[发明专利]靶向高尔基体的红光发射荧光碳点及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种靶向高尔基体的红光发射荧光碳点，是以尼罗蓝和苯磺酰胺溶于乙醇和水的混合溶剂中密闭下进行溶剂热反应，反应产物提纯后得到的碳点固体粉末。本发明红光发射荧光碳点在水溶液状态下能够发射645nm的荧光，属于红光发射，以其作为荧光探针，应用于细胞中环氧合酶‑2高度表达的高尔基体的靶向成像，避免了生物体自体发射短波长荧光的干扰，选择性高，具有准确的高尔基体靶向定位效果，适用于组织和活体成像。

技术领域

本发明属于生物成像技术领域，涉及一种红光碳点，特别是涉及一种能够精准靶向亚细胞器高尔基体的红光碳点，以及该红光碳点的制备方法和应用。

背景技术

高尔基体是合成蛋白质、脂质和碳水化合物等生物大分子，以用于胞外分泌或其他胞内细胞器再次加工的场所。细胞发生病变后过度分泌蛋白和蛋白酶，增加蛋白质分泌的需求，进而影响高尔基体的大小和容量，导致高尔基体肿大。因此，针对高尔基体进行靶向成像，监测其的形态变化，可以实现鉴定细胞是否发生病变的目的，并进而阐明其的生理和病理过程。

但是，大部分用于细胞成像的荧光探针通常都是均匀地分布在细胞内部，无法区分不同的细胞器。

目前常用荧光染料标记法对高尔基体进行靶向成像，如神经酰胺活细胞染料、染色偶联物和抗体等。然而，采用神经酰胺分子染色高尔基体后，需要尽快进行观察，否则其会到达细胞的其他部位；而染色偶联物易光漂白，难以对同一高尔基体进行长时间观察。

因此，亟需开发一种具有稳定荧光性能的高尔基体靶向荧光探针，以能够更有效地监测细胞的动态变化。

碳点因其发射波长可调，以及优越的荧光稳定性、低的细胞毒性和良好的生物相容性，在细胞成像方面有着广泛的应用，并在高尔基体荧光成像领域受到越来越多的关注。

然而，目前大多数的碳点探针由于缺乏靶向配体或被动的靶向性质，导致其在进入细胞后不具有高尔基体靶向性，阻碍了高尔基体的实时、精准观察。为了改善这一问题，CN 114032094A通过官能团继承策略，氮和硫杂原子掺杂策略以及配体-受体主动靶向作用策略，提出了一种新型的、以环氧合酶-2为靶点的高尔基体靶向型碳点探针制备方法，选择对苯二胺和苯磺酰胺为前驱体，通过一步溶剂热法制备得到具备高尔基体靶向能力的橙光发射碳点，其最佳激发波长563nm，最佳发射波长612nm，可以实现高尔基体200min的长时活细胞靶向成像。

尽管如此，由于橙光发射碳点在活体中成像时的发射波长较短，容易受到自体荧光的干扰。因此，探索开发靶向高尔基体型碳点，并促进其发射波长的红移，仍是目前研究人员正在关注的主要内容。

发明内容

本发明的目的是提供一种靶向高尔基体的红光发射荧光碳点，以及该荧光碳点的制备方法，以实现对高尔基体的精确定位。

为实现上述发明目的，本发明提供的靶向高尔基体的红光发射荧光碳点是以尼罗蓝和苯磺酰胺为原料，按照尼罗蓝与苯磺酰胺的摩尔比为1∶10～20溶于乙醇和水的混合溶剂中，密闭下进行溶剂热反应，反应产物提纯后得到的碳点固体粉末。

进一步地，本发明是在160～220℃下进行所述溶剂热反应，以制备得到所述红光发射荧光碳点的。

更具体地，所述溶剂热反应的时间优选为9～15h。

更进一步地，用于制备本发明所述红光发射荧光碳点的原料尼罗蓝与苯磺酰胺的摩尔比优选为1∶15。

本发明制备的红光发射荧光碳点外观为紫色固体粉末，粒径小于5nm，其在固态下无荧光，水溶液状态下能够发射645nm的荧光，具有激发独立特性，属于红光发射。

进而，本发明提供了所述靶向高尔基体的红光发射荧光碳点的一种制备方法，是将尼罗蓝和苯磺酰胺以摩尔比1～10∶20溶于乙醇和水的混合溶剂中得到反应溶液，超声分散均匀，于密闭反应釜中加热至160～220℃进行溶剂热反应9～15h，反应产物经提纯、干燥后得到紫色的碳点固体粉末。