[發明專利]樹枝狀大分子功能化熒光碳納米顆粒、其制備方法及其應用

在審

• 申請號: 202210631118.9
• 申請日: 2022-06-06
• 公開（公告）號: CN115386360A
• 公開（公告）日: 2022-11-25
• 發明（設計）人: 胡琴;李瑞;魏芳弟;姚媛;陳秋彤;許貫虹;岑瑤;楊靜
• 申請（專利權）人: 南京邁迪森亞生物科技有限公司
• 主分類號: C09K11/02
• 分類號: C09K11/02;C09K11/65;C12N15/87;B82Y20/00;B82Y30/00
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 曹翠珍

本發明公開了樹枝狀大分子功能化熒光碳納米顆粒、其制備方法及其應用。首先，將檸檬酸、三氨基苯通過水熱法合成熒光碳納米顆粒FCNs，然后采用EDC偶聯法，在熒光碳納米顆粒的羧基和PAMAM的氨基之間形成酰胺鍵，通過共價功能化，將PAMAM偶聯在熒光碳納米顆粒表面，得到樹枝狀大分子修飾碳納米顆粒PAMAM@FCNs。其同時具有激發光非依賴性和長波長發射兩個特性，能有效遞送siRNA跨過生物膜進入細胞，在新型成像示蹤基因遞送納米載體研究方面具有潛力。與現有技術相比，本發明的制備方法簡便易行、成本低廉、適于推廣。

技術領域

本發明屬納米材料領域，具體涉及一種樹枝狀大分子功能化熒光碳納米顆粒的制備方法。

背景技術

作為一種新型的納米材料，熒光碳納米顆粒(fluorescent carbonnanoparticles，FCNs)已成為目前的研究熱點，在光催化、化學分析、生物傳感、生物成像和藥物遞送等多個領域得到了廣泛的應用(A.Simpson,R.R.Pandey,et al.carbon,2018(127):122-130；胡勝亮等“熒光碳納米顆粒：新進展和技術挑戰”《化學進展》，2010.Vol.22.No2/3)。

熒光碳納米顆粒(FCNs)表面存在大量的含氧或含氮基團，可與功能性物質結合形成復合材料，在實現表面功能化的同時，還可以改善表面缺陷，提高熒光量子產率，有利于FCNS的應用(H.Ali,S.K.Bhunia,et al.ACS Appl.Mater.Interfaces,2016(8):9305-9313)。

聚酰胺-胺型樹枝狀大分子(Polyamide amine dendrimer，PAMAM)結構獨特、性能優異，常被用作藥物載體材料。PAMAM內部含有大量的疏水空隙，可以用來包埋藥物，同時，其末端含有大量帶有正負電荷的氨基和羧基，可以通過靜電作用或者共價連接的方式連接藥物(Z.Zhang,Y.A.Lin,et al.J.Neuroinflamm.,2020,17(1):319)。

因此，將聚酰胺-胺型樹枝狀大分子修飾到熒光碳納米顆粒表面，合成PAMAM@FCNs(樹枝狀大分子功能化碳納米顆粒)，受到越來越多的科研工作者的關注。PAMAM@FCNs有望成為一種兼具成像、靶向和治療一體化的多功能給藥體系(I.Matai,A.Sachdev,et al.ACSAppl.Mater.Interfaces,2015(7):11423-11435；D.Li,Y.Fan,et al.J.Mater.Chem.B,2019(7):277-285；D.Li,L.Z.Lin,et al.Bioact.Mater.2021(6):729-739)。

但是，目前報道的PAMAM@FCNs都是短波長(藍-綠，440-570nm)熒光發射，容易受生物自體背景熒光干擾，且對生物組織有一定程度的損傷。而長波長(黃-紅，570-760nm)熒光發射不僅可以減少自體熒光的干擾和對生物組織的損傷，而且具有更強的組織穿透能力，有利于示蹤成像遞藥系統的研究(Z.J.Zhu,Y.L.Zhai,et al.Mater.Today,2019(30):52-79；M.R.Zhang,R.G.Su,et al.Nano Res.2019(12):815-821)。

長波長發射熒光碳納米顆粒(FCNs)有激發光依賴性和激發光非依賴性兩種。激發光依賴性熒光碳納米顆粒的發射波長隨著激發波長的改變而改變，并且當激發波長增大時，其發射波長紅移。因此，為了得到長波長發射，通常都是增大激發波長，但是這會引起熒光強度的急劇下降，不利于生物成像(H.J.Zhao,J.K.Duan,et al.Chem.Mater.2018(30):3438-3453)。相反地，對于激發光非依賴性FCNs，當激發波長改變時，其熒光發射波長保持不變，故可以在其最佳激發波長處激發，以獲得最強的熒光發射，靈敏度高，便于生物成像(X.W.Hua,Y.W.Bao,et al.ACS Appl.Mater.Interfaces,2019(11):32647-32658)。