[发明专利]一种核壳结构上转换纳米荧光传感探针的制备及其在美司那检测中的应用

说明书

本发明公开了一种核壳结构上转换纳米荧光传感探针的制备及其在美司那检测中的应用。以本发明核壳结构上转换纳米粒子构建的荧光探针对美司那具有出色的选择性，能够有效避免样品中其他杂质的干扰。在生物样品中对常见的无机盐、氨基酸、生物硫醇和化疗药物等具有较好的抗干扰性。此外由于近红外激发的上转换发光，可以避免生物样品的背景荧光干扰，显著提高了传感器的灵敏度和准确性。

技术领域

本发明涉及一种用于检测化疗辅助用药美司那的荧光探针，具体地说是一种核壳结构上转换纳米荧光传感探针的制备及其在美司那检测中的应用，属于化学与纳米材料科学领域。

背景技术

化疗是当今最有效的癌症治疗方法之一。化疗药物在作用于癌细胞的同时也作用于健康细胞，导致病人在接受治疗时产生严重的副作用。为了预防有毒的氧氮磷环类药物(例如异环磷酰胺、环磷酰胺和曲磷酰胺)的代谢物对人体的伤害，需要使用美司钠(mesna，2-巯基乙磺酸钠)作为区域解毒剂以提供保护。

作为一种硫醇化合物，美司那的游离巯基可以直接与有毒代谢物丙烯醛的双键结合，形成稳定和无毒的化合物并提供保护。剂量不足的美司那无法提供保护，而过量的美司那可引起恶心、呕吐、腹泻、血压下降和心率加快等副作用。在化疗期间，这些症状通常和其他化疗药物的副作用相似，给临床上的剂量调整造成了困扰。在某些情况下，接受大剂量环磷酰胺治疗的患者在常规使用美司那时仍会发生出血性膀胱炎(hemorrhagic cystitis，HC)，这可能是由于膀胱中美司那的浓度不足，无法在排泄有毒代谢物时维持足够的水平以提供持续的尿路保护。为了获得最佳化疗结果，必须监测和定量患者体内美司那的水平为剂量的调整提供参考。

到目前为止，已经报道了几种测定美司那的方法，如高效液相色谱法(HPLC)、电化学法、表面增强拉曼光谱法(SERS)和荧光法等。近年来，光学检测技术在食品、环境和生物领域的应用已被广泛报道，其中比色法为提供了可视化检测提供了可能的同时却有着相对较低的灵敏度。作为一种有效的光学检测技术，荧光法克服了比色法的缺点。传统的荧光纳米传感器是基于下转换发光，存在光漂白、光学稳定性差、信噪比低等问题。相比之下，镧系元素掺杂的上转换纳米粒子将近红外光转换为紫外/可见光，具有更深的穿透能力。由于激发光位于生物光学窗口内，可以有效地避免来自生物样品复杂基质的背景干扰。作为生物传感器理想的光学材料，迄今为止还没有开发出基于上转换纳米粒子的纳米传感器用于检测美司那。

发明内容

本发明针对上述现有技术的不足，提供了一种核壳结构上转换纳米荧光传感探针的制备及其在美司那检测中的应用。本发明核壳结构上转换纳米粒子作为荧光探针能对美司那进行可视化检测，具有较低的检测限。

本发明核壳结构上转换纳米荧光传感探针的制备方法，包括如下步骤：

步骤1：将3.9mmol氯化钇、1.0mmol氯化镱、0.1mmol氯化铒、30mL油酸和75mL十八烯混合，在氩气环境下于160℃加热反应60分钟后自然冷却到室温；

步骤2：将含有0.50g氢氧化钠和0.74g氟化铵的50mL甲醇溶液滴加至步骤1获得的反应液中，50℃下加热40分钟，随后加热至100℃并在真空下保持20分钟，接着加热至300℃并在氩气环境下保持90分钟。

步骤3：反应液自然冷却至室温，加入乙醇后离心分离，得到NaYF₄:Yb,Er核心上转换纳米粒子。使用乙醇洗涤三次后分散于环己烷中备用。

步骤4：将1mmol氯化钇、24mL油酸和60mL十八烯混合，并在氩气环境下于160℃加热反应60分钟，反应液冷却到室温。

步骤5：向步骤4获得的反应体系中加入步骤3获得的4mmol NaYF₄:Yb,Er核心上转换纳米粒子并分散均匀，然后向体系中滴加含有0.150g氢氧化钠和0.222g氟化铵的15mL甲醇溶液，在50℃下加热40分钟，随后将溶液加热至100℃并在真空下保持20分钟，接着加热到300℃并在氩气环境下保持90分钟。