[發明專利]一種對癌細胞具有靶向識別功能的熒光碳量子點、制備方法及其應用

有效

• 申請號: 201410239033.1
• 申請日: 2014-05-30
• 公開（公告）號: CN103980894A
• 公開（公告）日: 2014-08-13
• 發明（設計）人: 林權;楊雪;楊旭東;陳潔;陳陽;孫源卿;楊柏;董鳳霞
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: C09K11/65
• 分類號: C09K11/65;C09K11/02;G01N21/64;B82Y20/00;B82Y15/00
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責任公司 22201
• 代理人: 張景林;王恩遠

技術領域

本發明屬于高分子材料技術領域，具體涉及一種對癌細胞具有靶向識別功能的熒光碳量子點、制備方法及其在制備癌癥診斷和治療熒光顯像材料方面的應用。

背景技術

納米材料有著不同于一般材料的物理性能和化學性能，如表面效應、量子尺寸效應、小尺寸效應、宏觀量子隧道效應等，這些優異性能可以為人們的生活和生產提供更好的服務。碳元素是自然界最豐富的元素之一，也是生命體最重要的組成元素之一，生命體的基本結構單元氨基酸、核苷酸等的骨架都是碳元素組成的，因此碳材料通常對生命體是無毒性或低毒性的。納米碳材料可用作吸附劑、強力流膜、深度過濾器、抗菌劑、環境傳感器和防止污染材料等。在生物學中，碳納米管可用作抗體識別、核酸序列識別、生物分離和生物催化等。熒光碳點作為一種新興零維納米材料量子點，它是由分散的、準球形的、納米粒子組成尺寸小于10nm的。其粒徑小容易通過內吞和滲透等作用進入細胞，這有利于生物成像；其激發光譜寬而連續，發射光譜可“協調”，通過合適的摻雜和化學處理、或與納米材料進行復合，可用于光電材料、磁共振成像的造影劑、電池電極的磁性數據存儲應用等領域；碳點表面含有很多羧酸基團，因此賦予了碳點良好的水溶性以及適宜與各種有機物、聚合物、無機物以及生物質進行復合并展現后續官能團化的性質；它具有優異的抗光漂白性，這有利于碳點作為熒光探針在細胞示蹤、成像等方面的應用；最吸引人的地方是碳點較低的生物毒性和較好的生物相容性，可以替代目前已廣泛使用部分有毒和環境污染的重金屬量子點熒光材料。

熒光檢測作為一種高靈敏和方便的分析技術而被廣泛用于離子檢測、分子識別、生物標記、細胞成像等領域，逐漸成為化學和生物學科領域重要的檢測手段。近年來，隨著細胞標記技術不斷發展，尋找一種對癌細胞具有靶向作用的熒光材料，對于患者早期癌癥的診斷和治療是至關重要的。葉酸受體是一些癌細胞特有的靶向感受器，葉酸受體分布在宮頸、乳腺、肺、前列腺、喉癌等癌細胞中。對于含有葉酸受體的細胞來說，使用葉酸修飾的熒光材料或者熒光分子可以實現對上述靶向細胞的選擇性成像。同時，這種葉酸靶向技術也被廣泛的用于癌細胞的識別和檢測。

發明內容

本發明的目的之一是提供一種對特定癌細胞具有靶向識別功能的熒光碳量子點的制備方法。

在此發明中，以生物分子葉酸和含氨基有機物為原料，采用簡單加熱方法一步合成對癌細胞具有選擇性成像的熒光碳量子點。其具有合成方法簡單、生物毒性低、量子產率高、粒子小、尺寸均一、可大量生產等優點。該熒光碳量子點對特定癌細胞具有靶向功能，可作為癌癥診斷和治療的熒光顯像材料來使用，在腫瘤檢測、藥物緩釋、基因治療等領域發揮重要作用。

本發明所述的一種對特定癌細胞具有靶向識別功能的熒光碳量子點的制備方法，其步驟如下：

(1)在盛有去離子水的反應器中，加入2～6mmol對癌細胞具有靶向作用的材料1和10～60mmol含氨基有機物2，在室溫下強烈攪拌(200轉/分～500轉/分)，使二者充分溶解，形成黃色水溶液；

(2)將步驟(1)得到的黃色溶液加熱到100～200℃處理8～300min后，溶液由黃色變成黑褐色并得到固體；

(3)將步驟(2)得到的固體重新溶解于去離子水中，除去底層大的塊狀固體，再離心和洗滌產物3～5次；然后通過滲析處理，除去未反應的小分子，最終得到碳量子點水溶液，凍干后儲存在盛有去離子水的反應器中。

上述方法中，對癌細胞具有靶向作用的材料1是葉酸；

上述方法中，含氨基有機物2是尿素、環已胺、乙二胺、異丙胺、三乙醇胺、溴化四丁基銨、亞精胺、正丁胺、苯胺；

上述方法中，采用的加熱方式有微波加熱法和水熱方法。

將步驟(3)得到的碳量子點稀釋至濃度為10～50mg/L，共做三組實驗，第一組是將碳量子點與正常的GES-1細胞(胃黏膜細胞)共培養4h；第二組是將碳量子點與正常的GES-1細胞共培養8h；第三組是將碳量子點與癌細胞HeLa細胞(宮頸癌細胞)共培養1h。

本發明的目的之二是提供一種對特定癌細胞具有靶向識別功能的熒光碳量子點，其由上方法制備得到。

本發明的目的之三是提供一種用作癌癥診斷和治療的熒光顯像材料，其是由上述對特定癌細胞具有靶向識別功能的熒光碳量子點制備得到。