酸盐按照Y、Yb、Er和Nd元素的摩尔比为78：20：1：1加入上述澄清液并搅拌均匀；接着加入NaF乙醇溶液后，190℃水热反应24 h，离心获得所述上转换纳米粒子NaYF₄：Yb/Er/Nd。

优选地，所述NaOH水溶液、乙醇和油酸的体积比为3：8：20。

优选地，在所述S2中，所述上转换纳米粒子NaYF₄：Yb/Er/Nd与所述IR806染料在CHCl₃中的质量比为4000：1。

本发明还提供了一种上转换纳米探针在生物微区实时温度检测中的应用。