[發明專利]一種具有類肽連接臂的量子點-多肽復合物的合成方法

有效

• 申請號: 201410407998.7
• 申請日: 2014-08-15
• 公開（公告）號: CN104231036B
• 公開（公告）日: 2018-08-31
• 發明（設計）人: 賈明宏
• 申請（專利權）人: 賈明宏
• 主分類號: C07K1/13
• 分類號: C07K1/13;C09K11/88;C09K11/02
• 代理公司: 北京超凡志成知識產權代理事務所(普通合伙) 11371
• 代理人: 吳開磊

本發明提供了一種量子點?多肽復合物的合成方法。通過多肽末端氨基引發N?取代?N?內羧酸酐開環聚合，形成指定聚合度的類肽連接臂，以類肽側鏈的堿性取代基團與量子點外殼層的金屬離子螯合，合成量子點?多肽復合物。

技術領域

本發明涉及一種以N-取代-N-內羧酸酐為類肽鏈段單體，以具有末端氨基的多肽為引發劑，引發N-取代-N-內羧酸酐的開環聚合，實現類肽鏈段與多肽的共價偶聯，并以類肽單元中的側鏈堿性基團與量子點殼層螯合連接，形成量子點-多肽復合物。本發明屬于化學合成領域。

背景技術

由于具有獨特的電子和發光特性，量子點被廣泛應用于生物標記成像、活細胞生命動態過程示蹤、活體動物體內腫瘤細胞靶向示蹤等生物醫學領域。量子點在生命科學中得以廣泛應用的前提是，其經過表面化學修飾后可與一個或多個生物靶向分子連接，進而形成集合自身特性和生物活性的生物復合物。其中最為廣泛的方法為，引入金屬鹽外殼層，通過連接著多肽(peptide)的聚合物與外殼層之間形成配位締合作用，實現量子點對多肽的對應標記。

上述聚合物作為連接臂，在量子點與多肽之間起到橋梁作用。而作用的機制在于聚合物鏈段單元中，一般具有路易斯堿性基團，路易斯堿中心的孤對電子可進入外殼層中的金屬原子的空d軌道，進而形成配位螯合。這種配位作用其強度接近于離子鍵，作用穩定持續，拓展并增強這種配位作用，即設計出不同的聚合物連接臂，成為近年拓展量子點種類及適用范圍的有效研究手段。

目前研究最為廣泛的是通過某些聚氨基酸側鏈上的堿性基團與量子點殼層形成配位螯合作用。上述的聚氨基酸即肽鏈可以是由常見氨基酸得到，如聚組氨酸鏈段其側鏈為咪唑基團， 3位氮原子為強路易斯堿，可與量子點外殼層金屬原子形成配位作用；上述的肽鏈也可以由常見聚氨基酸通過側鏈改性而制得。現行方法中，量子點與標記蛋白間的構筑連接臂，即功能性肽段連接方式須采用醛和胺的成腙反應，過程復雜，成腙與成脎反應競爭激烈，產品成脎路徑中，易分解為原底物導致連接臂斷裂。

N-取代-N-內羧酸酐(N-Substituted N-Carboxylanhydrides，R-NCAs，R為N原子取代基團) 開環均聚后形成類肽(peptoid)，N原子上的取代基R，作為類肽鏈段的側鏈基團，其最大的特點在于所述側鏈基團R可以通過分子設計實現不同的化學性質。天然蛋白質中基本不含有類肽鏈段，不會干擾蛋白質和量子點的功能，結合方式為定點連接，是發展量子點生物標記潛在的有效途徑。

另一方面，由于N-取代-N-內羧酸酐在開環過程中存在脫羧驅動力，故反應條件溫和、寬泛。熱力學方面，N-取代-N-內羧酸酐開環聚合產物穩定，選擇性高，體系中基本無副產物，并可以通過調節單體與引發劑比例精確控制類肽聚合度。在制備五元環單體過程中，原料易得，路徑適用范圍廣，見下式1，胺類試劑均可作為原料提供潛在的側鏈基團。

以乙醛酸為原料，通過轉胺反應引入N原子，通過Boc保護與脫保護，得到五元環單體。其中底物胺的R基團可在較大范圍調節，這為精確合成指定類肽提供了可靠的方法；內羧酸酐在親核試劑作用下，能進行可控開環聚合，也為精確制備指定聚合度的類肽提供了思路。

具有類肽連接臂的量子點-多肽復合物的合成方法的思路為：多肽末端氨基在溶液或者固態合成條件下，直接引發N-取代-N-內羧酸酐開環脫羧，生成腫胺負離子作為活性引發位點，進一步引發體系中其他N-內羧酸酐單體開環，直至體系中環狀單體消耗完畢。通過多肽末端氨基引發N-取代-N-內羧酸酐開環聚合，形成指定聚合度的類肽連接臂，以類肽鏈段中的側鏈基團與量子點外殼層的金屬離子螯合，合成量子點-多肽復合物。上述過程見式2，此方法目前未見報道。創新性尤其體現在：1.以類肽為量子點連接臂尚未有報道；2.以噻唑、三唑、咪唑啉為堿性基團連接量子點外層金屬，尚未有報道。

發明內容