[發明專利]雙親性石墨烯量子點材料、制備方法及其作為細胞核靶向成像熒光探針的應用

有效

• 申請號: 201810145925.3
• 申請日: 2018-02-12
• 公開（公告）號: CN108485659B
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發明（設計）人: 王亮;李偉濤;李明;劉一健;潘登余;吳明紅
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: C09K11/65
• 分類號: C09K11/65;G01N21/64;B82Y20/00;B82Y30/00
• 代理公司: 上海上大專利事務所(普通合伙) 31205
• 代理人: 顧勇華

本發明公開了一種雙親性石墨烯量子點材料、制備方法及其作為細胞核靶向成像熒光探針的應用，雙親性石墨烯量子點材料能作為自主靶向細胞核成像熒光探針。本發明選擇價廉的1,5?二氨基萘為前驅物，在乙醇和三氯甲烷的混合溶劑中，采用溶劑熱法進行低溫的生長和原位的表面功能化。本發明合成的石墨烯量子點具有雙親性，能穩定分散于有機溶劑和水溶液中，這種雙親性使石墨烯量子點具有穿過細胞核的類脂雙層膜的能力。無毒，尺寸小。本發明合成的熒光石墨烯量子點材料在生物成像技術領域特別是在細胞核成像方面展示出誘人的應用前景，合成方法簡單、環保、低能耗，適合工業放大。

技術領域

本發明涉及一種熒光納米材料、其制備方法及其應用，特別是涉及一種石墨烯量子點材料、其制備方法及其應用，應用于石墨烯新材料、熒光探針及生物細胞成像技術領域。

背景技術

真核細胞中的細胞核是一個復雜的同時也是一個具有有良好組織能力的動態體系結構，其具有基因表達、復制、重組、修復、RNA加工和核糖體子單元裝配的功能。它被視為最重要的細胞器，因為疾病表型與細胞核組織架構的變化密切相關。例如，人們已經發現細胞核的變化與腫瘤細胞的癌性狀態有密切關系。因此細胞核的有效熒光成像對于疾病診斷、細胞核跟蹤和細胞狀態檢測等具有重要的作用。

實際上，由于細胞核的特殊性，熒光探針必須穿過包圍細胞核獨特的類脂雙層膜才能成功染色細胞核，這無疑會限制熒光探針進入細胞核。為了有效的染色細胞核，熒光探針必須擁有比8納米的核孔更小的尺寸，或者能與核酸和染色質有特別的相互作用。但值得注意的是，并不是所有尺寸小于8納米的熒光探針都可以進入細胞核，這是因為能否進入細胞核與探針表面性質有重要的關系?，F如今，熒光探針已經被成功設計并應用于細胞核成像，如4',6-二脒基-2-苯基吲哚和赫斯特染料等有機染料，由于它們具有良好的生物相容性，已被廣泛應用于癌細胞和正常細胞的細胞核染色，然而其水溶性、光穩定性和熒光強度還難以令人滿意，而且還容易光漂白，這些都限制了有機染料的進一步應用。還有如碲化鎘量子點和硒化鎘量子點等半導體量子點也已經被廣泛應用于細胞熒光成像，但是如果不對它們進行復雜的修飾，很難進入細胞核；而且半導體量子點含有重金屬，這些重金屬具有巨大的毒性，這無疑會影響它在生物成像中的應用。因此，急需探尋一種擁有良好光穩定性和水溶性、無毒和適當粒徑的新型熒光探針用于細胞核成像。

發明內容

為了解決現有技術問題，本發明的目的在于克服已有技術存在的不足，提供一種雙親性石墨烯量子點材料、制備方法及其作為細胞核靶向成像熒光探針的應用，合成一種雙親性石墨烯量子點，具有自主細胞核靶向成像功能，能作為細胞核靶向成像熒光探針，并應用于生物細胞成像，本發明合成的石墨烯量子點具有雙親性，能穩定分散于有機溶劑和水溶液中，這種雙親性使石墨烯量子點具有穿過細胞核的類脂雙層膜的能力。無毒，尺寸小。本發明合成的熒光石墨烯量子點材料在生物成像技術領域特別是在細胞核成像方面展示出誘人的應用前景，合成方法簡單、環保、低能耗，適合工業放大。

為達到上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種雙親性石墨烯量子點材料，所述雙親性石墨烯量子點是包含連接在碳原子的氯原子、氨基或羥基的納米尺度下的石墨烯納米片層；所述雙親性石墨烯量子點的平均直徑1～5nm，平均厚度為0.6～2.0nm，并且所述的雙親性石墨烯量子點包含C、N、Cl、O、H五種元素。

優選上述雙親性石墨烯量子點的平均直徑為5.0nm，優選平均厚度為1.0nm。

一種本發明雙親性石墨烯量子點材料的制備方法，包括如下步驟：