[发明专利]溶酶体靶向的极性和粘度双响应荧光碳点、制备方法及应用

说明书

本发明提供了一种溶酶体靶向的极性和粘度双响应荧光碳点、制备方法及应用，将5‑氨基‑2‑（羟甲基）苯基硼酸环单酯与酒石酸以摩尔比为1：1的比例溶解在超纯水中，溶液转移到聚四氟乙烯的内衬里，于真空干燥箱中180℃反应12 h，冷却后离心以除去较大的颗粒，超滤以除去较小的原料，冷冻干燥得到碳点。本发明碳点能够内在地靶向溶酶体，不需要任何靶标配体，且对pH不敏感，对极性和粘度双响应；本发明可以通过极性和粘度双响应，区分正常细胞与癌细胞。

技术领域

本发明涉及荧光碳点和生物传感技术领域，具体涉及一种溶酶体靶向的极性和粘度双响应荧光碳点、制备方法及应用。

背景技术

溶酶体作为细胞中酸性最高和粘度最大的消化器官，具有消化、信号传导、质膜修复、细胞内运输、体内平衡和自噬等多种功能，它的异常也可能导致多种疾病。因此，开发用于追踪和可视化溶酶体的方法具有重要意义。

癌症作为一种死亡率较高的疾病，大多数关于癌症的研究集中于癌症的早期诊断。其中，在癌症诊断和治疗的主要困难是癌细胞与正常细胞快速，敏感地分化。到目前为止，已经开发出多种临床检测方法，例如计算机断层扫描、X射线、磁共振成像、超声、原子力显微镜、调制拉曼光谱和生物标记物等。但是这些都存在低信噪比、辐射过量、受限的指定分子设计、繁琐的合成步骤、复杂的纯化步骤、高成本和过表达等的缺点。因此，迫切需要开发用于区分癌细胞与正常细胞的新工具。

近年来，利用碳点的荧光成像技术，由于其优异的的选择性、敏感性和时空分辨率，已成为研究生物分子，活细胞过程和癌症诊断的有力工具。虽然一些报道的碳点能用来区分癌细胞与正常细胞，但是还没有同时具备溶酶体靶点和癌症诊断的荧光碳点。

发明内容

本发明提出了一种溶酶体靶向的极性和粘度双响应荧光碳点、制备方法及应用，利用溶酶体内极性低、粘度高的特点区分正常细胞与癌细胞，从而实现癌症诊断。

实现本发明的技术方案是：

一种溶酶体靶向的极性和粘度双响应荧光碳点的制备方法，将5-氨基-2-（羟甲基）苯基硼酸环单酯与酒石酸以摩尔比为1：1的比例溶解在超纯水中，溶液转移到聚四氟乙烯的内衬里，于真空干燥箱中180 ℃反应12h，冷却后离心以除去较大的颗粒，超滤以除去较小的原料，冷冻干燥得到碳点。

基于癌症诊断的荧光碳点合成路线如下：

所述荧光碳点通过在溶酶体中的极性和粘度双响应，区分正常细胞与癌细胞。随着极性的降低（极性值从0.3200到0.0205）或者粘度的增加（粘度值从0.8930到856.0），530nm处的荧光迅速增加，且呈现良好的线性。

上述应用具体包括：

分别测试碳点在不同极性溶液或不同粘度溶液里的荧光光谱的变化，荧光的激发波长为445 nm，发射波长为530 nm，随着极性的降低或者粘度的增加，530nm处的荧光迅速增加，且具有良好的响应。同时测试碳点在不同癌细胞和正常细胞中的亮度差异，达到区分癌细胞和正常细胞的目的。在生物医学研究和相关疾病的诊断中有很好的前景。

本发明的有益效果是：（1）碳点合成十分简单，便于操作；（2）本发明碳点能够内在地靶向溶酶体，不需要任何靶标配体，且对pH不敏感，对极性和粘度双响应；（3）本发明可以通过极性和粘度双响应，区分正常细胞与癌细胞。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为实施例1碳点的TEM图谱。

图2是实施例1碳点的XRD图谱。