[发明专利]一种透明质酸介导合成修饰铈纳米量子点的方法及其产品和应用

说明书

本发明涉及一种透明质酸介导合成修饰铈纳米量子点的方法及其产品和应用，具体步骤为：将透明质酸加水溶解，然后加入三价铈盐在磁力搅拌下反应0.5～1h合成前驱体，再向反应体系中加入碱性溶液成核熟化反应，纯化去除未反应的无机离子和未反应的透明质酸，得到透明质酸包被的铈纳米量子点，该方法反应绿色经济，调控方式灵活易控，重复性强；获得的量子点形貌大小均一、分散性及稳定性好，并且铈纳米量子点表面修饰的HA具有优异的生物学相容性，同时具有大量可供修饰的羧基功能基团，可进一步嫁接修饰其他功能性分子，为其进一步在生物体内的应用奠定了基础。

技术领域

本发明属于纳米材料领域，涉及一种透明质酸介导合成修饰铈纳米量子点的方法，还涉及由该方法制得的产品和应用。

背景技术

铈纳米材料由于表面Ce³⁺/Ce⁴⁺共存和相互转化，使其具有多种模拟酶学活性，如模拟超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、磷酸酶、促氧化酶等(Nanoscale.2011,3,1411-1420、NPG Asia Mater.2014,6,e90)。故能有效清除多种活性自由基，如O₂·，H₂O₂，OH·，NO·，ONOO·等，且同时具有清除自由基的高效性、长效性及可再生性[Antioxidants,2016,5(2):15]。使其在化学催化反应，辐射防护，肿瘤放化疗，抗氧化类疾病的治疗及再生医学方向都具有十分重要而广阔的应用前景。

近年来，铈纳米颗粒在生物医学领域的研究取得了相当大的成果，但大部分研究成果都建立在未经修饰、弱表面活性剂保护的铈纳米颗粒基础之上(Nano Lett.2005,5,2573-2577、Biomaterials.2007,28,1918-1925、Angew.Chem.Int.Ed.2009,48,2308-2312、Biomaterials.2012,33,8771-8781、ACS Nano.2013,7,4855-4868)。故铈纳米颗粒本身的稳定性，生物学活性及生物相容性都存在不同程度的问题，会在一定程度上影响了其研究分析的结果。随着对铈纳米材料研究的进一步推进，一方面，对铈纳米颗粒本身的化学稳定性、生物学活性及生物相容性要求亦是越发严格。另一方面，开发更具活性的铈纳米材料也是目前较为前沿的研究，相比于铈纳米颗粒，铈纳米量子点的量子化效应使其活性更加优越，更具有生物学的应用前景。目前极少有关于铈纳米量子点的合成研究报道，而关于其进一步的表面修饰及生物学应用更是少之又少，未见报道。

因此，如何有效地实现铈纳米量子点的高效绿色合成，解决铈纳米量子点本身的化学稳定性，保证其生物学活性及提高其生物相容性是目前急待解决的问题。透明质酸作为一种高分子的聚合物，是由单位D-葡萄糖醛酸及N-乙酰葡糖胺组成的高级多糖。D-葡萄糖醛酸及N-乙酰葡糖胺之间由β-1,3-配糖键相连，双糖单位之间由β-1,4-配糖键相连。在体内透明质酸的分子量从5千到2千万道尔。因高水溶性、高生物相容性、易化学修饰等特点，而被作为药物载体被广泛应用。首先，透明质酸以其独特的分子结构和理化性质在机体内显示出多种重要的生理功能，如润滑关节，调节血管壁的通透性，调节蛋白质，水电解质扩散及运转，促进创伤愈合，具有特殊的保水作用等(Advanced Material,2011,23(12):41-56)。其次，透明质酸与肿瘤细胞表面高表达的CD44的高结合性赋予其肿瘤主动靶向性，其作为肿瘤治疗的靶向分子在能有效靶向肿瘤组织，提高药物生物利用度，改善治疗效果(ACS Appl Mater Interfaces,2017,9(28):24140；Biomaterials,2016,84:250)。最后，透明质酸作为一种重要的细胞外基质，是构建组织工程支架的优良材料，其在骨、软骨等多种组织损伤修复中都具有广泛而重要的应用价值(Journal of Biomedical MaterialsResearch Part A,2016,104(6):1560)。