[发明专利]一种神经黑色素样纳米材料及其制备方法和用途

说明书

本发明公开了一种神经黑色素样纳米材料、制备神经黑色素样纳米材料的方法及其制备的神经黑色素样纳米材料的用途。所述神经黑色素样纳米材料的化学组成为氨基酸和多巴胺。所述方法至少包括以下步骤：1)将碱性氨基酸溶解在水溶液中，获得溶液I；2)向所述溶液I中加入盐酸多巴胺，低速离心去除沉淀物，获得溶液II；3)对所述溶液II进行高速离心，分离上清液后获得神经黑色素样纳米材料。本发明制备神经黑色素样纳米材料的方法，可以有效地调整黑色素样纳米颗粒的尺寸，其简单并易于操作，所制备的神经黑色素样纳米材料，可以应用于Pb²⁺检测中。

技术领域

本申请属于应用化学领域，具体来讲，涉及一种制备黑色素样纳米材料及其制备方法和用途。

背景技术

神经黑色素(NM)是一种在大脑部分发现的色素，例如黑质。它由中枢神经系统(CNS)中的多巴胺(DA)产生，能够保护大脑免受氧化应激，它的产生与帕金森病和阿尔茨海默病等神经退行性疾病有关。与在珠被中发现的外周黑色素不同，NM不具有明确的颗粒形状，并且更难提取或纯化。此外，NM是一种更复杂、异质的黑色素和蛋白质结构。

DA是哺乳动物中枢神经系统中最重要的单胺类神经递质之一，它调节了广泛的复杂过程，包括运动控制、注意力程度以及强化学习。在体外，DA可以在碱性条件下自我聚合形成荧光聚多巴胺(合成黑色素)纳米颗粒，所述碱性条件是通过氧化H₂O₂或还原碱如NH₃·H₂O、NaOH或三(羟甲基)-氨基甲烷(Tris)提供的。生物组织中不存在这些碱基，研究人员仍需要使用生物相容性试剂合成黑色素这样的替代方法来用于体内应用。

在大脑中，L-精氨酸、L-赖氨酸、L-组氨酸和DA作为化学信使，属于超平衡神经递质复合物，用以维持正常的大脑功能。了解这些碱性氨基酸催化人体内DA的氧化，特别是在大脑中的氧化，对于阐明体内DA氧化和提供NM的新合成途径是非常重要的。

发明内容

本发明的发明人研究了多巴胺与20种氨基酸的反应，并成功证明了碱性氨基酸促进DA转化为神经黑色素样纳米颗粒(NM-NPs)。具体来讲，发明人选择L-赖氨酸作为模型碱性氨基酸来制备尺寸可控的NM-NP(5-160nm)。当NM-NP的尺寸为5nm左右并且其荧光可以被铅离子选择性地猝灭时，它们显示出强荧光，因此NM-NP可以用作多功能探针以监测其降解并检测铅离子。该发明不仅扩展了人们对DA自聚合的理解，而且为监测大脑中神经毒性铅离子提供了一条新途径。

本发明的一方面提供了一种神经黑色素样纳米材料，所述神经黑色素样纳米材料的含有碱性氨基酸和多巴胺，

所述神经黑色素样纳米材料的粒径为5nm～160nm；

优选地，所述神经黑色素样纳米材料的粒径为5nm～40nm。

优选地，所述多巴胺可以是盐酸多巴胺，其他多巴胺物质还可以是甲肾上腺素等类似物。

在优选的实施方式中，所述神经黑色素样纳米材料的红外光谱图上至少包括以下峰：

波长200至500nm的峰；

波数3300～3500cm^-1的峰；

波数1600～1650cm^-1的峰；

波数1050～1100cm^-1的峰。

需要理解的是，以上示出的特征峰仅为根据优选实施例的神经黑色素样纳米材料的特征峰，在其他的优选实施例中，特征峰可能超出该范围。

在优选的实施方式中，当所述神经黑色素样纳米材料的粒径为5nm时，所述神经黑色素样纳米材料在430nm波长的光激发下，在505nm～515nm处存在荧光发射峰。