[发明专利]一种高荧光量子产率的聚合物碳点、制备方法及其在靶向肿瘤细胞检测方面的应用

说明书

一种高荧光量子产率聚合物碳点、制备方法及其在靶向肿瘤细胞检测方面的应用，属于聚合物碳点技术领域。在本发明中，以生物靶向分子叶酸为原料，采用简单水热方法一步合成具有较高荧光量子产率的聚合物碳点，其对肿瘤细胞具有靶向检测和选择性成像功能。其具有合成方法简单、粒子粒径小、尺寸均匀、量子产率高、生物毒性低、生物相容性好等优点。该荧光聚合物碳点的量子产率高，可用于生物成像，并且对肿瘤细胞具有靶向功能，可作为癌症诊断和治疗的荧光显像材料来使用，在肿瘤检测、药物缓释等领域发挥重要作用。

技术领域

本发明属于聚合物碳点技术领域，具体涉及一种高荧光量子产率聚合物碳点、制备方法及其在靶向肿瘤细胞检测方面的应用。

背景技术

聚合物碳点是由碳点发展出来的一类新型材料，是由线性聚合物或单体经过交联或者聚合得到，或是由碳核和表面连接的聚合物链组成，可以分为：共轭聚合物碳点(CPDs)和非共轭聚合物碳点(NCPDs)两类。我们由共轭分子可以聚合制备得到CPDs，如通过水热、聚合、交联、自组装以及其他方法制备而成。

目前，基于荧光材料的纳米传感器得到人们广泛关注，因为他们的响应速度快速，空间分辨率高，常用的荧光材料有半导体量子点、金属纳米簇、有机染料等。荧光聚合物作为荧光材料已经显示出巨大的潜力。聚合物碳点(CPDs)作为碳材料家族的新成员，由于具有较高的光吸收量，较好的化学稳定性，生物相容性好以及低的生物毒性，这些优点使它们应用在许多领域有重要应用，例如生物成像、生物传感、催化和光伏器件等。

目前所制备的聚合物碳点荧光量子产率不高，我们设计通过分子内的能量共振转移提高聚合物碳点的荧光量子产率的方法，选用生物靶向分子叶酸为原料，制备荧光量子产率比较高的聚合物碳点。同时由于叶酸受体是一些癌细胞(如宫颈、乳腺、肺、前列腺、喉癌等癌细胞)的靶向感受器，使用含有叶酸修饰的聚合物碳点可以实现对肿瘤细胞的靶向检测和选择性成像的功能。

发明内容

本发明的目的是提供一种高荧光量子产率的聚合物碳点、制备方法及其在靶向肿瘤检测方面的应用。

在本发明中，以生物靶向分子叶酸为原料，采用简单水热方法一步合成具有较高荧光量子产率的聚合物碳点，其对肿瘤细胞具有靶向检测和选择性成像功能。其具有合成方法简单、粒子粒径小、尺寸均匀、量子产率高、生物毒性低、生物相容性好等优点。该荧光聚合物碳点的量子产率高，可用于生物成像，并且对肿瘤细胞具有靶向功能，可作为癌症诊断和治疗的荧光显像材料来使用，在肿瘤检测、药物缓释等领域发挥重要作用。

本发明所述的对肿瘤细胞靶向检测和生物成像功能的荧光聚合物碳点的制备方法，其步骤如下：

(1)在盛有8～15mL去离子水的反应器中，加入0.01～0.05mmol氨基酸和 0.01～0.05mmol对癌细胞具有靶向作用的材料，在室温下强烈搅拌(200转/分～500转/分)，使二者充分溶解，形成黄色水溶液；当原料用量不同时，所得产物的荧光量子产率不同。

(2)将步骤(1)得到的黄色水溶液微热法处理8～30min后，或者水热法处理 8～12h，溶液由淡黄色变成深黄色，获得聚合物碳点水溶液；

(3)将步骤(2)得到的聚合物碳点水溶液，用0.22μm～0.45μm水相滤头过滤，除去尺寸较大杂质；

(4)随后将步骤(3)得到的滤液用800～1000分子量的渗析袋渗析处理48～72 h，每隔2～6h换一次去离子水，将渗析处理后的产品旋蒸除去大量的去离子水，得到3～5mL本发明所述的高荧光量子产率的聚合物碳点水溶液，放入4℃冰箱保藏。

将步骤(4)得到的聚合物碳点水溶液稀释至浓度为80～120ug/mL，共做两组实验，第一组是将聚合物碳点水溶液与正常的T-293细胞(肾上皮细胞)在37℃下共培养4h；第二组是将聚合物碳点水溶液与癌细胞的Hela细胞(宫颈癌细胞)在37℃共培养4h。