[發明專利]一種水溶性熒光磁小體及其制備方法

有效

• 申請號: 201310727257.2
• 申請日: 2013-12-26
• 公開（公告）號: CN104388076A
• 公開（公告）日: 2015-03-04
• 發明（設計）人: 安學勤;張博;盧鑫
• 申請（專利權）人: 華東理工大學
• 主分類號: C09K11/02
• 分類號: C09K11/02;C09K11/60;G01N21/64;B82Y20/00;B82Y30/00
• 代理公司: 上海翼勝專利商標事務所(普通合伙) 31218
• 代理人: 翟羽

技術領域

本發明涉及熒光磁性材料制備領域，更具體地講，涉及一種水溶性熒光磁小體及其制備方法。?

背景技術

趨磁細菌（Magnetotactic?bacteria）是一類特殊的能夠沿地磁場或外加磁場定向運動的細菌。1975年，美國生物學家Richard?Blakemore在研究海底淤泥中的螺旋菌時發現有一類微生物總是朝著一個方向運動，當改變外加磁場時，它的運動方向也會發生改變，對于磁場有一種趨向性行為，于是他把這種微生物命名為趨磁細菌。趨磁細菌的形態和系統具有多樣性，包括桿菌、弧菌、螺旋菌、球菌以及多細胞菌。請參見圖1，圖1是不同形態的趨磁細菌及磁小體鏈的電鏡照片圖，其中a：螺旋菌；b,?c：球菌；d,?e：弧菌；f：桿狀菌（標尺為1?μm）；g,?f：磁小體鏈（標尺100?nm）。?

趨磁細菌都具有以下幾個特點：（1）都是革蘭氏陰性菌；（2）都能運動，一般以鞭毛作為運動器官；（3）都是專性微好氧、兼性或專性厭氧細菌；（4）胞內有沿菌體長軸排列，由膜包被的磁小體顆粒鏈。?

盡管趨磁細菌具有豐富的種類和普遍的存在性，但在實驗室條件下培養趨磁細菌仍然是很困難的。?

磁小體是趨磁細菌最重要的成分，它是趨磁細菌能夠進行趨磁運動專有的細胞器。所有的趨磁細菌都含有磁小體，磁小體都是由生物膜包被的磁性顆粒，其中有Fe₃O₄和Fe₃S₄型的鐵化物。鐵氧化物和鐵硫化物由于其具有獨特的性質而得到廣泛的應用。磁小體的特征表現在以下幾個方面：（1）成分純：標準培養基獲得的氧化物趨磁細菌合成的磁小體成分為Fe₃O₄，標準培養基獲得的硫化物趨磁細菌合成的磁小體成分為Fe₃S₄。（2）細小均勻：磁小體的尺寸大小在20～120?nm，是一種納米級別的單磁疇級晶體。（3）形態獨特：目前研究發現的磁小體形態有八面體形、淚滴形、子彈形、立方體形，磁小體的形成嚴格受生物礦化的作用，具有較高的專屬性。（4）有生物膜包被：由于這層生物膜的作用，使得磁小體不易發生團聚，具有較好的生物相容性且磁小體膜上含有豐富的生物活性集團，極大地促進了磁小體的生物利用度。?

從趨磁細菌體內分離出來的磁小體代表了一類特殊的磁鐵礦，與人工合成的磁鐵礦相比，來自于生物體內的磁小體有著一系列獨特優勢。首先，磁小體顆粒具有窄的粒徑分布范圍和均一的形態，單晶顆粒的典型尺寸是化學合成的磁性礦物質無法比擬的。這種類型的顆粒不僅能很好地分散在人體組織內，而且表現出了超順磁性質，它們有較高的飽和磁化強度。其次，趨磁細菌合成的無機晶體顆粒毒性較低，跟生物體有很好的相容性。分離出來的磁小體顆粒由一層生物膜包被，且生物膜上固定多種基團，能夠與多種功能性基團相結合。?

由于磁小體的上述獨特和優越的特點，使其在應用方面更具有優勢，生物合成的磁小體的潛在應用有磁力選礦、診斷和分析等。?

但是，無論是趨磁細菌還是由趨磁細菌中提出的磁小體，都不具有熒光特性，從而限制了它們的應用范圍。?

為此，研究出了一種熒光磁小體及其制備方法，，目前有記載的熒光磁小體制備方法包括：（1）磁小體與熒光染料結合后使其發熒光，可用作核磁共振成像和近紅外熒光色譜的雙峰造影劑；（2）將磁小體與量子點結合合成新型納米復合材料用于磁分離和癌細胞的熒光標記；（3）通過把磁小體蛋白與綠色熒光蛋白基因融合，在磁小體里表達，從而使其具有熒光。?

上述這些方法均存在具有生物毒性、反應條件苛刻、操作麻煩、實驗周期長、可重復性不強等缺點，不適合大面積推廣而大大限制了熒光磁小體的應用。?

因此，我們需要一種新的熒光磁小體及其制備方法，制備過程簡單易行、對溫度要求比較溫和，制備過程無劇毒物質參與，從而是制得的熒光磁小體在磁性靶向和熒光示蹤方面有更好的應用前景。?

發明內容

為解決現有技術的不足，本發明提出一種半胱氨酸修飾的磁小體及其制備方法，所述制備方法具有簡單、快速、無毒、條件溫和等優點，制得的磁小體具有高熒光強度和光穩定性。?

為實現上述目的，所采取的技術方案是：一種水溶性熒光磁小體，其特征在于，所述水溶性熒光磁小體包含以下組份：磁小體和半胱氨酸，并且所述半胱氨酸修飾磁小體表面。?

在本發明一實施例中，所述磁小體與半胱氨酸的質量比為1?:?(10～30)。?