[发明专利]以碳量子点为核的金属有机框架复合材料作为药物载体的制备与应用

说明书

以碳量子点为核的金属有机框架复合材料作为药物载体的制备与应用。本发明属于纳米生物材料技术领域，具体涉及以碳量子点为核的金属有机框架纳米材料的制备方法以及作为探针和基因药物载体的应用。首先，制备1～10nm的碳量子点；在碳量子点表面修饰以金属有机框架中有机连接桥的类似物；然后将修饰后的碳量子点悬浮于合成金属有机框的有机介质中；在有机介质中形成以碳量子点为晶核的金属有机框架多孔材料。本发明将上述合成的以碳量子点为核的金属有机框架纳米材料作为纳米探针和纳米基团药物载体应用于生物学和药学领域。

技术领域

本发明属于纳米生物材料技术领域，具体涉及以碳量子点为核的金属有机框架的纳米材料的制备方法以及作为探针和基因药物载体的应用。

背景技术

金属有机框架是一种金属离子与有机连接体桥接而形成的纳米多孔材料。因其具有清晰的结构、孔隙率高、比表面积极高、密度低以及生物相容性强等诸多优点，被认为是一类极富潜力的新型纳米药物载体，近年来被广泛应用于生物医学研究领域。但是通常认为金属有机框架在体内的毒性要高于纳米二氧化硅、碳酸钙和磷酸钙等纳米载体。因此金属有机框架从进入体内到完全从体内排出的全过程就需要进行系统的研究和监测。

目前大多数的研究都是把化学荧光素等物质负载在金属有机框架表面或者其孔道中。在药物的转运过程中，无法做到零释放，会对整个荧光监控过程产生干扰。在到达特定环境时，随着药物释放化学荧光会被释放从而消散或猝灭。碳量子点(CDs)是碳纳米材料家族的新秀，一般小于10nm。碳量子点具有良好的荧光特性，不仅表现在光稳定性强、抗光漂白、无光闪烁现象以及发射波长可调等，还具有低密度、良好的生物相容性等优点。

发明内容

本发明的第一个目的是设计以碳量子点为核的金属有机框架复合材料；本发明的第二个目的是提供上述复合材料的制备方法；本发明的第三个目的是提供上述复合材料的应用，主要应用方向为新型的纳米探针和药物载体。

为了实现上述的第一个目的，本发明进行了以下的设计：以碳量子点为晶核，在碳量子点上生长金属有机框架结构，形成以碳量子点为核的金属有机框架复合材料。

对上述设计做出进一步说明如下：

所述的以碳量子点为核的金属有机框架复合材料，其作为晶核的碳量子点，尺寸在1～10nm之间；

所述的以碳量子点为核的金属有机框架复合材料，在紫外光激发下，其荧光的颜色包括但不限于绿色，蓝色和红色等；

所述的以碳量子点为核的金属有机框架复合材料，其形成的金属有机框架，包括但不限于ZIF系列、MOF系列、MIL系列等。

为了实现上述的第二个目的，本发明采用了以下的技术方案：首先，制备1～10nm的碳量子点；在碳量子点表面修饰以金属有机框架中有机连接桥的类似物；然后将修饰后的碳量子点悬浮于合成金属有机框的有机介质中；在有机介质中形成以碳量子点为晶核的金属有机框架多孔材料。

对上述技术方案做出进一步说明如下：

所述的以碳量子点为核的金属有机框架复合材料，其碳量子点的合成方法包括但不限于水热合成法、微波法和模板法等；

所述的以碳量子点为核的金属有机框架复合材料，碳量子点表面进行金属有机框架中有机连接桥类似物的修饰；

所述的以碳量子点为核的金属有机框架复合材料，其碳量子点的合成介质或悬浮介质主要根据欲合成的金属有机框架确定，与欲合成的金属有机框架的合成介质一致；在该有机介质中形成以碳量子点为晶核的金属有机框架多孔材料；

所述的以碳量子点为核的金属有机框架复合材料，其金属有机框架的尺寸介于10～250nm之间。