[发明专利]一种自发荧光的纳米球及其制备方法与应用

说明书

技术领域

本发明属于化学领域，涉及一种纳米材料，具体涉及一种自发荧光的纳米球及其制备方法与应用。

背景技术

肽分子由两个或两个以上氨基酸分子脱水缩合后形成，由于其起源于各种生命活动，因此具有良好的生物相容性与生物可降解性，是制备各种功能生物材料的优选原料；而且肽分子可以模拟部分蛋白的行为与功能，为更好的理解蛋白的作用提供了一定的理论模型；除此之外，肽分子具有非常好的组装性能，进而可以非常容易形成包含不同功能的各种有序结构。因此，在过去几十年中，大量的肽分子，主要包括：环状肽，枝状肽，两亲肽，共聚肽与芳香肽等，被选用来制备各种功能材料并探究其在生命科学与纳米技术领域的应用。其中，肽纳米球由于在生物医学与药剂学方面有广泛的应用前景而倍受青睐，因此，制备尺寸均一并且可以稳定存在的肽纳米球是需首要解决的问题。

目前针对肽纳米球的制备方法主要有以下几种：(1)乳化法；(2)聚合反应法；(3)肽分子自组装法。乳化法需要创造油水混溶体系并且往往需要有表面活性剂的参与，而聚合反应虽不需创造油水混合体系，但往往也需要加入引发剂，这两种方法中的表面活性剂与引发剂基本不具有生物兼容性，在纳米球制备之后又不容易去除，因此会产生一定的细胞毒性，大大降低肽纳米球的生物相容性。肽分子自组装法虽不像以上两种方法需借助于特殊分子的作用，但其肽分子自身的合成与分离通常会有一定难度，而且该方法只能针对特定某一个分子，不具有普适性。并且这些肽纳米球往往不具有自发光性质，不利于肽纳米球在生物体内的定位与实时观察。以上方法制备的肽纳米球存在着或多或少不利因素而限制了其在生物科学与药剂学方面的应用，因此获得生物相容性好并且稳定性好的肽纳米球对其在生命科学领域的应用具有重大意义。

当前，针对自发光肽纳米球研究主要集中于自发荧光的性质层面上，制备的基本思路是向其中引入拥有荧光特性的物质后，再将其制备成纳米球，主要方法包括如下两种：(1)将量子点与肽分子混合后再通过物理方法使其共组装形成纳米球；(2)通过荧光分子如异硫氰酸荧光素(FITC)对肽分子进行标记后再将其组装成肽纳米球，但是这两种方法都引入了外源物，这样不仅使肽纳米球的制备复杂化，而且外源引入的物质必然会对生物体产生不可忽视的影响，这些不利因素都严重影响了肽纳米球的应用。因此，发展一种简单易行而且不引入外源物的自发荧光肽纳米球的制备方法是非常有必要的。

苯丙氨酸的二聚体(二苯丙氨酸)被发现是阿尔兹海默症Aβ-淀粉样多肽成纤维的主要识别基序，自从二苯丙氨酸被发现以来，基于二苯丙氨酸的多种功能性纳米结构已被获得，如：纳米管、囊泡、纳米纤维、纳米带与图案化等，这些纳米结构可以应用于无机纳米材料的制备、基因运输、生物成像、细胞三维培养等方面(参见Chem.Soc.Rev.2010,39,1877-1890,Self-assembly and application of diphenylalanine-based nanostructure)，但是迄今基于二苯丙氨酸的自发荧光纳米球却鲜有报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种自发荧光的纳米球及其制备方法与应用。

本发明提供的自发荧光的纳米球，由生物肽或生物氨基酸与交联剂反应制备而得；

其中，所述生物肽为苯丙氨酸的二聚体(也即二苯丙氨酸)或二苯丙氨酸羧基端酰胺化的盐酸盐(也即阳离子二肽)；

所述生物氨基酸为苯丙氨酸；

所述交联剂为脂肪族二醛的水溶液。

具体的，所述交联剂的质量百分浓度为20-30％，具体为25％；

所述脂肪族二醛为戊二醛或丁二醛；

所述二苯丙氨酸的构型均为L型。

所述纳米球为实心纳米球，直径为350-550nm，具体为450nm；

所述荧光为红色荧光、蓝色荧光和绿色荧光中的至少一种，上述荧光的激发光波长可为405nm。

本发明提供的制备所述自发荧光的纳米球的方法，包括如下步骤：

1)将所述生物肽或生物氨基酸溶于溶剂a形成溶液a；

2)将所述交联剂用溶剂b稀释形成溶液b；

3)将步骤1)所得溶液a与步骤2)所得溶液b混匀进行席夫碱反应，反应完毕得到所述自发荧光的纳米球。

上述方法的步骤1)中，溶解生物肽的溶剂a选自六氟异丙醇和二甲基亚砜中的至少一种；

含生物肽的溶液a中，生物肽的浓度为100mg/ml～150mg/ml，具体为125mg/ml；

溶解生物氨基酸的溶剂a为水，具体为超纯水；