[发明专利]具有细胞核靶向成像的石墨烯量子点荧光探针材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种具有细胞核靶向成像的石墨烯量子点荧光探针材料及其制备方法。该石墨烯量子点荧光探针材料是纳米尺度下的零维碳纳米材料，其直径2.1‑6.6 nm，厚度为0.9~2.2 nm，并且所述的石墨烯量子点包含C、N、O、H四种元素该方法采用自下而上的制备方法将有机小分子通过分子融合的方式制备石墨烯量子点。该方法步骤简单，所得石墨烯量子点水溶性好荧光稳定。更值得关注的是该方法制备的石墨烯量子点在细胞成像中能够精准靶向细胞核并表现出优异的成像效果，在生物成像技术领域特别是在细胞核成像方面展示出诱人的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种石墨烯量子点荧光探针制备方法，具体地说是合成一种石墨烯量子点作为细胞核靶向成像荧光探针并可以应用于细胞核成像技术领域。

背景技术

随着纳米技术和生物技术的不断发展与进步，生物成像技术由于具有独特的细胞组织内可视化等特点，逐渐成为疾病诊断和治疗中的有力工具。细胞核具有基因表达、复制、重组和修复，以及核糖核酸加工和组装等功能，被视为细胞中最重要的细胞器，它的有效识别和成像对于疾病诊断、细胞核跟踪和细胞状态检测等具有重要的作用。有机染料和传统的半导体量子点均被尝试用于细胞核靶向成像荧光探针，但由于有机染料和半导体量子点较差的水溶性，较低的稳定性，较短的荧光寿命以及较强的细胞毒性等缺点限制了这些荧光材料的应用，如使用碲化镉量子点和硒化镉量子点等半导体量子点应用于细胞荧光成像，需要对它们进行复杂的修饰，才能进入细胞核，且成像效果不好。因此，制备一种极有良好水溶性、低生物毒性和高稳定性的新型荧光探针显得极为迫切。

石墨烯量子点是一种的新型荧光碳纳米材料，因其突出的荧光性能、较好的水溶性、良好的稳定性以及较低的细胞毒性等特点，被认为是可以替代半导体量子点和有机染料的有力替选材料之一。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种具有细胞核靶向成像的石墨烯量子点荧光探针材料。

本发明的目的之二在于提供该石墨烯量子点荧光探针材料的制备方法，该方法步骤简单，成像质量好。

一种具有细胞核靶向成像的石墨烯量子点荧光探针材料，其特征在于该石墨烯量子点荧光探针材料是纳米尺度下的零维碳纳米材料，其直径2.2-6.7 nm，厚度为0.9~2.2nm，并且所述的石墨烯量子点包含C、N、O、H四种元素。

上述的石墨烯量子点荧光探针材料的直径为平均直径4.4 nm，平均厚度为1.6nm。

一种制备上述的具有细胞核靶向成像的石墨烯量子点荧光探针材料的方法，其特征在于该方法的具体步骤为：将1,2,4-三氨基苯二盐酸盐在超声条件下均匀分散在水溶液中，配置成浓度为1~10 mg/mL的混合溶液，之后再加入1 M碱性水溶液，所述的混合溶液与碱性水溶液的体积比范围为：0.01~0.5；超声分散溶液10~120分钟，然后在90~230 ℃温度下反应6~48 h；冷至室温后，用孔径不大于的220 nm的微孔滤膜进行过滤，再将过滤后的滤液转移到透析袋内进行透析，经过透析分离纯化后，从而得到具有细胞核靶向成像的石墨烯量子点荧光探针材料溶液。

上述的碱性水溶液为水合肼、聚乙烯亚胺、氢氧化钾、碳酸钾或氨水。

一种上述的具有细胞核靶向成像的石墨烯量子点荧光探针材料作为细胞核靶向成像荧光探针的应用。

上述细胞为Hela细胞或者其他活细胞。

本发明将具有细胞核靶向成像的石墨烯量子点荧光探针和细胞培养基进行共同培养1-240 min，得到石墨烯量子点浓度为1~20 mg/mL的细胞核靶向成像荧光探针-细胞培养液，在激光共聚焦显微镜下对通过培养得到的细胞核靶向成像荧光探针-细胞培养液中的细胞进行观测，获得细胞的细胞核成像的荧光照片。优选上述细胞为Hela细胞或其他活细胞。

本发明方法的特点和优点如下：