专利名称：一种聚合型中空囊泡与聚合型中空囊泡/纳米金属空心球的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种聚合型中空囊泡，聚合型中空囊泡/纳米金属空心球，及其制备方法，以及该聚合型中空囊泡/纳米金属空心球在DNA固定和杂交上的应用。
背景技术：
纳米金颗粒，由于其具有较高的比表面积而受到人们的广泛关注，并已被应用于吸附领域。同时，基于纳米金颗粒的组装体，如空心纳米金球，具有比表面积高、质轻、成本低等众多不同于本体金属的特点，现也被广泛应用于吸附和催化领域。
传统的空心纳米金球的制备方法多以树脂微球为模板，再对模板进行表面化学修饰，修饰上具有吸附金溶胶能力的功能性基团，然后再吸附纳米金粒子，并以吸附在模板上的纳米金粒子为种子进行不断地扩增，得到具有不同表面覆盖率的纳米金球，最后再用化学腐蚀等方法溶蚀掉中心树脂模板，从而形成空心纳米金球。用该方法制备空心纳米金球的典型实例参见文献(Alfons van Blaaderen等，Langmuir，2002年，第18卷，524页)。但在以树脂为模板制备空心纳米金球的过程中，为达到中空结构，最终要将模板溶蚀掉，因此该制备方法是以牺牲模板为前提，不仅成本高，而且制备路线复杂。
2002年，H.T.Schmidt等报导了一种崭新的制备空心纳米材料的方法，该方法以囊泡为模板，制得了空心纳米磷酸钙球(H.T.Schmidt等，Advanced Material，2002年，第14卷，532页)。由于所使用的囊泡为非聚合型，仅依靠分子间的范德华力形成模板，难以经受pH值、温度变化等外界因素的扰动，稳定性差，因而难于推广。
发明内容
本发明的目的是提供一种稳定性较高的聚合型中空囊泡及其制备方法。
本发明所提供的聚合型中空囊泡，包括内水相和囊膜，所述囊膜为结构如式I的羧基联乙炔与结构如式II的氨基联乙炔聚合形成的聚联乙炔双分子层；CH3-(CH2)n-C≡C-C≡C-(CH2)l-COOH(式I)CH3-(CH2)z-C≡C-C≡C-(CH2)y-CONH-(CH2)x-NH2(式II)其中，l为0-10的整数，n为7-30的整数；x为2-6的整数，y为0-10的整数，z为7-30的整数。
该聚合型中空囊泡的制备方法，将式I结构的羧基联乙炔与式II结构的氨基联乙炔在水相中分散形成微囊泡，然后，进行光引发聚合，得到所述聚合型中空囊泡；所述氨基联乙炔与所述羧基联乙炔的摩尔比为99∶1-1∶3。
其中，光引发聚合的光优选为240-265nm的紫外光，聚合反应时间为1.5-2小时。
本发明的另一个目的是提供一种聚合型中空囊泡/纳米金属空心球及其制备方法。
本发明所提供的聚合型中空囊泡/纳米金属空心球，是在本发明的聚合型中空囊泡表面镶嵌有若干金属纳米颗粒。
常用的金属为金、铂等。
该聚合型中空囊泡/纳米金属空心球的制备方法，是将本发明聚合型中空囊泡溶液与纳米金属溶胶混合、静置，使纳米金属颗粒镶嵌吸附于所述聚合型中空囊泡表面，然后，经过清洗得到所述聚合型中空囊泡/纳米金属空心球。
其中，纳米金属溶胶的浓度为1×1016-1×1017个/L，金属颗粒直径为1-10nm；所述聚合型中空囊泡溶液浓度为1-10mmol/L；本发明中所述囊泡溶液浓度是指囊泡溶液中联乙炔分子的总浓度，如1mmol/L的囊泡溶液是指该溶液中含有1mmol/L的联乙炔分子。
本发明的第三个目的是本发明的聚合型中空囊泡/纳米金属空心球的用途。
由于在本发明的聚合型中空囊泡/纳米金属空心球表面有若干纳米金属颗粒，将该聚合型中空囊泡/纳米金属空心球吸附在电极上，然后利用金颗粒与DNA探针上的-SH的吸附作用将DNA探针固定在电极表面，再与含有DNA靶标的溶液充分作用，根据DNA杂交的碱基配对原理，即可以用来进行DNA的固定和杂交。
本发明具有以下优点1)成本低，采用聚合型中空囊泡制备金属纳米空心球，避免了传统制备方法中对模板的溶蚀，从而降低了成本；2)制备方法简单，用本发明的方法制备空心纳米金球仅需离心等简单操作；3)稳定性高，本发明所用的聚合型中空囊泡是基于共价键形成的聚合型阴阳离子镶嵌囊泡，稳定性远高于以往由范德华力形成的模板；4)可控性强，通过控制阴、阳离子联乙炔的比例，可对囊泡的形貌进行调控；5)与DNA杂交的灵敏度高，将本发明的金属纳米空心球修饰在石英晶体微天平(QCM)的电极表面，可用于DNA的固定和杂交，且比由单一组份联乙炔形成的金属纳米空心球具有更好的与单链DNA杂交的能力，可将杂交灵敏度提高到1×10-12mol/L；6)应用范围广，本发明的金属纳米空心球可广泛应用于吸附、催化及药品包覆等领域。基于上述优点，本发明将具有广阔的应用前景。
图1为以聚合型中空囊泡制备空心纳米球的示意图；图2为以[10，12-二十五烷基二炔酸2’-氨基乙基酰胺]∶[10，12-二十三烷基二炔酸]＝19∶1聚合型中空囊泡制备的纳米金空心球的TEM照片；图3为以[2，4-二十三烷基二炔酸2’-氨基己基酰胺]∶[10，12-二十五烷基二炔酸]＝9∶1聚合型中空囊泡制备的纳米金空心球的TEM照片；图4为以[10，12-二十三烷基二炔酸2’-氨基乙基酰胺]∶[10，12-二十三烷基二炔酸]＝3∶1聚合型中空囊泡制备的纳米金空心球的TEM照片；图5为用本发明的纳米金空心球进行DNA固定和杂交的示意图。
具体实施例方式
以聚合型中空囊泡为模板制备聚合型中空囊泡/纳米金空心球的示意图如图1所示，具体过程如下1)将两种联乙炔分子混合、旋转蒸发，超声分散，形成微囊泡；将微囊泡紫外光引发聚合，得到聚合型中空囊泡；2)将金溶胶与聚合型中空囊泡混合，纳米金颗粒镶嵌吸附于聚合型中空囊泡的表面，得到聚合型中空囊泡/纳米金空心球。
所制备的聚合型中空囊泡，包括内水相和囊膜，该囊膜是由两种联乙炔分子羧基联乙炔分子和氨基联乙炔分子聚合形成的聚联乙炔双分子层，-NH2基团分布于囊泡的内、外两层表面上，通过调节两种联乙炔的比例，可得到不同形貌的、表面粗糙度不同的囊泡；囊泡外表面的-NH2基团与纳米金溶胶有直接作用，形成镶嵌囊泡/纳米金空心球。
所用的两种联乙炔分子结构分别如式I和式II所示，CH3-(CH2)n-C≡C-C≡C-(CH2)l-COOH(式I)CH3-(CH2)2-C≡C-C≡C-(CH2)y-CONH-(CH2)x-NH2(式II)其中，l为0-10的整数，n为7-30的整数；
x为2-6的整数，y为0-10的整数，z为7-30的整数。
其中，氨基联乙炔(式II)可按照文献(Richard E.Bruehl等，Biochemistry，2001年，第40卷，5964页)进行合成，羧基联乙炔(式I)可商购得到。
在将两种联乙炔分子混合、分散于水相时，简单搅拌分散等方法易于形成片状物，而不利于形成囊泡，一般可采用超声辅助分散，形成分布均匀的微囊泡，此时的微囊泡还没有进行聚合，稳定性差。将该微囊泡溶液在光照下聚合，优选在240-265nm的紫外光下聚合1.5-2小时，即可得到稳定固化的聚合型中空囊泡；其中，所用的氨基联乙炔(式II)羧基联乙炔(式I)的摩尔比为99∶1-1∶3。
将聚合型中空囊泡与纳米金溶胶混合，囊泡外表面的-NH2基团与纳米金溶胶产生相互作用，将纳米金颗粒镶嵌吸附于囊泡表面，清洗去未镶嵌吸附的纳米金溶胶，即可得到聚合型中空囊泡/纳米金空心球；清洗的方法可采用常用的多次离心、超声分散等方式。
如图5所示，本发明的聚合型中空囊泡/纳米金空心球可被修饰在石英晶体微天平(QCM)电极表面，利用纳米金颗粒对DNA的良好吸附作用，可用于DNA的固定和杂交。
本发明方法还可以用于铂等空心球的制备，所制备得到的铂空心球同样有良好的对DNA吸附作用。
下述实施例中所用方法如无特别说明均为常规方法。
实施例1、聚合型中空囊泡/纳米金空心球的制备1、聚合型中空囊泡的制备1)氨基联乙炔分子的合成参照文献(Richard E.Bruehl等，Biochemistry，2001年，第40卷，5964页)中的方法合成氨基联乙炔分子，具体方法包括以下步骤a.将10mL 2.4mmol/L C6H11N＝C＝NC6H11的二氯甲烷溶液加入到10mL 2.45mmol/L10，12-二十五烷基二炔酸[CH3-(CH2)n-C≡C-C≡C-(CH2)1-COOH，其中l＝8，n＝11]的二氯甲烷溶液中，混匀，将混合溶液置于暗室中，在室温下搅拌(300转/分钟)反应1小时；b.将混合溶液在20分钟内滴加到10mL 4mmol/L乙二胺的二氯甲烷溶液中，继续搅拌(300转/分钟)反应1小时；c.将反应液用20mL石油醚稀释并过滤，滤液用旋转蒸发仪蒸至干燥；
d.将干燥后的产物用硅胶柱(Kieselgel 60，溶剂是体积比为5∶1的氯仿-甲醇)纯化，得到氨基联乙炔分子10，12-二十五烷基二炔酸2’-氨基乙基酰胺[CH3-(CH2)n-C≡C-C≡C-(CH2)l-CONH-(CH2)m-NH2，其中m＝2，l＝8，n＝11]。产物为白色的粉末，具有较强的光聚合特性，避光保存。
2)聚合型中空囊泡的获得a.取10mL，1mmol/L联乙炔分子(10，12-二十五烷基二炔酸2’-氨基乙基酰胺与10，12-二十三烷基二炔酸的摩尔比为19∶1)的氯仿溶液置于50mL圆底烧瓶中，用旋转蒸发仪蒸至干燥；b.向烧瓶中加入10mL去离子水，然后在80℃下超声30分钟；c.将超声后的溶液用孔径为0.8微米的尼龙滤膜过滤，得到未聚合的微囊泡；d.将未聚合的微囊泡溶液用波长为256nm的紫外灯光照2小时，得到聚合型中空囊泡。
2、聚合型中空囊泡/纳米金空心球的获得1)取0.5mL，1mmol/L步骤1制备的聚合型中空囊泡溶液，将其与10mL浓度为1×1016个/L，直径为3nm的金溶胶混合，摇匀后静置4小时；2)将混合溶液10000rpm离心10分钟，移除上层溶液，再向底液中加去离子水1mL，超声分散1分钟；3)重复上述步骤2)4次，得到聚合型中空囊泡/纳米金空心球。
用透射电子显微镜(TEM)观察所制备的聚合型中空囊泡/纳米金空心球，如图2所示，从该图片可见，该摩尔比下(19∶1)形成的囊泡/纳米金空心球表面光滑。
在本发明中，聚合型中空囊泡浓度是指溶液中联乙炔分子的总浓度，如1mmol/L的囊泡溶液是指该溶液中含有1mmol/L的联乙炔分子。该浓度的确定方法如下羧基联乙炔的分子量为374.6克/摩尔，氨基联乙炔为417克/摩尔。分别称取一定重量的联乙炔分子，各配成1mmol/L的溶液。如要配10mL，1mmol/L的囊泡溶液(氨基联乙炔与羧基联乙炔的摩尔比为9∶1)，则取9mL，1mmol/L的氨基联乙炔的氯仿溶液，再取1mL，1mmol/L的羧基联乙炔的氯仿溶液。混合后，溶液总体积为10毫升，总的联乙炔分子为9mL×1mmol/L+1mL×1mmol/L×1＝10×10-3mmol。再除以10毫升，氯仿溶液中总的联乙炔分子浓度为1mmol/L。将该溶液旋转蒸发干后，再加入10毫升的水，这样总的溶质不变，溶剂由氯仿换为同体积的水，所以联乙炔分子的总浓度不变，还是1mmol/L。
实施例2、聚合型中空囊泡/纳米金空心球的制备1、聚合型中空囊泡的制备1)氨基联乙炔分子的合成用与实施例1相同的方法合成氨基联乙炔分子，具体方法包括以下步骤a.将10mL 2.4mmol/L的C6H11N＝C＝NC6H11的二氯甲烷溶液加入到10mL 2.45mmol/L的2，4-二十三烷基二炔酸[CH3-(CH2)n-C≡C-C≡C-(CH2)l-COOH，其中l＝0，n＝17]的二氯甲烷溶液中，混匀，将混合溶液置于暗室中，在室温下搅拌(300转/分钟)反应1小时；b.将混合溶液在20分钟内滴加到10mL 4mmol/L己二胺的二氯甲烷溶液中，继续搅拌(300转/分钟)反应1小时；c.将反应液用20mL石油醚稀释并过滤，滤液用旋转蒸发仪蒸至干燥；d.将干燥后的产物用硅胶柱(Kieselgel 60，溶剂是体积比为5∶1的氯仿-甲醇)纯化，得到氨基联乙炔分子2，4-二十三烷基二炔酸2’-氨基己基酰胺[CH3-(CH2)n-C≡C-C≡C-(CH2)l-CONH-(CH2)m-NH2其中m＝6，l＝0，n＝17]。产物为白色的粉末，具有较强的光聚合特性，避光保存。
2)聚合型中空囊泡的获得a.取10mL，1mmol/L联乙炔分子(2，4-二十三烷基二炔酸2’-氨基己基酰胺与10，12-二十五烷基二炔酸的摩尔比为9∶1)的氯仿溶液置于50mL圆底烧瓶中，用旋转蒸发仪蒸至干燥；b.向烧瓶中加入10mL去离子水，然后在75℃下超声30分钟；c.将超声后的溶液用孔径为0.8微米的尼龙滤膜过滤，得到未聚合的微囊泡；d.将未聚合的微囊泡溶液用波长为256nm的紫外灯光照4小时，得到聚合型中空囊泡。
2、聚合型中空囊泡/纳米金空心球的获得1)取1mL，1mmol/L步骤1制备的聚合型中空囊泡，将其与30mL浓度为1×1017个/L，直径为10nm的金溶胶混合，摇匀后静置10小时；2)将混合溶液10000rpm离心30分钟，移除上层溶液，再向底液中加去离子水1mL，超声分散1分钟；3)重复上述步骤2)4次，得到聚合型中空囊泡/纳米金空心球。
用透射电子显微镜观察所制备的聚合型中空囊泡/纳米金空心球，如图3所示，从该图片可见，该摩尔比下(9∶1)形成的囊泡/纳米金空心球表面具有少量的突起。表面平整度明显低于实施例1中的样品。
实施例3、聚合型中空囊泡/纳米金空心球的制备1、聚合型中空囊泡的制备1)氨基联乙炔分子的合成用与实施例1相同的方法合成氨基联乙炔分子，具体方法包括以下步骤a.将10mL 2.4mmol/L的C6H11N＝C＝NC6H11的二氯甲烷溶液加入到10mL 2.45mmol/L的10，12-二十三烷基二炔酸[CH3-(CH2)n-C≡C-C≡C-(CH2)l-COOH其中l＝8，n＝9]的二氯甲烷溶液中，混匀，将混合溶液置于暗室中，在室温下搅拌(300转/分钟)反应1小时；b.将混合溶液在20分钟内滴加到10mL 4mmol/L乙二胺的二氯甲烷溶液中，继续搅拌(300转/分钟)反应1小时；c.将反应液用20mL石油醚稀释并过滤，滤液用旋转蒸发仪蒸至干燥；d.将干燥后的产物用硅胶柱(Kieselgel 60，溶剂是体积比为5∶1的氯仿-甲醇)纯化，得到氨基联乙炔分子10，12-二十三烷基二炔酸2’-氨基乙基酰胺[CH3-(CH2)n-C≡C-C≡C-(CH2)l-CONH-(CH2)m-NH2其中m＝2，l＝8，n＝9]。产物为白色的粉末，具有较强的光聚合特性，避光保存。
2)聚合型中空囊泡的获得a.取10mL 1mmol/L联乙炔分子(10，12-二十三烷基二炔酸2’-氨基乙基酰胺与10，12-二十三烷基二炔酸的摩尔比为3∶1)的氯仿溶液置于50mL圆底烧瓶中，用旋转蒸发仪蒸至干燥；b.向烧瓶中加入10mL去离子水，然后在80℃下超声30分钟；c.将超声后的溶液用孔径为0.8微米的尼龙滤膜过滤，得到未聚合的微囊泡；d.将未聚合的微囊泡溶液用波长为256nm的紫外灯光照4小时，得到聚合型中空囊泡。
2、聚合型中空囊泡/纳米金空心球的获得1)取5mL，1mmol/L步骤1制备的聚合型中空囊泡，将其与20mL浓度为1×1017个/L，直径为5nm的金溶胶混合，摇匀后静置1小时；2)将混合溶液12000rpm离心20分钟，移除上层溶液，再向底液中加去离子水2mL，超声分散1分钟；3)重复上述步骤2)2次，得到聚合型中空囊泡/纳米金空心球。
用透射电子显微镜观察所制备的聚合型中空囊泡/纳米金空心球，如图4所示，其表面形貌为超支化形状，从该图片可见，该摩尔比下(3∶1)形成的囊泡/纳米金空心球表面具有大量的突起，表面平整度明显低于实施例1和2中的样品，它的表面已经具有支化的结构。
实施例4、用实施例1制备的聚合型中空囊泡/纳米金空心球进行DNA的固定和杂交1、DNA的固定1)将QCM电极浸入到1，6-己二醇的乙醇溶液(0.5％，V/V)中30分钟，取出后用乙醇冲洗QCM电极三次，再用去离子水冲洗QCM电极三次；2)取实施例1制备的聚合型中空囊泡/纳米金空心球的去离子水溶液10μl，将其滴加到QCM电极表面，2小时后，用去离子水冲洗QCM电极三次，干燥后，测得聚合型中空囊泡/纳米金空心球在QCM电极表面的固定量为25±5ng；3)取10μl 2×10-6mol/L含有14个碱基的DNA探针溶液(DNA序列为5’-GGCCTCAGGTTCAT(CH2)6SH-3’，0.1mol/L NaCl，10mmol/L磷酸盐缓冲液，pH＝6.8)，将其滴加到步骤2)获得的固定有聚合型中空囊泡/纳米金空心球的QCM电极表面，2小时后，用去离子水冲洗QCM电极三次。干燥后，测得DNA探针的固定量为70±5g，表明本发明的聚合型中空囊泡/纳米金空心球可以对溶液中的DNA探针进行固定。
2、DNA的杂交1)取10μl 1×10-9mol/L含有与DNA探针互补碱基的DNA靶标(DNA序列为5’-ATGAACCTGAGGCC-3’，0.1mol/L NaCl，10mmol/L磷酸盐缓冲液，pH＝6.8)，将其与步骤1固定在聚合型中空囊泡/纳米金空心球表面的DNA探针进行杂交，杂交温度为35℃，时间为2小时；2)用去离子水冲洗QCM电极表面三次。干燥后，测得可杂交的DNA靶标为8±2ng，表明本发明的聚合型中空囊泡/纳米金空心球可用于溶液中DNA的杂交操作，其检测浓度可达到1×10-9mol/L。
实施例5、用实施例2制备的聚合型中空囊泡/纳米金空心球进行DNA的固定和杂交1、DNA的固定1)将QCM电极浸入到1，6-己二醇的乙醇溶液(0.5％，V/V)中30分钟，取出后用乙醇冲洗QCM电极三次，再用去离子水冲洗QCM电极三次；2)取实施例2制备的聚合型中空囊泡/纳米金空心球的去离子水溶液10μl，将其滴加到QCM电极表面，2小时后，用去离子水冲洗QCM电极三次，干燥后，测得空心纳米金球在QCM电极表面的固定量为25±5ng；3)取10μl 2×10-6mol/L含有14个碱基的DNA探针溶液(DNA序列为5’-GGCCTCAGGTTCAT(CH2)6SH-3’，0.1mol/L NaCl，10mmol/L磷酸盐缓冲液，pH＝6.8)，将其滴加到步骤2)获得的固定有聚合型中空囊泡/纳米金空心球的QCM电极表面，2小时后，用去离子水冲洗QCM电极三次。干燥后，测得DNA探针的固定量为70±5g，表明本发明的聚合型中空囊泡/纳米金空心球可以对溶液中的DNA探针进行固定。
2、DNA的杂交1)取10μl 1×10-10mol/L含有与DNA探针互补碱基的DNA靶标(DNA序列为5’-ATGAACCTGAGGCC-3’，0.1mol/L NaCl，10mmol/L磷酸盐缓冲液，pH＝6.8)，将其与步骤1固定在聚合型中空囊泡/纳米金空心球表面的DNA探针进行杂交，杂交温度为35℃，时间为2小时；2)用去离子水冲洗QCM电极表面三次。干燥后，测得可杂交的DNA靶标为8±1ng，表明本发明的聚合型中空囊泡/纳米金空心球可用于溶液中DNA的杂交操作，其检测浓度可达到1×10-10mol/L。
实施例6、用实施例3制备的聚合型中空囊泡/纳米金空心球进行DNA的固定和杂交1、DNA的固定1)将QCM电极浸入到1，6-己二醇的乙醇溶液(0.5％，V/V)中30分钟，取出后用乙醇冲洗QCM电极三次，再用去离子水冲洗QCM电极三次；2)取实施例2制备的聚合型中空囊泡/纳米金空心球的去离子水溶液10μl，将其滴加到QCM电极表面，2小时后，用去离子水冲洗QCM电极三次，干燥后，测得空心纳米金球在QCM电极表面的固定量为23±4ng；3)取10μl 2×10-6mol/L含有14个碱基的DNA探针溶液(DNA序列为5’-GGCCTCAGGTTCAT(CH2)6SH-3’，0.1mol/L NaCl，10mmol/L磷酸盐缓冲液，pH＝6.8)，将其滴加到步骤2)获得的固定有聚合型中空囊泡/纳米金空心球的QCM电极表面，2小时后，用去离子水冲洗QCM电极三次。干燥后，测得DNA探针的固定量为69±5g，表明本发明的聚合型中空囊泡/纳米金空心球可以对溶液中的DNA探针进行固定。
2、DNA的杂交1)取10μl 1×10-10mol/L含有与DNA探针互补碱基的DNA靶标(DNA序列为5’-ATGAACCTGAGGCC-3’，0.1mol/L NaCl，10mmol/L磷酸盐缓冲液，pH＝6.8)，将其与步骤1固定在聚合型中空囊泡/纳米金空心球表面的DNA探针进行杂交，杂交温度为35℃，时间为2小时；2)用去离子水冲洗QCM电极表面三次。干燥后，测得可杂交的DNA靶标为7±1ng，表明本发明的聚合型中空囊泡/纳米金空心球可用于溶液中DNA的杂交操作，其检测浓度可达到1×10-12mol/L。
实施例7、单纯用胺基联乙炔制备空心纳米金球及用其进行DNA的固定和杂交的对比试验一、制备空心纳米金球现单纯用氨基联乙炔制备空心纳米金球，包括以下步骤1、聚合型氨基联乙炔囊泡的制备1)胺基联乙炔类脂单体的合成参照文献(Richard E.Bruehl等，Biochemistry，2001年，第40卷，5964页)中的方法合成胺基联乙炔类脂单体，具体方法包括以下步骤a.将10mL 2.4mmol/L C6H11N＝C＝NC6H11的二氯甲烷溶液加入到10mL 2.45mmol/L 2，4-二十三烷基二炔酸[CH3-(CH2)n-C≡C-C≡C-(CH2)1-COOH其中l＝0，n＝17]的二氯甲烷溶液中，混匀，将混合溶液置于暗室中，在室温下搅拌(300转/分钟)反应1小时；b.将混合溶液在20分钟内滴加到10mL 4mmol/L 乙二胺的二氯甲烷溶液中，继续搅拌(300转/分钟)反应1小时；c.将反应液用20mL石油醚稀释并过滤，滤液用旋转蒸发仪蒸至干燥；d.将干燥后的产物用硅胶柱(Kieselgel 60，溶剂是体积比为5∶1的氯仿-甲醇)纯化，得到类脂单体2，4-二十三烷基二炔酸2’-氨基己基酰胺[CH3-(CH2)n-C≡C-C≡C-(CH2)1-CONH-(CH2)m-NH2其中m＝6，l＝0，n＝17]。产物为白色的粉末，具有较强的光聚合特性，避光保存。
2)聚合型胺基联乙炔囊泡的获得a.取10mL 1mmol/L类脂单体2，4-二十三烷基二炔酸2’-氨基己基酰胺的氯仿溶液置于50mL圆底烧瓶中，用旋转蒸发仪蒸至干燥；b.向烧瓶中加入10mL去离子水，然后在75℃下超声30分钟；c.将超声后的溶液用孔径为0.8微米的尼龙滤膜过滤，得到未聚合的镶嵌囊泡；d.将未聚合的镶嵌囊泡溶液用波长为256nm的紫外灯光照4小时，得到聚合型氨基联乙炔囊泡。
2、空心纳米金球的获得1)取1mL，3mmol/L步骤1制备的聚合型氨基联乙炔囊泡，将其与30mL浓度为1×1017个/L，直径为10nm的金溶胶混合，摇匀后静置10小时；2)将混合溶液10000rpm离心30分钟，移除上层溶液，再向底液中加去离子水1mL，超声分散1分钟；3)重复上述步骤2)4次，得到空心纳米金球。
二、DNA的固定和杂交1、DNA的固定1)将QCM电极浸入到1，6-己二醇的乙醇溶液(0.5％，V/V)中30分钟，取出后用乙醇冲洗QCM电极三次，再用去离子水冲洗QCM电极三次；2)取步骤一制备的空心纳米金球的去离子水溶液10μl，将其滴加到QCM电极表面，2小时后，用去离子水冲洗QCM电极三次，干燥后，测得该空心纳米金球在QCM电极表面的固定量为25±4ng；3)取10μl 2×10-6mol/L含有14个碱基的DNA探针溶液(DNA序列为5’-GGCCTCAGGTTCAT(CH2)6SH-3’，0.1mol/L NaCl，10mmol/L磷酸盐缓冲液，pH＝6.8)，将其滴加到步骤2)获得的固定有空心纳米金球的QCM电极表面，2小时后，用去离子水冲洗QCM电极三次。干燥后，测得DNA探针的固定量为70±5g。
2、DNA的杂交1)取10μl 1×10-8mol/L含有与DNA探针互补碱基的DNA靶标(DNA序列为5’-ATGAACCTGAGGCC-3’，0.1mol/L NaCl，10mmol/L磷酸盐缓冲液，pH＝6.8)，将其与步骤1固定在空心纳米金球表面的DNA探针进行杂交，杂交温度为35℃，时间为2小时；2)用去离子水冲洗QCM电极表面三次。干燥后，测得可杂交的DNA靶标为6±1ng，表明单纯用氨基联乙炔制备的空心纳米金球进行DNA杂交的检测浓度只能达到1×10-8mol/L，比本发明的以氨基联乙炔和羧基联乙炔制备的聚合型中空囊泡所形成的空心纳米球进行DNA杂交时的检测灵敏度低。
权利要求
1.一种聚合型中空囊泡，包括内水相和囊膜，所述囊膜为结构如式I的羧基联乙炔与结构如式II的氨基联乙炔聚合形成的聚联乙炔双分子层；CH3-(CH2)n-C≡C-C≡C-(CH2)1-COOH (式I)CH3-(CH2)z-C≡C-C≡C-(CH2)y-CONH-(CH2)x-NH2(式II)其中，1为0-10的整数，n为7-30的整数；x为2-6的整数，y为0-10的整数，z为7-30的整数。
2.根据权利要求1所述的聚合型中空囊泡，其特征在于所述聚合型中空囊泡是按如下方法制备的将所述羧基联乙炔与所述氨基联乙炔在水相中分散形成微囊泡，然后，光引发聚合，得到所述聚合型中空囊泡；所述氨基联乙炔与所述羧基联乙炔的摩尔比为99∶1-1∶3。
3.权利要求1所述聚合型中空囊泡的制备方法，将式I结构的羧基联乙炔与式II结构的氨基联乙炔在水相中分散形成微囊泡，然后，进行光引发聚合，得到所述聚合型中空囊泡；所述氨基联乙炔与所述羧基联乙炔的摩尔比为99∶1-1∶3。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于所述光引发聚合的光为240-265nm的紫外光，聚合反应时间为1.5-2小时。
5.一种聚合型中空囊泡/纳米金属空心球，是在权利要求1所述聚合型中空囊泡表面镶嵌有若干金属纳米颗粒。
6.根据权利要求5所述的聚合型中空囊泡/纳米金属空心球，其特征在于所述金属为金或铂。
7.权利要求5所述聚合型中空囊泡/纳米金属空心球的制备方法，是将权利要求1所述聚合型中空囊泡溶液与纳米金属溶胶混合、静置，使纳米金属颗粒镶嵌吸附于所述聚合型中空囊泡表面，然后，经过清洗得到所述聚合型中空囊泡/纳米金属空心球。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于所述纳米金属溶胶的浓度为1×1016-1×1017个/L，金属颗粒直径为1-10nm；所述聚合型中空囊泡溶液中联乙炔分子总浓度为1-10mmol/L。
9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于所述金属为金或铂。
10.权利要求5所述的聚合型中空囊泡/纳米金属空心球在DNA的固定和杂交中的应用。
全文摘要
本发明公开了一种聚合型中空囊泡，聚合型中空囊泡/纳米金属空心球，及其制备方法，以及该聚合型中空囊泡/纳米金属空心球在DNA固定和杂交上的应用。本发明所提供的聚合型中空囊泡，包括内水相和囊膜，所述囊膜为结构如式I的羧基联乙炔与结构如式II的氨基联乙炔聚合形成的聚联乙炔双分子层；其中，l为0－10的整数，n为7－30的整数；x为2－6的整数，y为0－10的整数，z为7－30的整数。本发明具有成本低、制备方法简单、稳定性高、可控性强、与DNA杂交的灵敏度高和应用范围广的优点，应用前景广阔。CH
文档编号C12Q1/68GK101041122SQ20061006516
公开日2007年9月26日 申请日期2006年3月23日 优先权日2006年3月23日
发明者江龙, 鲁闻生 申请人:中国科学院化学研究所