一种纳米颗粒表面修饰剂的合成方法
【专利摘要】本发明提供了一种纳米颗粒表面修饰剂的合成方法。通过化学合成方法将水溶性的二硫二醇类和甘露糖结合，得到二硫二醇类甘露糖衍生物；该产物可以通过巯基共价结合作用对Au、Ag、Cd等金属及半导体材料表面进行功能化修饰，另一端裸露的甘露糖结构可以与刀豆蛋白（ConA）特异性结合；此甘露糖衍生物修饰/银纳米颗粒的过程与ConA与甘露糖的特异性识别过程，在暗场显微镜（DFM）下可以通过单颗粒纳米颗粒的SPR图像颜色发生的显著变化（一般是红移）实时表征出来。通过该功能分子的表面修饰得到的糖-纳米颗粒低毒性而且在溶液中稳定，不但具有很好的生物适应性与稳定性，同时具备对痕量刀豆蛋白的高效靶向识别能力。
【专利说明】一种纳米颗粒表面修饰剂的合成方法
【技术领域】
[0001]本发明具体涉及一种纳米颗粒表面修饰剂的合成方法，属于纳米材料领域。
【背景技术】
[0002]蛋白-糖反应成为关于细胞识别很多方面(包括细胞粘附、传递和免疫响应)的基础。这些特异性反应通过糖蛋白，糖脂，和细胞表面多聚糖和植物凝集素，具有糖结合位点的蛋白质发生。植物凝集素通常具有很弱的暴漏在溶剂中的结合空位。因此糖和蛋白质之间的反应一般都比较弱。为了提供反应强度和反应的特异性，很多有能力和糖结合的蛋白质是由多个相类似的或者相同的单体组成的低聚物，每个单体都可以结合一个糖分子。对于参加多价键结合或者形成多个同时发生的结合反应植物凝集素来说，提供一个明显的结合(功能性结合力)能力，而且要大大强于单个反应的结合能力的总和。
[0003]用于研究-蛋白质-糖反应的方法对于得到对生物功能和这些反应在病理初期产生的重要作用是很有必要。溶液中单价键蛋白质-糖分子结合经常是属于结合力比较弱的反应，这样使得用像那些之前常常研究蛋白质或者核酸反应的经典的以溶液为基础的分析方法来分析结合反应变得很困难。以表面为基础的糖阵列可以用来促进植物凝集素识别，这些在血糖领域内将要成为一个有价值的工具。在阵列形式中糖的出现提供了一个同时观测多个固定的糖和溶液中的蛋白质之间结合事件的方法。另外，固定在表面的糖是多价键形式出现的。植物凝集素结合多价键阵列对比单价键组分的结合反应是更强烈和更高的特异性的。因此，基团的固定阵列帮助植物凝集素结合分析而且对于细胞表面存在位点是相关的。
[0004]目前为止，对于糖来说缺少强有力的、普通的、和可以控制阵列组装类型，实现糖分子阵列排布的报导。另外对于糖阵列的制作，结合糖阵列的蛋白质的不使用荧光，放射性元素，或者酶传递团分析要求，也要求观测时避开使用第二种结合成分；面对当前多种分析方法上的缺陷和不足，就需要我们尝试着使用表面等离子体共振技术，一种可以和等离子体纳米材料表面导带电子发生共振的入射光在纳米颗粒表面和电子发生共振引发电磁波场效应的一种光学现象来研究糖-蛋白质的反应。本发明就是将亲水性的二硫二醇类化合物来把糖分子和纳米颗粒结合，得到一个糖分子介质链会和CTAC包覆的纳米颗粒一起浸泡培养，这样就可以发生基团交换反应来形成糖分子封端衍生物修饰的纳米颗粒。通过这一个过程得到的糖-纳米颗粒是水溶性的，无毒性而且在溶液中稳定。
【发明内容】
[0005]通过化学合成方法将水溶性的2,2，- 二硫二乙醇和全乙酰化甘露糖结合，得到的产物脱保护之后成为可以和刀豆蛋白特异性识别的2,2' - 二硫二乙醇甘露糖衍生物，然后用此化合物对纳米颗粒AuOAg进行生物相容性修饰，2,2' - 二硫二乙醇甘露糖对纳米颗粒AuOAg进行生物相容性修饰过程可以通过暗场显微镜(DFM)下单颗粒AuOAg核壳结构的SPR光谱的变化表征出来，具体步骤如下:
[0006]步骤1.室温下，粉末状甘露糖(MW180.16)溶于NaSO4干燥过的吡啶中，加入过量乙酸酐，搅拌一定时长(大于2h)后旋蒸，以除去体系中吡啶；用乙酸乙酯萃取，饱和NaHCO3溶液，饱和食盐水清洗后定温旋蒸，真空干燥；得到全乙酰化的甘露糖:
[0007]
【权利要求】
1.一种基于纳米颗粒表面修饰剂的合成方法，其特征在于，采取以下步骤合成二硫二醇类甘露糖衍生物: 步骤1.全乙酰化甘露糖的合成: 室温下，粉末状甘露糖(MW180.16)溶于NaSO4干燥过的吡啶中，加入过量乙酸酐，搅拌时长大于2h后旋蒸，以除去体系中吡啶；用乙酸乙酯萃取，饱和NaHCO3溶液，饱和食盐水清洗后定温旋蒸，真空干燥；得到全乙酰化的甘露糖； 步骤2.将BF3 -Et2O逐滴加入到0°C，不停搅拌的双硫键二醇类碳水化合物和步骤I得到的全乙酰化甘露糖的CH2Cl2溶液中，然后混合液可以在室温下反应大于12h ;用012(:12萃取，然后洗涤两次，再用NaSO4干燥；再用乙酸乙酯:石油醚按照一定配比进行纯化，得到乙酰化保护的甘露糖衍生物； 步骤3.制备二硫二醇类甘露糖衍生物: 在一个圆底烧瓶中将步骤2得到的纯化产品溶于甲醇中，加入NaOMe在室温下搅拌，将溶剂蒸出并且用EtOAc =MeOH按照一定配比进行纯化，得到产物； 步骤4.将Au、Ag、Cd金属或其半导体材料的纳米颗粒固定在导电玻璃表面,用步骤3得到的产物的水溶液浸泡固定Au、Ag、Cd金属或其半导体材料的纳米颗粒的导电玻璃基底，对Au、Ag、Cd金属或其半导体材料的纳米颗粒进行表面修饰，得到表面裸露甘露糖基纳米颗粒。
2.根据权利要求1所述的一种基于纳米颗粒表面修饰剂的合成方法，其特征在于，上述步骤2中双硫键二醇类碳水化合物是一系列不同链长的具有双硫键和双羟基的对称或者不对称碳水化合物。
3.根据权利要求1所述的一种基于纳米颗粒表面修饰剂的合成方法，其特征在于导电玻璃是包含ITO、FTO或TCO的一系列透明导电玻璃，表面经过处理可以和Au、Ag、Cd金属或其半导体材料的纳米颗粒吸附结合。
【文档编号】C07H15/04GK104177453SQ201410346448
【公开日】2014年12月3日 申请日期:2014年7月18日 优先权日:2014年7月18日
【发明者】张磊, 范曲立, 王斌, 胡艳玲, 卢晓梅, 黄维 申请人:南京邮电大学