[發明專利]一種硫氫根離子納米探針材料及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 201510853005.3
• 申請日: 2015-11-30
• 公開（公告）號: CN105482809A
• 公開（公告）日: 2016-04-13
• 發明（設計）人: 趙強;黃維;杜靜;余琦;劉淑娟;許文娟
• 申請（專利權）人: 南京郵電大學
• 主分類號: C09K11/06
• 分類號: C09K11/06;B82Y30/00;B82Y20/00;G01N21/64
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 汪旭東

技術領域

本發明屬于納米發光材料技術領域，具體涉及一種硫氫根離子納米探針材料及其 制備方法及其在生物檢測和成像中的應用。

背景技術

硫化氫在正常情況下是一種無色、易燃的酸性氣體，濃度低時帶惡臭，氣味如臭 蛋；濃度高時反而沒有氣味(因為高濃度的硫化氫可以麻痹嗅覺神經)。同時，硫化氫 是一種急性劇毒，短期內吸入高濃度的硫化氫后出現流淚、眼痛、眼內異物感等現象， 重者可出現腦水腫、肺水腫，極高濃度(1000Mg/m³以上)時可在數秒內突然昏迷， 發生閃電型死亡；并且長期低濃度接觸，可引起神經衰弱綜合癥和植物神經功能紊亂。 然而，研究發現硫化氫在哺乳動物體內廣泛存在，而且具有重要的細胞保護作用，例 如內源性H₂S能保護大鼠心臟對抗缺血-再灌注引起的損傷。所以研究硫化氫的具體生 理機制具有非常重要的意義。

由于硫化氫對人類健康非常重要，所以準確的確定硫化氫的濃度也是非常必要的。 目前，檢測硫化氫的報道的方法有：電化學分析法(Electroanalysis.2000,18,1453-1460)， 比色法(Commun.2009,7390-7392),熒光分析法(Chem.Commun,2012,48,10529-10531) 等。但是都存在一些問題，例如：電化學分析法與比色法檢測前樣品處理麻煩，且不 能用于活細胞中含量的檢測。目前，設計合成的檢測硫化氫的熒光探針的發射波長都 集中在500-650nm，在活體細胞中硫化氫的檢測，雖然有報道合成了近紅外探針，但 由于自身存在的缺陷，還沒有實現在活體中檢測硫化氫。

在新型的納米探針當中，相對于有機染料，金納米簇由于其粒徑小(小于2nm) 從而具有獨特的光物理性質，例如長壽命(Anal.Chem,2015,216-229)，好的生物相溶 性，大Stokes位移等。

由于一般有機分子難溶于水，毒性大，因此，隨著納米技術的發展，設計合成新 型的硫氫根納米探針來解決醫學上的難題是十分必要的。

發明內容

本發明的目的在于改善現有存在的技術問題，如毒性大、不能在活體細胞中檢測 硫化氫、光穩定性差等問題，提供一種具有較好水溶性及長發光壽命的硫氫根離子納 米探針材料及其制備方法，以及在其生物檢測和成像中的應用。

一種硫氫根離子納米探針材料，其主要包括金納米簇以及對硫氫根離子具有響應 的熒光小分子，具體結構為：

其中：表示11-巰基十一烷酸；表示殼聚糖分子；表示氯金酸；表示對硫氫根離子具有響應的熒光小分子。

硫氫根離子納米探針材料的制備方法，該方法包括以下步驟：首先利用還原法制 備金納米簇，其中金納米簇以11-巰基十一烷酸為配體；然后利用1-乙基-(3-二甲基氨 基丙基)碳酰二亞胺(EDC)和N-羥基琥珀酰亞胺(NHS)活化金納米簇，結合殼聚糖分 子具有較多的氨基分子，再利用酰胺反應，在金納米簇外面包裹一層殼聚糖分子；最 后利用殼聚糖上未反應完的氨基分子，通過酰胺反應，將對硫氫根離子具有響應的熒 光小分子通過共價鍵方式修飾到金納米簇表面，最終得到具有較好水溶性的硫氫根離 子納米探針，具體如下：

S1.制備以十一巰基烷酸為配體的金納米簇(AuMUA)：將11-MUA和NaOH完 全溶解于水中，再加入HAuCl₄和THPC，在室溫下攪拌2h后加入NaCl水溶液，再離 心處理15min,去除上清液，沉淀用水和乙醇溶液(V水:V乙醇＝2:1)洗滌，得到最終 提純產物AuMUA；

S2.對獲得的AuMUA修飾上殼聚糖分子，得到金納米簇(AuMUACSa)： 將上述得到的AuMUA溶液加入1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亞胺和N-羥基琥 珀酰亞胺甲醇溶液活化4h,再加入1mg/mL殼聚糖的PBS溶液，室溫下攪拌24h， 再離心處理除去未接枝的殼聚糖；

S3.對AuMUACSa修飾上對硫氫根具有響應的小分子金納米簇 (AuMUACSaDye)：將染料溶于甲醇中溶解,加入1-乙基-(3-二甲基氨基丙基) 碳酰二亞胺(EDC)和N-羥基琥珀酰亞胺(NHS)活化4h后,將修飾后的金納米簇產 物加入到上述溶液中攪拌24h,再離心處理得到最終產物。

其中：步驟S1中所述離心處理的離心力為6000g，步驟S2及S3中所述的離心處 理，其轉速為20000rpm/min，時長為50min；