[發(fā)明專利]一種熒光硅納米點及其制備方法與應(yīng)用

有效

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• 申請日: 2017-06-22
• 公開（公告）號: CN107325814B
• 公開（公告）日: 2018-11-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳富根;陳曉凱;張曉東
• 申請（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號: C09K11/59
• 分類號: C09K11/59;B82Y20/00;B82Y40/00;G01N21/64
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 肖明芳

本發(fā)明公開了一種熒光硅納米點(SiNDs)，它是由硅烷和孟加拉玫瑰紅以水熱法一步制備得到的。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所制備的SiNDs具有超高的熒光量子產(chǎn)率(100％)，且能實現(xiàn)對哺乳動物細(xì)胞溶酶體的長時間特異成像。此外，該SiNDs的溶酶體成像效果不受細(xì)胞清洗、固定和透化等影響，具有耐清洗、耐固定和耐透化的優(yōu)點。同時，該SiNDs還具有制備成本低、合成方法簡單、水分散性好、熒光發(fā)射峰寬窄、光穩(wěn)定性好、細(xì)胞相容性好、細(xì)胞光毒性低等優(yōu)點，有望成為新型的溶酶體熒光探針。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于納米材料和生物技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種熒光硅納米點及其制備方法與應(yīng)用。

背景技術(shù)

熒光材料在生物醫(yī)學(xué)中有廣泛的應(yīng)用。與傳統(tǒng)的有機(jī)熒光小分子相比，熒光納米材料因為其具有較好的光穩(wěn)定、可調(diào)的激發(fā)發(fā)射波長等優(yōu)點，近些年受到廣泛關(guān)注。目前已有的熒光納米材料種類很多，但它們都存在一定的缺點，比如：傳統(tǒng)的半導(dǎo)體量子點(如硒化鎘、硫化鉛等)一般含有毒性較大的重金屬元素，所以其在生物醫(yī)學(xué)中的使用劑量受到很大限制；貴金屬納米簇(如金納米簇、銀納米簇)和上轉(zhuǎn)換納米顆粒的生物相容性雖然好于半導(dǎo)體量子點，但其量子產(chǎn)率一般較低，成像效果不佳；聚合物量子點的合成方法較為復(fù)雜，同時對聚合物量子點表面修飾可能會對其熒光性質(zhì)有較大影響；碳點和石墨烯量子點的熒光發(fā)射峰較寬，同時還具有多色發(fā)光的性質(zhì)，不利于與其他探針同時使用；其他新型納米點(如黑磷量子點)則存在表面不易修飾、制備條件苛刻等問題。因此，開發(fā)性能優(yōu)異且符合生物醫(yī)學(xué)意義的超亮熒光納米材料具有重要意義。

另一方面，溶酶體是真核細(xì)胞中的關(guān)鍵細(xì)胞器，為單層膜包被的囊狀結(jié)構(gòu)，內(nèi)含多種酸性水解酶，可分解和消化細(xì)胞內(nèi)多種外源性和內(nèi)源性的分子和物質(zhì)，是細(xì)胞的消化中心。溶酶體還在細(xì)胞凋亡、細(xì)胞自噬、細(xì)胞內(nèi)膽固醇平衡、質(zhì)膜修復(fù)、細(xì)胞骨架和組織重建、病原體防御以及細(xì)胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)等一系列生理過程中起重要作用。因此，對溶酶體的數(shù)量、大小和形貌等的觀察和示蹤對于了解細(xì)胞的行為和命運(yùn)非常重要。與其他細(xì)胞器相比，溶酶體內(nèi)呈酸性(pH 4.5–5.0)，因此通常使用能夠靶向酸性環(huán)境的分子來實現(xiàn)溶酶體成像。比如，3-(2,4-二硝基苯胺)-3’-氨基-N-甲基二丙胺(DAMP)是一種常用的溶酶體靶向分子，但由于該分子自身沒有熒光，因此需要在該分子的伯胺基團(tuán)上接枝熒光分子才能實現(xiàn)溶酶體成像。一些熒光分子(如中性紅和吖啶橙)雖然可以實現(xiàn)溶酶體的成像，但它們同時也會對細(xì)胞核內(nèi)酸性的核酸成像。目前商品化的溶酶體熒光探針(如Thermo Fisher公司的LysoTracker系列染料)有較好的溶酶體成像效果，但其合成成本較高、光穩(wěn)定性不佳且溶酶體成像時間短。同時，該類熒光探針表面無修飾基團(tuán)，無法對其進(jìn)行進(jìn)一步修飾和應(yīng)用。新興的熒光納米材料被認(rèn)為是解決上述問題的有效方法。例如，Lin等制備的有機(jī)熒光納米顆粒(PVP和BPVP)雖可靶向癌細(xì)胞的溶酶體，但不能實現(xiàn)正常細(xì)胞的溶酶體成像(Org.Biomol.Chem.,2009,7,2036.)。Dekiwadia等在金納米顆粒表面修飾了熒光分子FITC和可靶向溶酶體的多肽后，實現(xiàn)了對溶酶體的成像(J.Pept.Sci.,2012,18,527.)。但是上述方法都沒有評價納米顆粒對固定和透化后的細(xì)胞溶酶體成像效果。此外，長時間實時觀測溶酶體行為對研究細(xì)胞的生理變化有著重要作用，而上述方法都不能實現(xiàn)活細(xì)胞溶酶體的長時間成像。因此，亟需發(fā)展一種性能良好的熒光納米顆粒作為長時間觀測溶酶體的熒光探針，以實現(xiàn)對活細(xì)胞溶酶體的長時間成像和對固定和透化后細(xì)胞的溶酶體成像。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種熒光硅納米點(SiNDs)，以實現(xiàn)超長時間、耐清洗、耐固定、耐透化的溶酶體成像，解決了現(xiàn)有技術(shù)存在的成本高，穩(wěn)定性差和成像時間短等問題。

本發(fā)明還要解決的技術(shù)問題是提供該熒光硅納米點的制備方法和應(yīng)用。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種熒光硅納米點，它包括如下質(zhì)量份數(shù)的組分：

水溶性硅烷 100份；