一种具有类肽连接臂的量子点-多肽复合物的合成方法
【专利摘要】本发明提供了一种量子点-多肽复合物的合成方法。通过多肽末端氨基引发N-取代-N-内羧酸酐开环聚合，形成指定聚合度的类肽连接臂，以类肽侧链的碱性取代基团与量子点外壳层的金属离子螯合，合成量子点-多肽复合物。
【专利说明】一种具有类肽连接臂的量子点-多肽复合物的合成方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种以N-取代-N-内羧酸酐为类肽链段单体，以具有末端氨基的多肽 为引发剂，引发N-取代-N-内羧酸酐的开环聚合，实现类肽链段与多肽的共价偶联，并以类 肽单元中的侧链碱性基团与量子点壳层螯合连接，形成量子点-多肽复合物。本发明属于 化学合成领域。
【背景技术】
[0002] 由于具有独特的电子和发光特性，量子点被广泛应用于生物标记成像、活细胞生 命动态过程示踪、活体动物体内肿瘤细胞祀向示踪等生物医学领域。量子点在生命科学中 得以广泛应用的前提是，其经过表面化学修饰后可与一个或多个生物靶向分子连接，进而 形成集合自身特性和生物活性的生物复合物。其中最为广泛的方法为，引入金属盐外壳层， 通过连接着多肽（peptide)的聚合物与外壳层之间形成配位缔合作用，实现量子点对多肽 的对应标记。
[0003] 上述聚合物作为连接臂，在量子点与多肽之间起到桥梁作用。而作用的机制在于 聚合物链段单元中，一般具有路易斯碱性基团，路易斯碱中心的孤对电子可进入外壳层中 的金属原子的空d轨道，进而形成配位螯合。这种配位作用其强度接近于离子键，作用稳定 持续，拓展并增强这种配位作用，即设计出不同的聚合物连接臂，成为近年拓展量子点种类 及适用范围的有效研究手段。
[0004] 目前研究最为广泛的是通过某些聚氨基酸侧链上的碱性基团与量子点壳层形成 配位螯合作用。上述的聚氨基酸即肽链可以是由常见氨基酸得到，如聚组氨酸链段其侧链 为咪唑基团，3位氮原子为强路易斯碱，可与量子点外壳层金属原子形成配位作用；上述的 肽链也可以由常见聚氨基酸通过侧链改性而制得。现行方法中，量子点与标记蛋白间的构 筑连接臂，即功能性肽段连接方式须采用醛和胺的成腙反应，过程复杂，成腙与成脎反应竞 争激烈，产品成脎路径中，易分解为原底物导致连接臂断裂。
[0005] N-取代-N-内羧酸酐（N-Substituted N-Carboxylanhydrides，R-NCAs，R 为 N 原 子取代基团）开环均聚后形成类肽（peptoid)，N原子上的取代基R，作为类肽链段的侧链 基团，其最大的特点在于所述侧链基团R可以通过分子设计实现不同的化学性质。天然蛋 白质中基本不含有类肽链段，不会干扰蛋白质和量子点的功能，结合方式为定点连接，是发 展量子点生物标记潜在的有效途径。
[0006] 另一方面，由于N-取代-N-内羧酸酐在开环过程中存在脱羧驱动力，故反应条件 温和、宽泛。热力学方面，N-取代-N-内羧酸酐开环聚合产物稳定，选择性高，体系中基本 无副产物，并可以通过调节单体与引发剂比例精确控制类肽聚合度。在制备五元环单体过 程中，原料易得，路径适用范围广，见下式1，胺类试剂均可作为原料提供潜在的侧链基团。
[0007]
【权利要求】
1. 一种具有类肽连接臂的量子点-多肽复合物的合成方法，其特征在于，以N-取 代-N-内羧酸酐为类肽链段重复单元来源，以多肽末端氨基为引发位点，引发N-取 代-N-内羧酸酐的开环聚合，实现类肽链段与多肽的共价偶联；并且所述类肽链段，作为连 接臂，连接多肽与量子点，所述类肽链具有侧链基团，所述侧链基团与量子点壳层通过螯合 作用连接。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述类肽连接臂的聚合度，为N-取 代-N-内羧酸酐与多肽的摩尔量比值。
3. 根据权利要求2所述的N-取代-N-内羧酸酐与多肽的摩尔比值，其特征在于，所述 摩尔比值为2?20的整数。
4. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述类肽链段的侧链基团来自于N-取 代-N-内羧酸酐中N原子的取代基；其特征进一步体现为，所述侧链基团为咪唑基团、噻唑 基团、三唑基团、咪唑啉基团中的一种。
5. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多肽末端具有伯胺基团。
6. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，多肽末端伯胺基团在有机溶剂中引发 N-取代-N-内羧酸酐开环聚合。
7. 根据权利要求1所述的的方法，其特征在于，所述量子点为具有金属盐壳层的量子 点。
8. 根据权利要求1所述的的方法，其特征在于，所述类肽连接臂通过侧链基团与量子 点金属盐壳层中的金属原子形成螯合，实现稳定连接。
【文档编号】C09K11/88GK104231036SQ201410407998
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年8月15日 优先权日:2014年8月15日
【发明者】贾明宏 申请人:贾明宏