[发明专利]一种基于硅量子点的高选择性检测羟基自由基的荧光探针及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种基于硅量子点的高选择性检测羟基自由基的荧光探针及其制备方法和应用，属于生物检测技术领域。将乙酸锰和乙二胺四乙酸二钠盐分别溶于水中，得到乙酸锰溶液和乙二胺四乙酸二钠盐溶液；将乙酸锰溶液滴加到乙二胺四乙酸二钠盐溶液中，混合均匀后加入N‑[3‑(三甲氧基硅烷基)丙基]乙二胺或加入N‑[3‑(三甲氧基硅烷基)丙基]乙二胺和扩展荧光探针发射波长范围的掺杂剂，进行水热反应，得到所述荧光探针，其制备仅需一步水热法，简单易行。本发明的荧光探针在生理条件下可选择性的与羟基自由基结合，荧光强度明显减弱，生物体和环境中常见其它物质以及生物介质并不构成干扰，其可以动态监测细胞内羟基自由基浓度的变化。

技术领域

本发明属于生物检测技术领域，具体涉及一种基于硅量子点的高选择性检测羟基自由基(·OH)的荧光探针及其制备方法和细胞中羟基自由基检测的应用。

背景技术

羟基自由基(·OH)活性高，半衰期极短(～1ns)，极易氧化，被认为是最具攻击性的自由基。其浓度与许多生理和病理过程都密切相关，包括缺血再灌注损伤、癌变、神经退行性疾病等。目前为止，已经建立了许多检测·OH的方法，如高效液相色谱法、电化学法和化学发光法。在这些方法中，荧光法以其操作简单、成本低廉、能够实时提供分布和含量信息而备受关注，是生物样品中·OH的检测和成像的理想工具。荧光纳米材料硅量子点(SiQDs)因具有光稳定性高、生物相容性好、水溶性好、毒性低、表面可修饰等优点，有潜力成为理想的荧光检测探针。生物体内·OH的检测和成像易受其他活性氧物质和金属离子的干扰，因此，设计合成一种高选择性检测·OH的荧光探针，用于实时原位检测细胞内的·OH含量，对研究·OH的在生物体内的信号转导途径、生理病理调节具有非常重要的指导意义。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术存在的问题，提供一种基于硅量子点的高选择性检测羟基自由基(·OH)的荧光探针及其制备方法和应用，来实现对细胞内·OH含量的实时监测。

本发明以乙二胺四乙酸二钠盐为主要原料合成的硅量子点荧光探针表现出对·OH良好的选择性，检测时不受其他活性氧物质如过氧化氢(H₂O₂)、次氯酸根(ClO^-)、单线态氧(¹O₂)、过氧根(O₂^-)、过氧亚硝酸根(ONOO^-)和叔丁基过氧化氢(TBHP)的干扰。硅量子点表面的羧基及与氨基，对Mn²⁺具有络合能力，能够掩蔽其他金属离子的干扰，使得该荧光探针表现出对·OH极高的选择性。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种基于硅量子点的高选择性检测羟基自由基的荧光探针的制备方法，其合成过程见图1，具体包括以下步骤：将乙酸锰和乙二胺四乙酸二钠盐分别溶于水中，得到乙酸锰溶液和乙二胺四乙酸二钠盐溶液；将乙酸锰溶液滴加到乙二胺四乙酸二钠盐溶液中，混合均匀后加入硅源N-[3-(三甲氧基硅烷基)丙基]乙二胺或加入硅源N-[3-(三甲氧基硅烷基)丙基]乙二胺和扩展荧光探针发射波长范围的掺杂剂进行水热反应，得到含所述基于硅量子点的高选择性检测羟基自由基的荧光探针的反应液。所述的掺杂剂为苯胺或者苯酚类物质，如苯二胺、邻苯二酚或3-氨基酚等时，可将荧光探针的波长扩展到绿光区域。

所述的制备方法中，N-[3-(三甲氧基硅烷基)丙基]乙二胺、乙二胺四乙酸二钠盐与乙酸锰的摩尔比优选为7:7:1～14:7:1，更优选的为14:7:1。如果加入对苯二胺、邻苯二酚或3-氨基酚等苯胺或者苯酚类物质当作掺杂剂，则掺杂剂与N-[3-(三甲氧基硅烷基)丙基]乙二胺摩尔比优选为1:690～33:69。

所述的制备方法中，水热反应的条件优选为150-200℃反应6-12小时。

进一步地，所述的制备方法还包括以下步骤：将所得反应液透析纯化后，冻干得到荧光探针粉末。