[發明專利]一種用于細胞核成像和線粒體成像的石墨烯量子點的制備及應用研究

在審

• 申請號: 201710945665.3
• 申請日: 2017-10-12
• 公開（公告）號: CN107902642A
• 公開（公告）日: 2018-04-13
• 發明（設計）人: 范增杰
• 申請（專利權）人: 蘭州大學
• 主分類號: C01B32/184
• 分類號: C01B32/184;B82Y40/00;G01N21/64
• 代理公司: 北京輕創知識產權代理有限公司11212
• 代理人: 談杰

1.一種用于特異性的對細胞核及線粒體進行靶向成像的石墨烯量子點，即GQDs，其特征在于，是將聚乙烯亞胺，即PEI，和1,3,6-三硝基芘在水熱反應條件下形成PEI修飾的石墨烯量子點，即GQDs-PEI，及通過酰胺化反應將4-羧丁基三苯基溴化膦，即TPP，接枝到GQDs-PEI的表面構建的GQDs-TPP。

2.根據權利要求1所述的用于特異性的對細胞核進行靶向成像的GQDs的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)將PEI與1,3,6-三硝基芘超聲3-5h后混合均勻。將混合溶液轉移到反應釜中，于180-220度反應10-20h，反應完成后將反應釜自然冷卻到室溫；

2)將步驟1)得到的反應溶液于微孔濾膜過濾，除掉較大尺寸的碳顆粒及不溶物；

3)將濾液置于分子量為1000的透析袋中進行透析，每隔6h更換一次水，透析3天；

4)將步驟3)制備出的GQDs-PEI溶液進行冷凍干燥，得到GQDs-PEI粉末；

5)將步驟4)制備得到的GQDs-PEI粉末在PBS中進行稀釋，制得不同濃度的GQDs-PEI，同Hela細胞共培養，檢測其細胞毒性；

6)根據權利要求1-5任一所述的一種用于特異性的對細胞核進行靶向成像的石墨烯量子點進行特異性細胞核成像的應用。

3.根據權利要求1所述的用于特異性的對細胞核進行靶向成像的石墨烯量子點的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)將TPP與0.1M，pH 4.5的2-嗎啉乙磺酸，即MES，混合均勻；

2)將步驟1)得到的溶液充氮氣30min；

3)加入EDCI，混勻反應10min后，加入1g權利要求10中制備的GQDs-PEI，混勻后在氮氣保護下反應4-24h；

4)將步驟1)得到的反應溶液于0.22μm的微孔濾膜，除掉較大尺寸的碳顆粒及不溶物；

5)將濾液置于分子量為1000的透析袋中進行透析，每隔6小時更換一次水，透析3天；

6)將步驟3)制備出的GQDs-TPP溶液進行冷凍干燥，得到GQDs-TPP粉末；

7)將步驟6)制備得到的GQDs-TPP粉末在PBS中進行稀釋，制得不同濃度的GQDs-TPP，同Hela細胞共培養，檢測其細胞毒性。

4.根據權利要求1所述的一種用于特異性的對細胞核進行靶向成像的GQDs，其特征在于，所述反應體系中PEI與1,3,6-三硝基芘的重量比為(0.5-2.5)：1。

5.根據權利要求1所述的一種用于特異性的對線粒體進行靶向成像的GQDs，其特征在于，所述反應體系中TPP與GQDs-PEI重量比為(0.5-7.5)：1。

6.根據權利要求2所述的一種用于特異性的對細胞核進行靶向成像的GQDs，其特征在于，是將PEI與1,3,6-三硝基芘在180-220度水熱反應條件下反應10-20小時，利用親核取代反應將PEI接枝到GQDs的表面。

7.根據權利要求3所述的一種用于特異性的對線粒體進行靶向成像的GQDs，其特征在于，是將TPP與GQDs-PEI在縮合劑1-(3-二甲胺基丙基)-3-乙基碳二亞胺(EDCI)作用下將含羧基的TPP與GQDs-PEI的氨基發生酰胺化反應將TPP接枝到GQDs-PEI的表面構建GQDs-TPP。TPP與EDCI的重量比1.5：1。

8.根據權利要求4所述的一種用于特異性的對細胞核進行靶向成像的GQDs，其特征在于，其粒徑尺寸為1.75-6.25納米，平均粒徑尺寸為3.75納米。其激發波長范圍為369-450納米，最大發射波長為475納米。

9.根據權利要求5所述的一種用于特異性的對線粒體進行靶向成像的GQDs，其特征在于，其粒徑尺寸為1.75-6.25納米，平均粒徑尺寸為3.25納米。其激發波長范圍為369-450納米，最大發射波長為450納米。

10.根據權利要求1所述的一種用于特異性的對細胞核進行靶向成像的GQDs-PEI或GQDs-TPP，其在18.75μg/mL-300μg/mL的范圍內具有較低的細胞毒性，在上述范圍能夠特異性的對細胞核進行成像。