中科院化学所在纳米生物医用材料的研制方面取得系列研究成果

日期 2005-11-28　来源：中科院化学所　作者：宣传处　【大中小】　【打印】　【关闭】

　　无机纳米晶体在生物医学领域有着广阔的应用前景，在众多无机纳米晶体材料中，荧光量子点和超顺磁性氧化铁纳米颗粒目前已经得到了各国科学家的高度关注，并成为该领域的研究热点。上述纳米晶体材料在生物分析和检测中的直接应用，除了要求纳米晶体本身具有较高的质量，如：窄粒度分布、高结晶度和尺寸可控性，还要求纳米材料具有很好水溶性（或水分散性）、生物相容性及表面可修饰性。在国家自然科学基金委（杰出青年基金项目编号：20225313；面上基金项目编号：90206024和90201006；基金委国际合作交流项目编号：50510505041）、科技部以及中科院的支持下，中科院化学所胶体、界面与化学热力学实验室高明远研究员领导的课题组，在基于CdTe量子点和磁性Fe3O4纳米晶体的生物医用材料研制方面取得了系列研究成果。　　在磁性纳米晶体材料的制备方面，该课题组成功借鉴了最新发展的高温热分解制备方法，通过选用高沸点的强极性溶剂α-吡咯烷酮作为反应传热介质，通过“一锅”反应制备出具有高结晶度和高磁学性能的水溶性磁性Fe3O4纳米晶体（Chem. Mater., 2004, 16, 1391）。随后，该课题组进一步将反应原料从昂贵的、高毒性的有机金属铁盐拓展到价廉无毒的FeCl3.6H2O，不仅成功地得到了尺寸形貌可控的磁性纳米晶体，还深入探索了以FeCl3.6H2O为单一原料制备Fe3O4纳米晶体的机理（Angew. Chem. Int. Ed., 2005, 44, 123)。　　在此工作基础之上，该课题组还开展了生物相容性磁性纳米晶体的制备研究，成功地利用“一锅”反应制备出表面修饰有PEG的磁性纳米晶体。动物实验结果表明，PEG修饰不仅大大地改善了Fe3O4纳米晶体的生物相容性，提高了Fe3O4纳米晶体的血液循环时间，同时使该材料表现出优异的磁共振造影剂的功能（Adv. Mater., 2005, 17, 1001）。　　该课题组还一直致力于量子点荧光生物标记的制备研究，他们利用巯基乙酸的光分解反应，在水溶液中成功地制备了室温荧光量子产率高达80%的水溶性CdTe纳米晶体（Chem. Mater., 2004, 16, 3853）。通过与德国马普学会胶体界面所合作，他们开展了量子点荧光编码微球的制备及微球性质的研究。首先采用聚氮异丙基丙烯酰胺为微球基体，利用其热敏性质，通过温度诱导相变，成功地将量子点包埋在聚合物微球内部形成荧光编码微球，并对微球内部量子点间的能量迁移现象进行了研究，所取得的结果将对量子点荧光编码微球的制备提供重要的指导（Chem. Mater., 2005, 17, 2648；Adv. Mater., 2005, 17, 267）。　　最近，该课题组利用反相微乳液的方法成功地制备了单分散的，同时具有核壳结构的CdTe@SiO2荧光微球（Adv. Mater., 2005, 17, 2354-2357）。SiO2壳层结构的构建一方面大大地提高了CdTe量子点的荧光稳定性；另一方面为荧光微粒表面的功能化提供了极大的方便，更为重要的是该结构的形成将有利于有效降低因量子点光分解所导致的生物毒性，从而为量子点在生物分析检测及疾病的诊断中的应用提供更广阔的前景。