基于上转换发光的纳米材料、其制备方法及应用
阅读：147发布：2023-01-19
专利汇可以提供基于上转换发光的纳米材料、其制备方法及应用专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 提供一种基于上转换发光的 纳米材料 ，包括基底，连接于基底上的聚乙二醇层和第一聚乙烯亚胺层，连接于所述第一聚乙烯亚胺层上的聚 丙烯酸 层，以及连接在所述聚丙烯酸层上的第二聚乙烯亚胺层；所述基底为NaGdF4:Yb,Er，其中Gd、Yb和Er的摩尔比为78∶20∶2；所述基底表面带有锌胺-聚丙烯酸复合物，所述基底通过锌胺-聚丙烯酸复合物与聚乙二醇层和第一聚乙烯亚胺层连接。本发明的纳米材料粒径小， 稳定性 高，其结合带负电的DNA的能 力 较高，尤其是在血清存在的 转染 条件下，转染效率较高。而且，所述纳米材料的 水 溶性好，毒性低。实验表明，本发明所述纳米材料在血清存在下的转染效率达到40%以上。，下面是基于上转换发光的纳米材料、其制备方法及应用专利的具体信息内容。
1.一种基于上转换发光的纳米材料，包括基底，连接于基底上的聚乙二醇层，连接于基底上的第一聚乙烯亚胺层，连接于所述第一聚乙烯亚胺层上的聚丙烯酸层，以及连接在所述聚丙烯酸层上的第二聚乙烯亚胺层；
所述基底为NaGdF4:Yb,Er，其中Gd、Yb和Er的摩尔比为78：20：2；
所述基底表面带有锌胺-聚丙烯酸复合物，所述基底通过锌胺-聚丙烯酸复合物与聚乙二醇层和第一聚乙烯亚胺层连接。
2.根据权利要求1所述的纳米材料，其特征在于，所述基底的制备方法为：
将三氟乙酸钆、三氟乙酸镱、三氟乙酸铒、三氟乙酸钠加入溶剂，在惰性气体氛围中，反应得到基底。
3.一种基于上转换发光的纳米材料的制备方法，包括以下步骤：
（A）将锌胺-聚丙烯酸复合物与基底混合反应，得到复合物修饰的基底；
所述基底为NaGdF4:Yb,Er，其中Gd、Yb和Er的摩尔比为78：20：2；
（B）将所述复合物修饰的基底与聚乙二醇在缩合剂作用下，混合反应，得到聚乙二醇修饰的基底；
（C）将所述聚乙二醇修饰的基底与聚乙烯亚胺在缩合剂作用下，混合反应，得到一层聚乙烯亚胺修饰的基底；
（D）将所述一层聚乙烯亚胺修饰的基底与聚丙烯酸反应，得到中间产物；
（E）将所述中间产物与聚乙烯亚胺反应，得到基于上转换发光的纳米材料。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述基底的制备方法为：
将三氟乙酸钆、三氟乙酸镱、三氟乙酸铒、三氟乙酸钠加入溶剂，在惰性气体氛围中，反应得到基底。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述反应的温度为140～320℃，所述反应的时间为1.5～2.5小时。
6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述聚乙二醇的分子量为8000～
15000。
7.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤（B）中所述聚乙烯亚胺与基底的质量比为1：6～15。
8.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述聚丙烯酸的数均分子量为
80000～150000。
9.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述聚丙烯酸与基底的质量比为
1:3～8。
10.一种权利要求1所述的基于上转换发光的纳米材料或权利要求3～9任意一项所述方法制备的基于上转换发光的纳米材料作为基因转染载体的应用。
基于上转换发光的纳米材料、其制备方法及应用
技术领域
[0001] 本发明涉及纳米材料领域，特别涉及基于上转换发光的纳米材料，其制备方法及应用。
背景技术
[0002] 纳米材料是指由三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围的基本颗粒或由基本颗粒为基本单元构成的材料，基本颗粒的总数量在整个材料的颗粒总数中占50%以上。纳米材料由于其独特的尺寸以及物理化学性质，在肿瘤的成像和治疗上有很大的应用潜力。
[0003] 基 于 稀 土 纳 米 晶 体 的 上 转 换 发 光 纳 米 材 料（upconversion nanoparticles,UCNPs），是一种在近红外光激发下能发出可见光的发光材料，通常由无机基质及镶嵌在其中的稀土掺杂离子组成。其最大的特点是材料所吸收的光子能量低于发射的光子能量。这种上转换发光具有近红外发光、没有自发荧光和光稳定性好的特点，为生物科学等诸多领域带来了新的机遇。基于稀土纳米晶体的上转换发光纳米材料在生物医学领域，主要应用于：生物成像、生物监测等。
[0004] UCNP经过修饰，可以改善其表面性能，例如：一层聚乙烯亚胺修饰的UCNPs，可以担载DNA，用以基因的转染，在无血清存在下，N/P=10的转染条件下，转染效率仅为1.46%。目前尚无对于其在血清存在下，转染效率的研究。
发明内容
[0005] 本发明解决的技术问题在于提供一种基于上转换发光的纳米材料，其制备方法及应用，所述基于上转换发光的纳米材料在血清存在下，携带基因的转染效率高。
[0006] 本发明提供了一种基于上转换发光的纳米材料，包括基底，连接于基底上的聚乙二醇层，连接于基底上的第一聚乙烯亚胺层，连接于所述第一聚乙烯亚胺层上的聚丙烯酸层，以及连接在所述聚丙烯酸层上的第二聚乙烯亚胺层；
[0007] 所述基底为NaGdF4:Yb,Er，其中Gd、Yb和Er的摩尔比为78：20：2；
[0008] 所述基底表面带有锌胺-聚丙烯酸复合物，所述基底通过锌胺-聚丙烯酸复合物与聚乙二醇层和第一聚乙烯亚胺层连接。
[0009] 优选的，所述基底的制备方法为：
[0010] 将三氟乙酸钆、三氟乙酸镱、三氟乙酸铒、三氟乙酸钠加入溶剂，在惰性气体氛围中，反应得到基底。
[0011] 本发明公开了一种基于上转换发光的纳米材料的制备方法，包括以下步骤：
[0012] （A）将锌胺-聚丙烯酸复合物与基底混合反应，得到复合物修饰的基底；
[0013] 所述基底为NaGdF4:Yb,Er，其中Gd、Yb和Er的摩尔比为78：20：2；
[0014] （B）将所述复合物修饰的基底与聚乙二醇在缩合剂作用下，混合反应，得到聚乙二醇修饰的基底；
[0015] （C）将所述聚乙二醇修饰的基底与聚乙烯亚胺在缩合剂作用下，混合反应，得到一层聚乙烯亚胺修饰的基底；
[0016] （D）将所述一层聚乙烯亚胺修饰的基底与聚丙烯酸反应，得到中间产物；
[0017] （E）将所述中间产物与聚乙烯亚胺反应，得到基于上转换发光的纳米材料。
[0018] 优选的，所述基底的制备方法为：
[0019] 将三氟乙酸钆、三氟乙酸镱、三氟乙酸铒、三氟乙酸钠加入溶剂，在惰性气体氛围中，反应得到基底。
[0020] 优选的，所述反应的温度为140～320℃，所述反应的时间为1.5～2.5小时。
[0021] 优选的，所述聚乙二醇的数均分子量为8000～15000。
[0022] 优选的，步骤（B）中所述聚乙烯亚胺与基底的质量比为1：6～15。
[0023] 优选的，所述聚丙烯酸的数均分子量为80000～150000。
[0024] 优选的，所述聚丙烯酸与基底的质量比为1:3～8。
[0025] 本发明公开了一种上述技术方案所述的基于上转换发光的纳米材料或上述技术方案
[0026] 所述方法制备的基于上转换发光的纳米材料作为基因转染载体的应用。
[0027] 与现有技术相比，本发明的基于上转换发光的纳米材料，包括基底，连接于基底上的聚乙二醇层和第一聚乙烯亚胺层，连接于所述第一聚乙烯亚胺层上的聚丙烯酸层，以及连接在所述聚丙烯酸层上的第二聚乙烯亚胺层；所述基底为NaGdF4:Yb,Er，其中Gd、Yb和Er的摩尔比为78：20：2。本发明的纳米材料修饰了两层聚乙烯亚胺，粒径小，稳定性高；由于其Zeta电位提高，因此其结合带负电的DNA的能力较高，尤其是在血清存在的转染条件下，转染效率较高。而且，由于聚乙二醇具有亲水性，其修饰于基底上，增加了所述纳米材料的水溶性。另外，所述纳米材料的毒性低。实验结果表明，本发明所述纳米材料在血清存在下的转染效率达到40%以上。附图说明
[0028] 图1为合成基于上转换发光的纳米材料的流程示意图；
[0029] 图2为合成的UCNP的透射电镜图；
[0030] 图3为实施例2制备的基于上转换发光的纳米材料的zeta电位图；
[0031] 图4为实施例2制备的基于上转换发光的纳米材料的粒径分布图；
[0032] 图5为基于上转换发光的纳米材料在980nm激发光照射下的上转换光谱图；
[0034] 图7为Gd-DTPA造影剂的磁共振成像图；
[0035] 图8是实施例2制备的基于上转换发光的纳米材料与人宫颈癌细胞（HeLa）孵育后的上转换成像图；
[0036] 图9为实施例2制备的基于上转换发光的纳米材料与人宫颈癌细胞（HeLa）孵育后的磁共振成像图；
[0037] 图10为实施例2制备的基于上转换发光的纳米材料在无血清条件下转染后HeLa细胞中绿色荧光蛋白的表达效果的共聚焦显微镜成像图；
[0038] 图11为实施例2制备的基于上转换发光的纳米材料在无血清条件下转染效率的柱形图；
[0039] 图12为实施例2制备的基于上转换发光的纳米材料在有血清条件下转染后HeLa细胞中绿色荧光蛋白的表达效果的共聚焦显微镜成像图；
[0040] 图13为实施例2制备的基于上转换发光的纳米材料在有血清条件下转染效率的柱形图。
具体实施方式
[0042] 本发明实施例公开了一种基于上转换发光的纳米材料，包括基底，连接于基底上的聚乙二醇层，连接于基底上的第一聚乙烯亚胺层，连接于所述第一聚乙烯亚胺层上的聚丙烯酸层，以及连接在所述聚丙烯酸层上的第二聚乙烯亚胺层；
[0043] 所述基底为NaGdF4:Yb,Er，其中Gd、Yb和Er的摩尔比为78：20：2；
[0044] 所述基底表面带有锌胺-聚丙烯酸复合物，所述基底通过锌胺-聚丙烯酸复合物与聚乙二醇层和第一聚乙烯亚胺层连接。
[0045] 本发明的基于上转换发光的纳米材料是以上转换纳米材料为基底，并且对基底进行了两层聚乙烯亚胺修饰和亲水链的修饰。
[0046] 在本发明中，所述基底为NaGdF4:Yb,Er，其中Gd、Yb和Er的摩尔比为78：20：2。NaGdF4:Yb,Er为上转换纳米材料，具有六面体结构，粒径为25～35nm。所述基底可以经上转换发光，从而使最终制备的纳米材料适用于多模态成像及基因转染。所述基底的制备方法优选为：
[0047] 将三氟乙酸钆、三氟乙酸镱、三氟乙酸铒、三氟乙酸钠加入溶剂，在惰性气体氛围中，反应得到基底。
[0048] 所述三氟乙酸钆、三氟乙酸镱、三氟乙酸铒分别以氧化钆、氧化镱、氧化铒为起始原料，在三氟乙酸作用下转换成相应的三氟乙酸盐即可。三氟乙酸钆、三氟乙酸镱、三氟乙酸铒的总物质量与三氟乙酸钠的物质的量的比优选为1：2～5。所述溶剂优选为油酸和碳十八烯酸的混合物，两者的体积比优选为1:1。所述反应的温度优选为140～320℃，所述反应的时间优选为1.5～2.5小时。所述反应更优选为在140～150℃反应1～2小时后，升温至310～320℃反应1～2小时。
[0049] 本发明中，包括连接于基底上的聚乙二醇层和第一聚乙烯亚胺层。所述聚乙二醇层与所述第一聚乙烯亚胺层没有连接关系，各自发挥作用。所述聚乙二醇层的作用是增加材料的水溶性，其通过基底表面的锌胺-聚丙烯酸复合物与基底连接。所述第一聚乙烯亚胺层也通过锌胺-聚丙烯酸复合物与基底连接。所述锌胺-聚丙烯酸复合物的制备方法优选为：
[0050] 将聚丙烯酸与EDC溶于DMSO中，超声均匀；再加入辛胺，搅拌1～2h，得到混合物。将上述混合物反滴定到5%HCl中，搅拌均匀，用HCl洗一遍，水洗后分散在水中，冻干即可。
[0051] 在本发明中，还包括连接于第一聚乙烯亚胺层上的聚丙烯酸层以及连接在所述聚丙烯酸层上的第二聚乙烯亚胺层。两层聚乙烯亚胺的修饰，使得到的纳米材料电位提高，更有利于通过正负电结合的方式担载DNA。由于具有上述结构，本发明所述的基于上转换发光的纳米材料粒径较小，易溶于水，稳定性高。
[0052] 本发明还公开了一种基于上转换发光的纳米材料的制备方法，包括以下步骤：
[0053] （A）将锌胺-聚丙烯酸复合物与基底混合反应，得到复合物修饰的基底；
[0054] 所述基底为NaGdF4:Yb,Er，其中Gd、Yb和Er的摩尔比为78：20：2；
[0055] （B）将所述复合物修饰的基底与聚乙二醇在缩合剂作用下，混合反应，得到聚乙二醇修饰的基底；
[0056] （C）将所述聚乙二醇修饰的基底与聚乙烯亚胺在缩合剂作用下，混合反应，得到一层聚乙烯亚胺修饰的基底；
[0057] （D）将所述一层聚乙烯亚胺修饰的基底与聚丙烯酸反应，得到中间产物；
[0058] （E）将所述中间产物与聚乙烯亚胺反应，得到基于上转换发光的纳米材料。
[0059] 在本发明中，基于上转换发光的纳米材料的制备方法具体参见图1。图1为合成基于双转换发光的纳米材料的流程示意图。
[0060] 首先将锌胺-聚丙烯酸复合物与基底混合反应，得到复合物修饰的基底。所述混合反应优选在有机溶剂中进行，所述有机溶剂优选为氯仿或二氯甲烷。所述反应的时间优选为4～6小时，所述反应结束后优选在惰性气体中吹干，即可得到复合物修饰的基底。
[0061] 所述锌胺-聚丙烯酸复合物的制备方法优选为：
[0062] 将聚丙烯酸与EDC溶于DMSO中，超声均匀；再加入辛胺，搅拌1～2h，得到混合物。将上述混合物反滴定到5%HCl中，搅拌均匀，用HCl洗一遍，水洗后分散在水中，冻干即可。
[0063] 所述基底为NaGdF4:Yb,Er，其中Gd、Yb和Er的摩尔比为78：20：2。NaGdF4:Yb,Er为上转换纳米材料，具有六面体结构，粒径为25～35nm。所述基底可以经上转换发光，从而使最终制备的纳米材料适用于多模态成像及基因转染。所述基底的制备方法优选为：
[0064] 将三氟乙酸钆、三氟乙酸镱、三氟乙酸铒、三氟乙酸钠加入溶剂，在惰性气体氛围中，反应得到基底。
[0065] 所述三氟乙酸钆、三氟乙酸镱、三氟乙酸铒分别以氧化钆、氧化镱、氧化铒为起始原料，在三氟乙酸作用下转换成相应的三氟乙酸盐即可。三氟乙酸钆、三氟乙酸镱、三氟乙酸铒的总物质量与三氟乙酸钠的物质的量的比优选为1：2～5。所述溶剂优选为油酸和碳十八烯酸的混合物，两者的体积比优选为1:1。所述反应的温度优选为140～320℃，所述反应的时间优选为1.5～2.5小时。所述反应更优选为在140～150℃反应1～2小时后，升温至310～320℃反应1～2小时。
[0066] 在本发明中，得到复合物修饰的基底后，将所述复合物修饰的基底与聚乙二醇在缩合剂作用下，混合反应，得到聚乙烯二醇修饰的基底。所述聚乙二醇的分子量优选为8000～15000，所述聚乙二醇优选为带有氨基基团，更优选为6-氨基-聚乙二醇。所述缩合剂优选为1-（3-二甲氨基丙基）-3-乙基碳二亚胺盐酸盐（EDC）。所述反应的时间优选为20～40分钟。
[0067] 得到所述聚乙二醇修饰的基底后，将所述聚乙二醇修饰的基底与聚乙烯亚胺在缩合剂作用下，混合反应，得到一层聚乙烯亚胺修饰的基底。所述聚乙烯亚胺的数均分子量优选为20000～30000，更优选为22000～26000。所述聚乙烯亚胺与基底的质量比优选为1：6～15，更优选为1:8～12，最优选为1:10。所述缩合剂优选为1-（3-二甲氨基丙基）-3-乙基碳二亚胺盐酸盐（EDC）。所述反应的时间优选为10～20小时。
[0068] 得到所述一层聚乙烯亚胺修饰的基底后，将其与聚丙烯酸反应，得到中间产物。所述聚丙烯酸与聚乙烯亚胺的反应，通过酰胺键连接。所述聚丙烯酸的数均分子量优选为80000～150000，更优选为100000～120000。所述聚丙烯酸与基底的质量比优选为1:3～
8。所述反应的PH值优选为7.0～7.5。所述反应的时间优选为6～8小时。
8。所述反应的PH值优选为7.0～7.5。所述反应的时间优选为6～8小时。
[0069] 得到所述中间产物后，将所述中间产物与聚乙烯亚胺反应，得到基于上转换发光的纳米材料。所述聚乙烯亚胺的数均分子量优选为20000～30000，更优选为22000～26000。所述反应的时间优选为6～8小时。经过所述反应，完成了第二次聚乙烯亚胺的修饰。
[0070] 本发明还公开了一种上述技术方案所述的基于上转换发光的纳米材料或上述技术方案所述方法制备的基于上转换发光的纳米材料作为基因转染载体的应用。本发明的纳米材料可以上转换发光，而且修饰有两层聚乙烯亚胺，聚乙烯亚胺可以在基因转染的过程中通过电荷吸引结合质粒DNA，发挥基因载体的作用，并且其毒性较单纯的聚乙烯亚胺明显降低，因此适用于作为基因转染载体应用，且具有上转换成像和磁共振造影的双重成像指导功能。
[0071] 为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的基于上转换发光的纳米材料，其制备方法及应用进行详细说明，本发明的保护范围不受以下实施例的限制。
[0072] 实施例1
[0073] 在50ml三颈烧瓶中，按照Gd∶Yb∶Er=78∶20∶2的摩尔比例加入1mmol的三氟乙酸盐，另外加入2mmol的三氟乙酸钠，再加入20ml油酸和20ml碳十八烯。在氮气的保护作用下先加热到140℃维持1h，然后缓慢升温到320℃反应1h，整个过程一直用氮气保护着。反应结束后待冷却到80℃加入50ml乙醇，用环己烷和乙醇各离心洗涤四次，最后分散在5ml氯仿中，得到UCNP氯仿溶液，其中UCNP表面含有大量的疏水性的高分子油酸。
[0074] 图2为合成的UCNP的透射电镜图，由图2可知，得到的UCNP纳米片的直径在30nm。
[0075] 实施例2
[0076] 称取0.432gPAA（MW=1800）溶于4mlDMSO中，超声均匀。同时称取0.56g的EDC溶于2ml的DMSO中。将两者混合，再加入365μl的辛胺，搅拌1～2h。将上述混合物反滴定到5%HCl中，搅拌均匀，用HCl洗一遍，水洗3遍，分散在水中，冻干得到锌胺-聚丙烯酸（OA-PAA）复合物。
[0077] 接着取一个血清瓶，将80mg OA-PAA复合物加入到实施例1合成的UCNP氯仿溶液中，超声30min，搅拌反应4h。UCNP表面上的高分子油酸可以完全被被聚丙烯酸（PAA）所取代下来，反应结束后用1∶1的乙醇/水反复洗涤三次，备用，得到表面用OA-PAA修饰的UCNP，记为UCNP-PAA。
[0078] 将1mg PEG加到1ml的OA-PAA修饰的UCNP（1mg/ml）中,超声5min，然后逐滴加入EDC(2mg/ml),超声5min，搅拌反应30min，得到聚乙二醇修饰的基底，记为UCNP-PEG。再将200μl（50mg/ml）PEI(MW=25000)加入上述UCNP-PEG溶液中，超声5min，逐滴加入2mg/ml的EDC,超声5min，搅拌过夜，得到一层聚乙烯亚胺修饰的基底，记为UCNP-PEG@1×PEI。
[0079] 以14800r/min转速离心5min,离心3次，去除多余未结合的PEI,然后重新溶解在1ml去离子水中。
[0080] 将400μl的PAA（10mg/ml，MW=100000）加入到上述UCNP-PEG@1×PEI溶液中，超声5min。调整PH至7.5。然后逐滴加入2mg/ml EDC,超声5min，搅拌过夜，得到中间产物，记为UCNP-PEG@PEI-PAA。以14800r/min转速离心5min,离心3次，去除多余未结合的PAA。该UCNP-PEG@PEI-PAA重悬在1ml的去离子水中。将200μl（50mg/ml）PEI(MW=25000)加入上述UCNP-PEG@PEI-PAA溶液中，超声5min，再逐滴加入EDC(2mg/ml)，超声5min，搅拌过夜，得到基于上转换发光的纳米材料，记为UCNP-PEG@2×PEI。
[0081] 图3为实施例2制备的基于上转换发光的纳米材料的zeta电位图；图3中，A为OA-PAA修饰的基底的zeta电位；B为聚乙二醇修饰的基底的zeta电位；C为一层聚乙烯亚胺修饰的基底的zeta电位；D为中间产物的zeta电位；E为基于上转换发光的两层聚乙烯亚胺修饰的纳米材料的zeta电位。
[0082] 图4为实施例2制备的基于上转换发光的纳米材料的粒径分布图；由图4可知，本发明基于上转换发光的纳米材料具有粒径小，稳定性高的特点。
[0083] 图5为基于上转换发光的纳米材料在980nm激发光照射下的上转换光谱图。
[0084] 对得到的基于上转换发光的纳米材料依次稀释成5个浓度：1.22mM，0.98mM，0.78mM，0.63mM，0.50mM。在核磁共振成像系统上测其磁共振造影成像。图6为基于上转换发光的纳米材料的磁共振成像图。图7为Gd-DTPA造影剂的磁共振成像图。由此可知，基于上转换发光的纳米材料具有磁共振特性。
[0085] 将UCNP-PEG@2×PEI从高到低依次稀释成不同的浓度梯度：69.38mg/L,34.69mg/L,17.34mg/L,8.68mg/L,4.34mg/L，然后与HeLa细胞进行孵育4h。通过共聚焦显微镜及磁共振成像系统观察其多模态成像结果。结果如图8所示。图8是实施例2制备的基于上转换发光的纳米材料与人宫颈癌细胞（HeLa）孵育后的上转换成像图。图9为实施例2制备的基于上转换发光的纳米材料与人宫颈癌细胞（HeLa）孵育后的磁共振成像图。
[0086] 由图5～9可知，本发明基于上转换发光的纳米材料具有上转换成像和磁共振造影的双重成像指导功能。
[0087] 实施例3
[0088] 转染前一天，细胞铺板在24孔板，控制细胞密度为1x105/孔。首先将1μg表达绿色荧光蛋白的质粒DNA稀释在100μl无血清培养基中，同时将UCNP-PEG@1×PEI，UCNP-PEG@2×PEI和单纯PEI按照N/P为5，10，15，20的相应浓度依次加入到100μl无血清培养基中。将两者混匀，在室温下静置30min，形成转染复合物。将转染复合物分别加入24孔板中，再加入800μl无血清培养基，控制转染终体积为1ml。转染4h以后，移除转染复合物，换成有血清的培养基。培养44h小时以后，通过共聚焦显微镜及流式细胞仪对转染效果进行定性及定量分析。结果如图10和11所示。图10为基于上转换发光的纳米材料在无血清条件下转染后HeLa细胞中绿色荧光蛋白的表达效果的共聚焦显微镜成像图；图
11为实施例2制备的基于上转换发光的纳米材料在无血清条件下转染效率的柱形图。由图
10和11可知，在无血清的转染条件下，本发明基于上转换发光的纳米材料的转染效率高于一层PEI修饰的材料。虽然转染效率低于纯聚乙烯亚胺，但是毒性低于纯聚乙烯亚胺。
11为实施例2制备的基于上转换发光的纳米材料在无血清条件下转染效率的柱形图。由图
10和11可知，在无血清的转染条件下，本发明基于上转换发光的纳米材料的转染效率高于一层PEI修饰的材料。虽然转染效率低于纯聚乙烯亚胺，但是毒性低于纯聚乙烯亚胺。
[0089] 实施例4
[0090] 转染前一天，细胞铺板在24孔板，控制细胞密度为1x105/孔。首先将1μg表达绿色荧光蛋白的质粒DNA稀释在100μl分别含有10%、20%、30%胎牛血清（FBS）中，同时将UCNP-PEG@2×PEI和单纯PEI按照N/P为5，10，15，20的相应浓度依次加入到100μl含FBS培养基中。将两者混匀，在室温下静置30min，形成转染复合物。将转染复合物分别加入24孔板中，再加入800μl含FBS培养基，控制转染终体积为1ml。培养48h小时以后，通过共聚焦显微镜及流式细胞仪对转染效果进行定性及定量分析。结果如图12和13所示。图12为实施例2制备的基于上转换发光的纳米材料在有血清条件下转染后HeLa细胞中绿色荧光蛋白的表达效果的共聚焦显微镜成像图；图13为实施例2制备的基于上转换发光的纳米材料在有血清条件下转染效率的柱形图。由图12和13可知，在血清存在的转染条件下，本发明基于上转换发光的纳米材料的转染效率明显提高，且材料毒性较无血清条件下明显降低，为其在今后的活体基因治疗中提供了可能。
[0091] 以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的产品、方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
[0092] 对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
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