一种生物素功能化的水溶性共轭聚合物及其制备方法和应用的制作方法
【专利摘要】一种生物素功能化的水溶性共轭聚合物及其制备方法和应用，聚合物采用先用叔丁氧羰基保护氨基，然后脱保护得到侧链连接氨基的中性聚合物，最后进行离子化和接生物素，得到生物素化的水溶性共轭聚合物。该合成方法简单，而且聚合物侧链的连接基团可进行灵活调控，得到侧链连接不同基团的荧光共轭聚合物。该聚合物是一类具有特异性识别能力和高灵敏的荧光传感材料，可弥补传统的非功能化水溶性共轭聚合物在识别生物分子时由于非特异性吸附的问题而导致的选择性下降的不足。此外，由于生物素－亲和素连接已被广泛应用，故该聚合物有望在化学/生物传感、生物标记等领域得到较好的应用。
【专利说明】一种生物素功能化的水溶性共轭聚合物及其制备方法和应用
【技术领域】
[0001]本发明属于化学/生物传感材料【技术领域】，具体涉及一种生物素功能化的水溶性共轭聚合物及其制备方法和应用。
【背景技术】
[0002]水溶性共轭聚合物是一类具有共轭键长链结构的两亲性共轭聚合物，同时具备了传统共轭聚合物优异的光电活性和聚电解质的水溶性特点。与传统的有机小分子相t匕，共轭聚合物具有很高的摩尔消光系数(IO6M-1CnT1)和荧光量子产率，并且具有“分子导线”功能。共轭聚合物共轭骨架上的电子很容易受外界环境的影响，使其性质对外界的微小变化非常敏感，由此可以实现高灵敏度检测。另一方面，由于共轭聚合物侧链常带有一定的电荷，使其可以与相反电荷的分子之间发生静电结合，为超低浓度靶分子的检测奠定了基础。利用这些特性，将具有特异性识别功能的基团与猝灭剂相连接，通过观察荧光的猝灭或恢复就能简便的实现对多种有机、无机及生物分子的高灵敏检测。自2000年起，诺贝尔奖获得者A.J.Heeger以及G.C.Bazan > Leclerc、Wang、Liu等课题组相继开展了这方面的研究。
[0003]目前，应用于化学及生物检测分析领域的水溶性共轭聚合物大多都不含特殊功能基团，主要通过聚合物与蛋白质之间的静电相互作用、疏水作用和氢键等弱相互作用来实现对某些生物分子的检测。由于这些非特异性的弱相互作用也常常存在于非靶蛋白和聚合物之间，因此，使蛋白质检测存在特异性较低、背景信号较强等问题。相比之下，生物功能化的水溶性聚合物，则可以通过受体-配体之间的特异性反应而引起的聚合物光学性质的变化来实现对蛋白质的灵敏检测。
[0004]生物素，是一种水溶性B族维生素。生物素-亲和素系统具有亲和力强、灵敏度高、特异性强和稳定性好等优点，已被广泛应用于抗原、抗体、细胞等的定位和检测。生物素功能化的水溶性共轭聚合物可利用侧链的生物素与亲和素的特异性识别能力，将生物素一亲和素系统与共轭聚合物信号放大技术联用，更能成倍的放大目标信号，使检测的灵敏度更高，在作为荧光报告基团用于肿瘤标志物的检测、标记等方面有较好的应用潜力。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提出一种生物素功能化水溶性共轭聚合物，可用作化学/生物传感材料。
[0006]本发明的另一目的在于提供一种上述聚合物的制备方法及应用。
[0007]为了实现上述目的，本发明采用的技术手段为:
[0008]—种生物素功能化的水溶性共轭聚合物，生物素通过其结构中的羧基与聚合物侧
链的氨基之间形成酰胺键的方式挂接在共轭聚合物侧链，其分子结构如下:
[0009]
【权利要求】
1.一种生物素功能化的水溶性共轭聚合物，其特征在于:生物素通过其结构中的羧基与聚合物侧链的氨基之间形成酰胺键的方式挂接在共轭聚合物侧链，其分子结构如下:
2.一种如权利要求1所述的生物素功能化的水溶性共轭聚合物的合成方法，其特征在于包括如下步骤: 1)二碘苯单体的合成 在氮气气氛下，将5.52 g碳酸钾、2.38 g 3-溴丙基-氨基甲酸叔丁酯加入到100 mL丙酮中得溶液A，然后将1.44 g 1，4-二碘-2，5-苯二酚溶于50 mL丙酮后加入到上述溶液A中参与反应，60 °C回流72小时，冷却至室温，减压脱溶剂，用100 mL三氯甲烷溶解；然后洗涤，干燥，抽滤，重结晶得白色晶体，即为二碘苯单体； 2)侧链连接叔丁氧羰基的中性共轭聚合物的合成 将芴炔单体、二碘苯单体、碘苯、Pd(PPh3)4和CuI按质量比0.167:202:13:15:3混合，在避光且氮气保护下，通入二异丙胺和甲苯的混合溶剂，其中二异丙胺:甲苯=l:2(v/v)，然后在70 1:下回流反应24 h，再注入61 mg碘苯封端，在氮气气氛下继续反应2 h，所得产物经过萃取、抽滤、沉降、干燥得到侧链连接叔丁氧羰基的中性共轭聚合物； 3)侧链连接氨基的中性共轭聚合物的合成 将步骤2)合成得到的侧链连接叔丁氧羰基的中性共轭聚合物溶解于氯仿中，然后注入三氟乙酸反应过夜，减压除溶剂，以碱调节pH为12，然后乙酸乙酯萃取，减压脱溶剂至粘稠状，于石油醚中沉降，得黄色纤维状固体即为侧链连接氨基的中性聚合物；其中:每IOOmg侧链连接叔丁氧羰基的中性共轭聚合物需加入30mL氯仿和ImL三氟乙酸； 4)生物素功能化水溶性共轭聚合物的合成 将步骤3)得到的侧链连接氨基的中性共轭聚合物、EDC、生物素和吡啶按68mg:60mg:60mg:50mL混合，60 1:反应过夜，减压蒸馏除去吡啶，加入30 mL四氢呋喃，于-78 1:下，滴AlO mL三甲胺，溶液产生白色沉淀，继续滴加四氢呋喃至沉淀溶解，25 °C反应24 h，减压脱溶剂后溶于甲醇透析5天，冷冻干燥得黄色蓬松颗粒状固体产物，即为生物素功能化的水溶性共轭聚合物。
3.如权利要求1所述的生物素功能化的水溶性共轭聚合物作为荧光传感材料的应用。
【文档编号】C08G61/02GK103665329SQ201310556359
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年11月11日 优先权日:2013年11月11日
【发明者】刘兴奋, 范曲立, 黄艳琴, 黄维, 蔡小慧 申请人:南京邮电大学