[發明專利]一種高熒光量子產率的聚合物碳點、制備方法及其在靶向腫瘤細胞檢測方面的應用

有效

• 申請號: 201710432058.7
• 申請日: 2017-06-09
• 公開（公告）號: CN107227153B
• 公開（公告）日: 2020-10-13
• 發明（設計）人: 林權;劉厚;楊雪;張川;趙月;楊柏
• 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
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責任公司 22201
• 代理人: 劉世純;王恩遠

一種高熒光量子產率聚合物碳點、制備方法及其在靶向腫瘤細胞檢測方面的應用，屬于聚合物碳點技術領域。在本發明中，以生物靶向分子葉酸為原料，采用簡單水熱方法一步合成具有較高熒光量子產率的聚合物碳點，其對腫瘤細胞具有靶向檢測和選擇性成像功能。其具有合成方法簡單、粒子粒徑小、尺寸均勻、量子產率高、生物毒性低、生物相容性好等優點。該熒光聚合物碳點的量子產率高，可用于生物成像，并且對腫瘤細胞具有靶向功能，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、藥物緩釋等領域發揮重要作用。

技術領域

本發明屬于聚合物碳點技術領域，具體涉及一種高熒光量子產率聚合物碳點、制備方法及其在靶向腫瘤細胞檢測方面的應用。

背景技術

聚合物碳點是由碳點發展出來的一類新型材料，是由線性聚合物或單體經過交聯或者聚合得到，或是由碳核和表面連接的聚合物鏈組成，可以分為：共軛聚合物碳點(CPDs)和非共軛聚合物碳點(NCPDs)兩類。我們由共軛分子可以聚合制備得到CPDs，如通過水熱、聚合、交聯、自組裝以及其他方法制備而成。

目前，基于熒光材料的納米傳感器得到人們廣泛關注，因為他們的響應速度快速，空間分辨率高，常用的熒光材料有半導體量子點、金屬納米簇、有機染料等。熒光聚合物作為熒光材料已經顯示出巨大的潛力。聚合物碳點(CPDs)作為碳材料家族的新成員，由于具有較高的光吸收量，較好的化學穩定性，生物相容性好以及低的生物毒性，這些優點使它們應用在許多領域有重要應用，例如生物成像、生物傳感、催化和光伏器件等。

目前所制備的聚合物碳點熒光量子產率不高，我們設計通過分子內的能量共振轉移提高聚合物碳點的熒光量子產率的方法，選用生物靶向分子葉酸為原料，制備熒光量子產率比較高的聚合物碳點。同時由于葉酸受體是一些癌細胞(如宮頸、乳腺、肺、前列腺、喉癌等癌細胞)的靶向感受器，使用含有葉酸修飾的聚合物碳點可以實現對腫瘤細胞的靶向檢測和選擇性成像的功能。

發明內容

本發明的目的是提供一種高熒光量子產率的聚合物碳點、制備方法及其在靶向腫瘤檢測方面的應用。

在本發明中，以生物靶向分子葉酸為原料，采用簡單水熱方法一步合成具有較高熒光量子產率的聚合物碳點，其對腫瘤細胞具有靶向檢測和選擇性成像功能。其具有合成方法簡單、粒子粒徑小、尺寸均勻、量子產率高、生物毒性低、生物相容性好等優點。該熒光聚合物碳點的量子產率高，可用于生物成像，并且對腫瘤細胞具有靶向功能，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、藥物緩釋等領域發揮重要作用。

本發明所述的對腫瘤細胞靶向檢測和生物成像功能的熒光聚合物碳點的制備方法，其步驟如下：

(1)在盛有8～15mL去離子水的反應器中，加入0.01～0.05mmol氨基酸和 0.01～0.05mmol對癌細胞具有靶向作用的材料，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；當原料用量不同時，所得產物的熒光量子產率不同。

(2)將步驟(1)得到的黃色水溶液微熱法處理8～30min后，或者水熱法處理 8～12h，溶液由淡黃色變成深黃色，獲得聚合物碳點水溶液；

(3)將步驟(2)得到的聚合物碳點水溶液，用0.22μm～0.45μm水相濾頭過濾，除去尺寸較大雜質；

(4)隨后將步驟(3)得到的濾液用800～1000分子量的滲析袋滲析處理48～72 h，每隔2～6h換一次去離子水，將滲析處理后的產品旋蒸除去大量的去離子水，得到3～5mL本發明所述的高熒光量子產率的聚合物碳點水溶液，放入4℃冰箱保藏。

將步驟(4)得到的聚合物碳點水溶液稀釋至濃度為80～120ug/mL，共做兩組實驗，第一組是將聚合物碳點水溶液與正常的T-293細胞(腎上皮細胞)在37℃下共培養4h；第二組是將聚合物碳點水溶液與癌細胞的Hela細胞(宮頸癌細胞)在37℃共培養4h。