[发明专利]荧光纳米粒子的制备及其在细胞表面糖检测中的应用

说明书

本发明公开了一种甲基丙烯酸甘油酯亲水性刷修饰的荧光纳米粒子的制备方法及其在细胞表面糖检测中的应用，包括通过可逆加成片段链转移聚合法合成甲基丙烯酸甘油酯亲水性刷，然后通过可逆加成片段链转移沉淀聚合法合成表面具有亲水性聚合刷的荧光纳米粒子并在其表面接枝上糖的识别原件——苯硼酸，制成细胞表面糖的荧光探针；本荧光纳米粒子表面的高亲水性聚合物刷具有抵抗蛋白的能力，在其表面接枝糖识别元件——苯硼酸使其对具有顺位二醇结构的糖有荧光响应，具有很好的选择性和特异性，能实现在复杂生物样品中对糖的特异性检测。该荧光纳米粒子制备工艺简单易行，易于规模化生产。

技术领域

本发明涉及甲基丙烯酸甘油酯亲水性刷修饰的荧光纳米粒子的制备方法及其在细胞表面糖检测中的应用。

背景技术

细胞表面的糖基参与细胞识别，并在生物信号传导以及肿瘤发生和转移过程中起到重要的作用。而不同的细胞表面的聚糖种类也不尽相同，相同的细胞在其不同的生长、分化过程中所表达的聚糖种类也会有较大的差别。其中及其有意义的聚糖变化体现在细胞发生癌变时会伴随其表面唾液酸的过表达现象。但是目前来看，糖分子结构复杂性，糖苷键的类型也有所不同，因此针对糖的研究困难重重，与同样是生物体重要组成部分的蛋白质、核酸比起来要滞后的多。近年来，相继发展了气相色谱法、高效液相色谱法、液质联用法以及酶联免疫法等，这些方法往往存在灵敏度低，特异性差或操作复杂，或仪器昂贵的缺点。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：克服现有技术存在的问题，提供一种甲基丙烯酸甘油酯亲水性刷修饰的荧光纳米粒子，该荧光纳米粒子选择性高，灵敏度高，其表面高分子刷的接枝能提高荧光纳米粒子的亲水性，可有效减少非特异性吸附，提高荧光纳米粒子在复杂生物样品检测中抵抗蛋白的能力，从而实现细胞表面糖的快速检测。本发明还提供该荧光探针的制备方法以及该探针在细胞表面糖检测中的应用。

由于荧光纳米材料粒径较小，能在血液中自由运动并通过血液运输运送到机体的各个器官，荧光纳米粒子本身具有荧光属性可以用于细胞的荧光成像，在其表面接上糖识别元件——苯硼酸，使其能与细胞表面糖特异性结合从而实现对细胞表面糖的监测。本发明首次制备了甲基丙烯酸甘油酯亲水性刷修饰的荧光纳米粒子并用于细胞表面糖的选择性检测，从而解决上述技术问题。

本发明提供的技术方案为：甲基丙烯酸甘油酯亲水性刷修饰的荧光纳米粒子的制备方法，包括通过可逆加成片段链转移聚合法合成甲基丙烯酸甘油酯亲水性刷，然后通过可逆加成片段链转移沉淀聚合法合成表面具有亲水性聚合刷的荧光纳米粒子并在其表面接枝上糖的识别原件——苯硼酸，制成细胞表面糖的荧光探针；

其具体包括以下步骤：

S1、甲基丙烯酸甘油单酯的制备：用10％的高氯酸水解甲基丙烯酸缩水甘油酯，得到亲水性单体甲基丙烯酸甘油单酯；

S2、聚甲基丙烯酸甘油酯的制备：将亲水性单体甲基丙烯酸甘油单酯、引发剂偶氮二异丁晴、小分子链转移剂二硫代苯甲酸异丙苯酯在甲醇中反应制成亲水性聚合物刷聚甲基丙烯酸甘油酯；

S3、荧光纳米粒子的制备：将聚甲基丙烯酸甘油酯、偶氮二异丁晴、二硫代苯甲酸异丙苯酯、荧光单体2-羟基乙基丙烯酸-9-蒽甲酸酯、功能单体甲基丙烯酸在乙腈和N,N-二甲基甲酰胺的混合溶剂中反应，得到表面具有亲水性聚合物刷的荧光纳米粒子；

S4、接枝苯硼酸的荧光纳米粒子的制备：将荧光纳米粒子、对氨基苯硼酸溶液、1-乙基-3-(3-二甲氨丙基)碳二亚胺盐酸盐在PBS缓冲液中反应使亲水性聚合物刷修饰的荧光纳米粒子表面接枝上苯硼酸。

进一步地，S1的具体过程为：

S1-1、将10％的高氯酸于20℃下滴加到甲基丙烯酸缩水甘油酯中搅拌反应2h，用氢氧化钾中和未反应的高氯酸，过滤沉淀，得澄清溶液；

S1-2、将澄清溶液用石油醚萃取五次，加氯化钠用乙酸乙酯萃取两次，旋蒸；