[发明专利]一种稀土光学探针及其制备方法与应用

说明书

本发明公开的一种稀土光学探针及其制备方法与应用，所述稀土光学探针包括：内核NaYbF₄:Er³⁺,Ce³⁺、壳层NaYF₄:Yb³⁺、外壳NaYF₄:Nd³⁺、以及修饰在所述外壳NaYF₄:Nd³⁺表面的二苯并环辛炔。所述稀土光学探针具有三层结构，避免了不必要的稀土离子间(Er³⁺离子和Nd³⁺离子)的交叉弛豫带来的能力损失，具有高亮的NIR‑IIb荧光发射；通过在探针表面修饰功能性基团—炔基赋予其生物正交能力；当将该稀土光学探针与具有同源靶向性的肿瘤胞外囊泡在活体中发生高效生物正交结合时，可以增强光学探针的肿瘤富集率及滞留时间，可实现活体肿瘤长时间的动态荧光成像。

技术领域

本发明涉及光学生物成像技术领域，尤其涉及一种稀土光学探针及其制备方法与应用。

背景技术

稀土掺杂纳米粒子(NPs)具有优异的光学特性，比如无光漂白、不闪烁、窄发射带宽和长寿命等，使其成为一类十分具有发展前景的光学探针。更为重要的是，掺杂铒离子(Er³⁺)的下转换纳米晶(DCNPs)在1525nm处具有特征荧光发射峰，适用于NIR-IIb的活体成像。

目前，Er³⁺离子掺杂的光学探针已被设计并用于在毫米深度实现微米级分辨率的全身和脑血管成像。尽管稀土光学探针在活体荧光成像领域已经取得了一些进展，但仅利用传统的增强的渗透性和保留(EPR)效应，稀土光学探针在肿瘤部位往往呈现出较差的靶向性及较短的滞留时间，极大地限制了其在活体肿瘤检测和治疗方面的应用。

目前，为了提高肿瘤靶向能力，研究者们通过在稀土光学探针表面修饰叶酸、核酸、抗体、多肽等多种活性靶点，增强其对肿瘤的靶向富集能力。然而，肿瘤细胞上生物受体的表达有限，受体与配体的结合效率低等这些问题的存在仍然阻碍了探针在肿瘤部位的高效富集。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种稀土光学探针及其制备方法与应用，旨在解决现有技术中的稀土光学探针表面的受体与修饰稀土光学探针表面的配体结合效率低，存在阻碍探针在肿瘤部位高效富集的问题。

本发明的技术方案如下：

一种稀土光学探针，包括：

内核NaYbF₄:Er³⁺,Ce³⁺；

壳层NaYF₄:Yb³⁺，所述壳层NaYF₄:Yb³⁺生长在所述内核NaYbF₄:Er³⁺,Ce³⁺表面；

外壳NaYF₄:Nd³⁺，所述外壳NaYF₄:Nd³⁺生长在所述壳层NaYF₄:Yb³⁺表面；

二苯并环辛炔，所述二苯并环辛炔用于修饰所述外壳NaYF₄:Nd³⁺的表面。

所述的稀土光学探针，其中，所述壳层NaYF₄:Yb³⁺中Yb³⁺离子的掺杂浓度为100％。

所述的稀土光学探针，其中，所述稀土光学探针为尺寸在21.5nm～29.5nm之间的球形结构。

一种如上所述的稀土光学探针的制备方法，包括步骤：