聚集诱导发光纳米粒子的制备方法、纳米粒子和应用

摘要

本发明提供了一种聚集诱导发光纳米粒子的制备方法，相比于现有技术，本发明的制备方法先采用双亲性的表面活性剂普兰尼克对疏水的AIE分子进行包裹，然后在0～10℃的低温下对其进行洗脱，相比于常温下的洗脱，低温洗脱更容易除去游离松散的表面活性剂，而因洗脱掉了大部分的表面活性剂，致使改变AIE分子的原疏水环境，为维持整个疏水区的相对稳定，则AIE分子自发的更加聚集，从而使得经低温洗脱后的AIE纳米粒子的发光性能得以增强。由此扩大了发光纳米粒子的应用范围。该纳米粒子在肠道内可以稳定地存在，可以在胃酸、肠液中保持良好的稳定性，为肠道成像和肠道菌群的研究提供了一种新型的研究工具。

说明书

技术领域

本发明涉及荧光发光材料，具体涉及一种聚集诱导发光纳米粒子的制备方法、纳米粒子和应用。

背景技术

研究发现，当聚集诱导发光分子(AIE：aggregation-induced emission)处于游离状态时候，体系几乎不发光。但当其处于高浓度下受挤压时，具有更加优秀的发光性能，因此其目前已广泛应用于分子成像，癌症新疗法，杀菌，组织成像等领域。

当前让这种分子处于聚集状态的方法很多，比如制备简单、特异性地形成局部高浓度、包裹制备成纳米粒子的纳米沉淀法。而其他可以通用的纳米粒子制备方法少有发表。有鉴于此，确有必要提供制备AIE纳米粒子的其他技术方案。

发明内容

本发明的目的之一在于：提供一种聚集诱导发光纳米粒子的制备方法，解决了目前的纳米粒子发光性能不足的问题，通过本发明制备方法得到的纳米粒子，其荧光性能得到进一步增强。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种聚集诱导发光纳米粒子的制备方法，包括以下步骤：

S1、将含AIE的溶液逐滴加入正在搅拌的普兰尼克水溶液中，避光继续搅拌3～24h，形成pre-AIE胶束溶液；

S2、取步骤S1中得到的pre-AIE胶束溶液，于0～10℃下离心洗脱，洗脱后得到post-AIE胶束溶液，完成聚集诱导发光纳米粒子的制备。

优选的，所述AIE为HPPMM、TABID、HPS中的任意一种，所述AIE的浓度为0.1～5mg/mL。

优选的，所述洗脱的方法为：取所述pre-AIE胶束溶液与水混合，投入离心超滤管中，于0～10℃下离心，离心时间为5～30min，相对离心力为1000～5000g，重复补水离心，最后得到洗脱后的post-AIE胶束溶液。

优选的，所述洗脱的方法为：取1～5mL的所述pre-AIE胶束溶液与10～50mL水混合，投入离心超滤管中，于0～6℃下离心，离心时间为10～20min，相对离心力为3300～3800g，重复补水离心，最后得到洗脱后的post-AIE胶束溶液。

优选的，所述洗脱的方法为：取1mL的所述pre-AIE胶束溶液与10mL水混合，投入离心超滤管中，于4℃下离心，离心时间为15min，相对离心力为3300g，重复补水离心三次，最后将截留的液体体积恢复到1mL，得到洗脱后的post-AIE胶束溶液。

优选的，所述离心超滤管的截留分子量为100kD。

本发明的目的之二在于，提供一种由上述任一项所述的聚集诱导发光纳米粒子的制备方法得到的纳米粒子。

本发明的目的之三在于，提供一种上述所述的纳米粒子在胃液和/或肠液中的应用。

本发明的有益效果在于：本发明提供了一种聚集诱导发光纳米粒子的制备方法，包括以下步骤：S1、将含AIE的溶液逐滴加入正在搅拌的普兰尼克水溶液中，避光继续搅拌3～24h，形成pre-AIE胶束溶液；S2、取步骤S1中得到的pre-AIE胶束溶液，于0～10℃下离心洗脱，洗脱后得到post-AIE胶束溶液，完成聚集诱导发光纳米粒子的制备。相比于现有技术，本发明的制备方法先采用具有温度敏感性的、双亲性的表面活性剂普兰尼克对疏水的AIE分子进行包裹，然后在0～10℃的低温下对其进行洗脱，相比于常温下的洗脱，低温洗脱更容易除去游离松散的表面活性剂，而因洗脱掉了大部分的表面活性剂，致使改变AIE分子的原疏水环境，诱导AIE分子自发的更加聚集，从而使得经低温洗脱后的AIE纳米粒子的发光性能得以增强，由此扩大了发光纳米粒子的应用范围。SSAMs在肠道内可以稳定地存在，可以在胃酸、肠液中保持良好的稳定性，为肠道成像和肠道菌群的研究提供了一种新型的研究工具。

附图说明

图1为本发明制备方法的流程图。

图2为AIE分子低温洗脱前后的荧光强度图。

图3为本发明post-AIE胶束溶液中AIE分子的电镜图。

图4为本发明得到的AIE分子在模拟胃液和肠液中的稳定性测试对比图。

具体实施方式

为使本发明的技术方案和优点更加清楚，下面将结合具体实施方式和说明书附图，对本发明及其有益效果作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1

一种聚集诱导发光纳米粒子的制备方法，包括以下步骤：

S1、将含AIE的溶液逐滴加入正在搅拌的普兰尼克水溶液中，避光继续搅拌3～24h，形成pre-AIE胶束溶液；

S2、取步骤S1中得到的pre-AIE胶束溶液，于0～10℃下离心洗脱，以除去多余的、松散的普朗尼克；洗脱后得到post-AIE胶束溶液，完成聚集诱导发光纳米粒子的制备。

进一步地，AIE为HPPMM、TABID、HPS中的任意一种，所述AIE的浓度为0.1～5mg/mL。其中，含AIE的溶液可为含HPPMM的二氯甲烷溶液、含TABID的二氯甲烷溶液、含HPS的二氯甲烷溶液中的任意一种，AIE的浓度可为0.1～1mg/mL、1～2mg/mL、2～3mg/mL、3～4mg/mL、或4～5mg/mL。一方面，应避免溶液中的AIE浓度过高，从而保证普兰尼克表面活性剂可以更好的包裹在AIE分子表面，如果浓度过高，即使采用逐滴添加的方式将含AIE溶液加入到普兰尼克水溶液中，普兰尼克表面活性剂也无法及时对AIE分子进行包裹，从而导致了AIE分子颗粒分布越加不均，后续的发光强度随之受影响。另一方面，也应避免溶液中的AIE浓度过低，AIE分子无法有效聚集，发光强度也无法得到有效提升。

其中，采用的HPPMM的分子结构式为：

TABID分子结构式为：

HPS分子结构式为：

进一步地，洗脱的方法为：取所述pre-AIE胶束溶液与水混合，投入离心超滤管中，于0～10℃下离心，离心时间为5～30min，相对离心力为1000～5000g，重复补水离心，最后得到洗脱后的post-AIE胶束溶液。其中，与pre-AIE胶束溶液混合的水为低温水，温度可为0～8℃，优选的为2～6℃，更优选的为4℃。采用低温水进行混合在离心前预先将pre-AIE胶束溶液的温度降下来，可更好的增强洗脱效果。而离心时的离心力优选为3000～4000g，只要离心力可满足将表面活性剂洗脱下来即可，这里不再过多限定。

更进一步地，洗脱的方法为：取1～5mL的所述pre-AIE胶束溶液与10～50mL水混合，投入离心超滤管中，于0～6℃下离心，离心时间为10～20min，相对离心力为3300～3800g，重复补水离心，最后得到洗脱后的post-AIE胶束溶液。

更具体地，一种聚集诱导发光纳米粒子的制备方法，包括以下步骤：

S1、pre-AIE胶束溶液的制备方法为：将HPPMM溶于二氯甲烷中，得到含HPPMM的二氯甲烷溶液，浓度为1mg/mL，取1mL的含HPPMM的二氯甲烷溶液逐滴加入10mL 10％(w/v)的普兰尼克的水溶液中，并继续避光搅拌3h，得到pre-AIE胶束溶液；

S2、洗脱的方法为：取1mL的所述pre-AIE胶束溶液与10mL水混合，投入截留分子量为100kD的离心超滤管中，于4℃下离心，离心时间为15min，相对离心力为3300g，重复补水离心三次，离心后可得到0.1mL的截留液体，最后将截留的液体体积恢复到1mL(也即是恢复到与投料相同)，得到洗脱后的post-AIE胶束溶液。

分别对上述得到的pre-AIE胶束溶液和post-AIE胶束溶液进行荧光强度测定，测定结果如图2所示，结果表明post-AIE的亮度要高于pre-AIE的亮度，由此说明了低温态下的离心洗脱可以进一步增强AIE分子的聚集，发光性能得到进一步提升。这主要是因为低温下使用超滤管进行离心，最终可以获得较小体积的浓缩液(如上述的具体制备中离心后可得到0.1mL的截留液体)，而该浓缩液中主要是AIE分子，原AIE分子表面包覆的表面活性剂大部分均洗脱除去，而又因表面活性剂大部分被洗脱除去，使得改变原AIE分子的原疏水环境，致使AIE分子自发的更加聚集，从而保证了整个疏水区环境的相对稳定。而如果是在相同操作下常温离心，截留的液体不仅很难浓缩到较小体积，发光亮度低。由此可见，本发明提供的制备方法得到的发光纳米粒子亮度更强，应用范围更广。

此外，由图3的电镜中还可以看出，经低温洗脱的AIE分子，颗粒分布更加均匀，尺度更加均一，分子聚集程度更高，由此也可以表明本发明得到的纳米粒子发光程度更高。

实施例2

一种由实施例1所述的聚集诱导发光纳米粒子的制备方法得到的纳米粒子。

实施例3

一种实施例2所述的纳米粒子在胃液和/或肠液中的应用。

当然，本发明的发光纳米粒子还可以应用于其他环境中，因发光强度进一步提升后，其应用的范围更加广泛，这里不再做过多列举，但采用本发明制备方法得到的纳米粒子的各项应用均应落入本发明的保护范围。

将本发明的发光纳米粒子应用于胃液和肠液中，如图4所示，该post-AIE胶束溶液与模拟胃液(Simulated Gastric Fluid)、模拟肠液(Simulated Intestinal Fluid)共孵育12h后，纳米粒子材料的吸光度没有发生明显变化，说明了本发明的发光纳米粒子具有较高的稳定性，post-AIE胶束溶液具有良好的胃酸、肠液耐受性。本发明提供了一种在纳米粒子制备好后再使其聚集的方法，发光强度更高，应用范围更广。

根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还能够对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上述的具体实施方式，凡是本领域技术人员在本发明的基础上所作出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。