[发明专利]一步合成DNA功能化Zn掺杂CdTe量子点的方法

说明书

技术领域

本发明涉及纳米材料和生物医学分析化学技术领域，具体涉及一种一步合成DNA功能化Zn掺杂CdTe量子点的方法。

背景技术

量子点，又称半导体纳米晶体，是直径为1~10nm的零维纳米材料。量子点由于自身的量子效应，使其具有尺寸效应、表面效应、量子隧道效应和介电限域效应。正是由于其特殊的物理效应，使得量子点与常用的荧光染料相比，具有无可比拟的荧光性质：激发光谱宽且连续分布、稳定性好、发光效率高、抗光漂白能力强等。近年来，量子点由于其独特的光学性质，在分析化学、生物检测、细胞成像、活体示踪和临床诊断等方面的研究越来越多。

制备DNA功能化的量子点探针是量子点应用的前提和基础。目前，常用的DNA功能化的量子点的制备方法有：一、将DNA生物素化，然后与亲和素化的量子点通过生物素亲和素的特异性相互作用制备DNA功能化的量子点（E.Oh,et al,J.Am.Chem.Soc.2005,127,3270–3271）。但亲和素化的量子点的粒径较大，不利于某些荧光共振能量转移体系研究；由于蛋白的非特性吸附，也不利于生物应用；另外，该法成本较高。二、将氨基化的DNA与带有羧基的量子点通过共价偶联制备DNA功能化的量子点（S.P.Wang,et al,Nano Lett.2002,2,817–822）。该法得到的量子点发光效率严重下降。三、将巯基化的DNA与量子点通过硫与量子点中的金属元素强烈的键合作用制备DNA功能化的量子点(D.J.Zhou,et al,Chem.Commun.2005,38,4807–4809.)。该方法避免了上述缺点，但是其过程稍显复杂。已有文献报道，将硫代磷酸化的DNA在合成量子点的过程加入，可一步合成出DNA功能化的量子点(N.Ma,et al,Nat.Nanotechnol.2009,4,121–125)。但是，该法合成的量子点探针量子点产率较低（15%）、且毒性大、产物少，不利于生物医学应用。

发明内容

本实验室已成功合成出了一种高质量的低毒Zn掺杂CdTe量子点（专利申请号：201110070290.3），在此基础上，针对背景技术中所指出的现有技术中存在的不足，本发明的目的在于提供了一种一步合成DNA功能化Zn掺杂CdTe量子点的方法，该方法在合成Zn掺杂CdTe量子点的过程中加入硫代磷酸化的单链DNA，一步合成出了DNA功能化的Zn掺杂CdTe量子点，并能调控量子点上所连DNA的数量。所制得的量子点具有量子产率高、毒性小、产量大、稳定性好、具有靶向性等优点。

为了实现上述目的，本发明的一种一步合成DNA功能化Zn掺杂CdTe量子点CdTe:Zn²⁺的方法的步骤如下：

（1）制备HTe^-溶液：取NaBH₄或KBH₄与Te粉以2~5：1的摩尔比例在纯水中0~50°C下反应1~5h，得到NaHTe或KHTe溶液；

（2）制备含有CdCl₂、ZnCl₂、N-乙酰L-半胱氨酸（NAC）的混合前驱体水溶液4mL，用NaOH溶液调节混合前驱体水溶液的pH值为7~11，通氩气除氧后依次加入步骤（1）中制备的HTe^-溶液和40~150nmol DNA片段，混匀后转入反应釜，加热到160~200°C反应25~50min，得到DNA功能化的锌掺杂CdTe量子点溶液；

所述混合前驱体水溶液中的CdCl₂、ZnCl₂、N-乙酰L-半胱氨酸与所加入的HTe^—的摩尔比为1：(1~4)：（2~5）：（0.2~0.7），其中，所述混合前驱体水溶液中的CdCl₂浓度为0.001~0.0625mol/L；

所述混合前驱体水溶液中N-乙酰L-半胱氨酸的量需严格控制在其物质的量等于CdCl₂和ZnCl₂二者总物质的量；

所述DNA片段为人工合成，由发明人设计好以后交由上海生工生物工程技术服务有限公司（简称“上海生工”）合成，设计原则：6-12个硫代磷酸化的碱基+4-10个连接臂+靶向序列。

（3）将所得量子点溶液用超滤管离心纯化，用纯水洗涤3次后，得产物，置于4°C下保存。

本发明的优点和有益效果在于：