:所制得的納米顆粒為立方體形，分散性良好，平均直徑為17nm。
[0044]圖2為本實施例所制得的T12疏水納米顆粒的XRD圖譜，由圖譜分析可知T12為銳欽礦晶型，結晶良好。
[0045]圖3為本發明實施例1所制得的Au納米顆粒分散于水中的透射電鏡(TEM)照片。由圖3可見，所制得的Au納米粒子粒徑小于5nm，分散性良好。
[0046]圖4為本發明實施例1所制得的NCs分散于水中的透射電鏡(TEM)照片。由圖4可見，Au納米粒子均勻地分布在T12表面。
[0047]圖5為本發明實施例1所制得的NCs的紫外可見吸收光譜。由圖5可見，NCs在可見光區域內有吸收，說明NCs可用可見光激發。
[0048]實施例2
NCs在水溶液中的光電流測試
測試NCs的光電流-時間的曲線，Pt為對電極，Ag/AgCl為參比電極，NCs水溶液涂覆在FTO玻璃上為工作電極，硫酸鈉為電解液，光源為氙燈加405nm濾光片，測試i_t曲線。
[0049]圖6為本發明實施例1所制得的NCs在405nm光照和無光照循環下的1-t曲線。由圖6可見，NCs在405nm光照下產生10~—5A的電流，而無光照時無電流產生，成功證明了 NCs的光電轉換效果。
[0050]實施例3
細胞毒性測試
采用CCK-8方法評價細胞存活率，具體實驗方法為:用含10 %胎牛血清的培養液配成單細胞懸液，以每孔15-1O6個細胞接種到96孔板，每孔的液體體積100微升;加入NCs后與細胞共培養24h后，每孔加1(^1^的00(-8溶液，共培養4h后，選擇450nm波長，在酶聯免疫監測儀上測定各孔光吸收值，記錄結果。對有光照的實驗組，需要在加入NCs后在405nm光下照射2min，再與細胞共培養24h。
[0051 ]圖7為本發明實施例1所制得的NCs的細胞毒性實驗結果。由圖7可見，NCs的生物相容性較好，NCs光照2min后對細胞的毒性較小。
[0052]實施例4
NCs使細胞去極化過程中的膜電位熒光成像
神經細胞發生去極化時，會導致細胞膜內外的電荷發生反轉，因此，用膜電位熒光染料可檢測細胞的去極化。將PC12細胞接種入共聚焦皿中，用含10%胎牛血清的培養液培養24h。用膜電壓熒光染料D1-8-ANEPPS對細胞進行染色，隨后，用HHBS清洗3遍，加入NCs的HHBS溶液(200yL，125yg/mL)，將NCs與PC12細胞共培養，在激光掃描共聚焦熒光顯微鏡下，觀察用405nm照射時鈣離子染料的熒光強度變化。
[0053]圖8為本發明實施例1所制得的NCs(125yg/mL)使細胞去極化的膜電位熒光成像。(a)細胞膜電位熒光染料的實時熒光變化；(b)細胞膜電位熒光染料的最大熒光強度變化。由圖中的結果可以看出，僅同時進行NCs和光照處理的一組細胞的熒光染料強度增強，說明NCs在光照下可使細胞去極化。
[0054]實施例5
NCs使神經細胞去極化過程中的鈣離子成像
在神經細胞去極化的過程中，鈣離子也會內流進入細胞，因此，進一步用鈣離子染料驗證NCs使細胞去極化的過程。將PC12細胞接種入共聚焦皿中，用含10%胎牛血清的培養液培養24h。用鈣離子染料cal-520對細胞進行染色，隨后用HHBS清洗3遍，加入NCs的HHBS溶液(200yL，125yg/mL)，將NCs與PC12細胞共培養，在激光掃描共聚焦熒光顯微鏡下，觀察用405nm照射時鈣離子染料的熒光強度變化。
[0055]圖9為本發明實施例1所制得的NCs使細胞去極化的鈣離子熒光成像(125yg/mL)。(a)膜電位熒光染料的實時熒光強度變化；(b)膜電位熒光染料的最大熒光強度變化。由圖中的結果可以看出，僅同時進行NCs和光照處理的一組細胞的熒光染料強度增強，說明NCs在光照下可使細胞去極化。
[0056]實施例6
NCs的神經細胞吞噬情況測試
NCs在光照下產生電流與細胞膜外的正電荷相互作用，從而使細胞去極化。因此，NCs的作用區域為細胞外，有必要研究細胞對NCs的吞噬情況。將PC12細胞接種入共聚焦皿中，用含10 %胎牛血清的培養液培養24h。吸走舊培養液，加入ImL分散在細胞培養液中的FITC標記的NCs，與細胞共培養30min、lh、2h和4h后，用PBS清洗細胞兩次，用DAPI染色細胞核，在激光掃描共聚焦熒光顯微鏡下觀察細胞熒光。
[0057]圖10為本發明實施例1所制得的NCs在細胞上的吞噬情況。圖中第三列的綠色熒光，表示被細胞吞噬的FITC標記的NCs，由圖可看出，2h前細胞對NCs基本無吞噬，而4h時細胞對NCs有少量吞噬。
[0058]實施例7
NCs對斑馬魚抗癲癇作用評價: 隨機選取野生型AB系斑馬魚150尾于六孔板中，每孔30尾，用戊四唑(PTZ)誘發AB系斑馬魚癲癇模型。分別腦部注射給予PBS和NCs水溶液，注射容量為InL/尾，注射分成5個實驗組，即正常斑馬魚對照組(不做任何處理)、溶劑對照組(注射PBS)、材料組(注射NCs水溶液)、光照組(注射PBS并光照)和材料加光照組(注射NCs水溶液并光照)，30尾/組。光照組與材料加光照組分別在激光掃描共聚焦熒光顯微鏡405nm波長下照射2min。然后，將各組用運動/行為分析儀記錄Ih內斑馬魚的運動情況。斑馬魚癲癇發作時，會有快速運動，因此，可以用斑馬魚快速運動的距離評價其癲癇發作情況。
[0059]圖11為本發明實施例1所制得的NCs在斑馬魚上進行抗癲癇作用評價時各組斑馬魚的運動軌跡圖。由圖中可以看出，正常斑馬魚的快速運動較少，而癲癇斑馬魚有大量的快速運動。注射PBS、注射NCs水溶液和僅進行光照的癲癇斑馬魚有著大量的快速運動，而注射NCs并進行光照的癲癇斑馬魚快速運動大量減少。該結果證明NCs在光照下顯著的抗癲癇效果O
[0060]圖12為實施例1所制得的NCs在斑馬魚上進行抗癲癇作用評價時各組斑馬魚的快速運動距離。根據斑馬魚的快速運動距離計算抗癲癇效果的公式:抗癲癇效率(％ ) = (D1-D/D1-Do) X 100%。0是注射NCs并進行光照的癲癇斑馬魚快速運動的距離是注射PBS的癲癇斑馬魚的快速運動距離;Do是正常斑馬魚的快速運動距離。據公式計算出光照下NCs的抗癲癇效率為40.5%。
【主權項】
1.一種光電轉換納米粒子，其特征在于，包括親水改性的Ti02納米粒子、和連接于所述親水改性的Ti02納米粒子表面的金納米粒子。2.根據權利要求1所述的光電轉換納米粒子，其特征在于，所述親水改性的Ti02納米粒子是巰基功能化聚乙二醇修飾的Ti02納米粒子，所述金納米粒子通過與所述巰基連接而連接于所述Ti02納米粒子上;優選地，所述巰基功能化聚乙二醇是DSPE-PEG2(xx)-SH。3.根據權利要求1或2所述的光電轉換納米粒子，其特征在于，所述T12納米粒子為銳鈦礦型。4.根據權利要求1至3中任一項所述的光電轉換納米粒子，其特征在于，所述Ti02納米粒子的平均直徑為15?20 nm，所述金納米粒子的粒徑小于5 nm。5.根據權利要求1至4中任一項所述的光電轉換納米粒子，其特征在于，Ti02納米粒子與金納米粒子的質量比為(6?10):1。6.根據權利要求1至5中任一項所述的光電轉換納米粒子，其特征在于，在特定波長光激發下，所述光電轉換納米粒子中的T12納米粒子產生電子空穴對，其中電子流動到所述金納米粒子上，從而使所述光電轉換納米粒子表面帶負電。7.—種權利要求1至6中任一項所述的光電轉換納米粒子的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: (I)采用高溫熱解法制備疏水T12納米粒子； (2 )用巰基功能化聚乙二醇對疏水T12納米粒子進行改性和修飾； (3)使金納米粒子連接到巰基功能化聚乙二醇的巰基上而連接到Ti02納米粒子表面。8.根據權利要求7所述的制備方法，其特征在于，步驟(2)包括:在疏水T12納米顆粒的氯仿溶液中，加入一定濃度的DSPE-PEG2Q(X)-SH氯仿溶液，然后旋轉蒸發，再用水清洗。9.根據權利要求7或8所述的制備方法，其特征在于，步驟(3)包括:將金納米粒子水溶液加入經巰基功能化聚乙二醇改性的T12納米粒子水溶液中，攪拌一段時間后，進行離心清洗。10.—種權利要求1至6中任一項所述的光電轉換納米粒子在制備神經調控劑中的應用。
【專利摘要】本發明涉及一種用于神經調控的光電轉換納米粒子及其制備方法和應用，所述光電轉換納米粒子包括親水改性的TiO2納米粒子、和連接于所述親水改性的TiO2納米粒子表面的金納米粒子。本發明的光電轉換納米材料，在405nm光照下產生光電流，可有效使神經細胞去極化，在癲癇斑馬魚上表現顯著的抗癲癇治療效果。
【IPC分類】H01L31/0264, A61P25/00, A61K41/00
【公開號】CN105688211
【申請號】CN201610056584
【發明人】步文博, 蔣莉, 劉佳男, 施劍林
【申請人】中國科學院上海硅酸鹽研究所
【公開日】2016年6月22日
【申請日】2016年1月27日