[發明專利]一種檢測精氨酸的上轉換發光納米傳感材料及在精氨酸檢測中的應用

有效

• 申請號: 201710141382.3
• 申請日: 2017-03-02
• 公開（公告）號: CN106947467B
• 公開（公告）日: 2019-07-05
• 發明（設計）人: 李占先;班亞楠;李海霞;于明明;魏柳荷
• 申請（專利權）人: 鄭州大學
• 主分類號: C09K11/06
• 分類號: C09K11/06;C09K11/02;C09K11/85;B82Y20/00;B82Y30/00;B82Y40/00;C07D413/14;G01N21/64
• 代理公司: 鄭州立格知識產權代理有限公司 41126
• 代理人: 田磊

本發明涉及一種新型用于檢測精氨酸的溶酶體細胞定位發光共振能量轉移機理的比率發光上轉換納米傳感材料及其制備方法，該納米傳感材料以釔、鐿、鉺的氧化物為原料得到稀土上轉換發光納米晶，以聚丙烯酸(PAA)對其進行改性，以2，3，3?三甲基?3H?吲哚?5?羧酸衍生物負載于稀土上轉換發光納米晶的聚丙烯酸內，激發波長為980nm，對細胞的傷害小，可以有效避免生物體的自發熒光，組織穿透能力強，以比率發光的方式檢測精氨酸，并且作為新型用于檢測精氨酸的溶酶體細胞定位發光共振能量轉移機理的比率發光上轉換傳感器，具有穩定性好、抗干擾性好等優點，可應用于溶液和活細胞內的精氨酸檢測。

技術領域

本發明屬于分析化學技術領域，具體涉及一種新型用于檢測精氨酸的溶酶體細胞定位發光共振能量轉移機理的比率發光上轉換納米傳感材料。

背景技術

在構成蛋白質的20種氨基酸中，精氨酸是動物體內可以構成最為多樣蛋白質的氨基酸之一，它在不僅是蛋白質合成的前體，也是產生一氧化氮、尿素、多胺、脯氨酸、谷氨酸、肌酸和胍丁胺等的前體。精氨酸在細胞分裂、傷口愈合、免疫功能和激素的釋放中起著至關重要的作用。

但是由于精氨酸具有強親水性及其與受體間弱的相互作用，使其檢測面臨極大的挑戰。目前已經報道的探針很少，2015年Parveen，S.D.S.等人和2014年He，L.分別報道了兩例檢測精氨酸的化學探針【Parveen，S.D.S.，Affrose，A.，Pitchumani，K.，2015.Sens.Actuators B 221，521-527.He，L.；So，V.L.L.；Xin J.H.；2014.Sens.Actuators B 192，496-502.】。

分子成像標記材料包括有機染料、熒光蛋白、量子點、稀土納米材料等等，傳統的生物標記染料具有水溶性好、易于標記等特點，但一般基于單光子激發，光源處于紫外或可見光區，長時間激發可能會對生物造成傷害，另外無法避免生物體的自發熒光，組織穿透能力差。上轉換發光材料由近紅外光激發，發射譜帶窄，壽命常、反斯托克斯位移大、光穩定性強等特點。另外，比率型熒光探針可以同時檢測兩個不同波長處的熒光強度，建立內部標度，可以克服單一熒光探針由于如儀器效率、檢測環境、探針濃度等因素影響檢測信號的問題。

溶酶體是細胞中一種重要的亞細胞器，其內部由單層膜結構組成的囊狀顆粒，大小在0.025微米到0.8微米之間。溶酶體內部含有豐富的水解酶，到目前為止已發現60多種，例如：蛋白水解酶、核酸水解酶、脂肪水解酶、磷酸酯水解酶、糖苷水解酶等，主要用于分解和代謝細胞內的蛋白和大分子。溶酶體內豐富的水解酶使其內部的pH值保持在5左右，此時的溶酶體活性最高。當外界物種進入溶酶體后，溶酶體內的水解酶會發揮作用將外來物種分解為細胞所需的物質。當溶酶體內的膜結構發生破壞時，其內部大量水解酶會逸出到細胞內，使得細胞發生自溶。因此，溶酶體在細胞內發揮著至關重要的作用。如果探針能夠實現溶酶體定位，對細胞溶酶體進行實時成像，就可以對正常及藥物刺激下的細胞溶酶體內精氨酸變化進行相關研究。

發明內容

本發明目的在于提供有機分子修飾的上轉換納米材料，具有發光共振能量轉移機理的比率發光上轉換納米探針的制備方法，以及在精氨酸熒光成像方面的應用。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是，一種檢測精氨酸的上轉換發光納米傳感材料，采用以下方法制備：將稀土上轉換發光納米晶采用聚丙烯酸改性得到聚丙烯酸修飾的上轉換納米顆粒，再將化合物1組裝在聚丙烯酸修飾的上轉換納米材料的表面，即得所述的檢測精氨酸的上轉換發光納米傳感材料；所述化合物1的結構式如下：

優選的，所述稀土上轉換發光納米晶為鐿和/或鉺摻雜的NaYF₄。

優選的，所述稀土上轉換發光納米晶粒徑為13-30nm，晶格間距為0.30nm，為(110)六方晶相。