专利名称：一种糖生物功能化的水溶性量子点的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种糖生物功能化的水溶性量子点的制备方法，属于生化及材料科学领域。
背景技术：
近年来，量子点作为一种新型的无机纳米材料，在生物示踪标记和细胞成像领域发挥了重要作用。量子点具有非常优异的荧光性质，荧光强、荧光发射峰窄而对称、荧光颜色基于组成和尺寸可控、激发光谱为连续谱带、易于实现单元激发多元发射等。但是，目前高质量的量子点都是通过有机相高温裂解法制备的，产物为油溶性，而所有生物体系都是极性水溶性的，量子点只有进行生物功能化后才具有应用价值。所以，通过表面化学方法对量子点表面进行修饰，实现油溶性量子点的水溶性化及生物功能化是量子点在生物医学领域广泛应用的关键。
又由于糖类物质作为生命体不可缺少的一部分，它和越来越多的生命现象密切相关，从而引起了广大科学工作者的兴趣，但是糖类物质种类繁多、结构复杂致使人们对糖的认识还只是处于初步阶段，因此，人们迫切需要了解糖在生命现象中的重要作用，这就需要借助适当的技术来了解其生物机理。但是，目前量子点作为一种性能优异的荧光标记物，它的作用多局限于与DNA、蛋白质、生物小分子等偶联，量子点还未在了解糖类物质方面发挥作用。
发明内容
为了实现油溶性量子点的水溶性化及量子点基于糖类物质的生物功能化，本发明提供了一种将糖、多糖及多糖的衍生物和量子点结合，在赋予量子点水溶性的同时，反过来又给糖类物质标记上了量子点，为了解糖类物质有关的生命现象提供荧光标记的方法。
本发明采用的技术方案是，通过如下步骤制备糖生物功能化的水溶性量子点(1)用常规方法将油溶性量子点表面洗涤干净，然后将其溶解于有机溶剂中，制得浓度为0.5～4mg/ml的含有量子点的溶液；(2)称取适量具有螯合作用和生物功能的糖类物质，置于研钵中，加入含有量子点的溶液，充分研磨，再放置于通风橱中至有机溶剂完全挥发；(3)加入适量有机溶剂到研钵中，充分研磨，再放置于通风橱中至有机溶剂完全挥发，如此反复3～5次；(4)研钵放在通风橱中3～10分钟后，即得到糖生物功能化的水溶性量子点。
其中，油溶性量子点可选用CdSe、CdSe/ZnS、CdSe/CdS型量子点，糖类物质为糖、多糖及多糖的衍生物，包括葡萄糖、琼脂糖、壳聚糖、羧甲基壳聚糖、羧甲基甲壳素类糖，溶解量子点的有机溶剂可选用正己烷、甲苯、氯仿。
本发明将油溶性量子点和糖、多糖及多糖的衍生物等具有螯合作用和生物功能的糖类物质，仅通过研磨法就可以实现油溶性量子点的水溶性化同时糖生物功能化，修饰后的产物具有优异的荧光性质，与现有其它量子点水溶性化修饰方法相比，具有明显的优点。糖、多糖及多糖的衍生物等具有螯合作用和生物功能的糖类物质将量子点进行修饰后会使产物选择性地带有不同的糖类物质和不同的功能团，这就为我们研究不同糖类物质的生物活性以及连接不同的生物分子提供了可能。此外，利用高聚糖容易成膜的特性，还可将量子点和糖的复合体制成膜，从而提供一种新型的荧光膜材料。因此，本发明可使量子点更广泛地应用于生物分析领域和材料科学领域。
而且，本方法操作简便易行、成本低、重复性好，在一般化学及生物化学实验室均能完成。
图1为用本发明制得的羧甲基壳聚糖修饰量子点的荧光显微照片；图2为用本发明制得的羧甲基壳聚糖修饰量子点的透射电镜照片；图3为用本发明制得的羧甲基壳聚糖修饰的量子点和油相中量子点的荧光光谱比较。
具体实施例方式
下面通过实施例对糖生物功能化的水溶性量子点的制备方法作详细的说明。
实施例1(1)将CdSe油溶性量子点溶解在正己烷中，制得浓度为1mg/mL的油溶性量子点的正己烷溶液，CdSe油溶性量子点可采用ZL 02 1 39152.1号专利公开的方法，但不需硫化物储备液的情况下制备。
(2)取0.5mL上述油溶性量子点的正己烷溶液，加入3倍正己烷体积量的乙醇沉淀油溶性量子点，然后用正己烷将沉淀物再溶解成0.5mL的溶液(3)按照(2)的方法再做两次，最终用正己烷溶解成2mL的溶液待用。
(4)称取羧甲基壳聚糖20mg放于玛瑙研钵中，将上述2mL的量子点正己烷溶液加入，研磨2～3分钟，放置于通风橱中待正己烷挥发完全。
(5)再加入约2mL正己烷到研钵中，研磨2～3分钟，放置于通风橱中待正己烷挥发完全，如此反复3～5次。
(6)将研钵放在通风橱中10分钟后，即为水溶性的糖生物功能化的CdSe量子点。
实施例2(1)CdSe/ZnS油溶性量子点溶解在正己烷中，制得浓度为1mg/mL的油溶性量子点的正己烷溶液，CdSe/ZnS油溶性量子点可采用ZL 02 1 39152.1号专利公开的方法制备。
(2)取0.5mL上述油溶性量子点的正己烷溶液，加入3倍正己烷体积量的乙醇沉淀油溶性量子点，然后用正己烷将沉淀物再溶解成0.5mL的溶液(3)按照(2)的方法再做两次，最终用正己烷溶解成2mL的溶液待用。
(4)称取羧甲基壳聚糖20mg放于玛瑙研钵中，将上述2mL的量子点正己烷溶液加入，研磨2～3分钟，放置于通风橱中待正己烷挥发完全。
(5)再加入约2mL正己烷到研钵中，研磨2～3分钟，放置于通风橱中待正己烷挥发完全，如此反复3～5次。
(6)将研钵放在通风橱中10分钟后，即为水溶性的糖生物功能化的CdSe/ZnS量子点。
由于正己烷的毒性较小，一般在实施过程中，有机溶剂最好选用正己烷。
通过透射电镜、荧光倒置显微镜、荧光光谱仪等仪器表征发现，见图1-图3修饰后量子点粒径仍然均一、单分散性良好、荧光量子产率高、荧光峰窄而对称。
权利要求
1.一种糖生物功能化的水溶性量子点的制备方法，其特征在于采用如下步骤(1)用常规方法将油溶性量子点表面洗涤干净，然后将其溶解于有机溶剂中，制得浓度为0.5～4mg/ml的含有量子点的溶液；(2)称取适量具有螯合作用和生物功能的糖类物质，置于研钵中，加入含有量子点的溶液，充分研磨，再放置于通风橱中至有机溶剂完全挥发；(3)加入适量有机溶剂到研钵中，充分研磨，再放置于通风橱中至有机溶剂完全挥发，如此反复3～5次；(4)研钵放在通风橱中3～10分钟后，即得到糖生物功能化的水溶性量子点。
2.根据权利要求1所述的糖生物功能化的水溶性量子点的制备方法，其特征在于油溶性量子点为CdSe、CdSe/ZnS、CdSe/CdS型量子点。
3.根据权利要求1或2所述的糖生物功能化的水溶性量子点的制备方法，其特征在于糖类物质为糖、多糖及多糖的衍生物。
4.根据权利要求3所述的糖生物功能化的水溶性量子点的制备方法，其特征在于糖、多糖或多糖的衍生物为葡萄糖、琼脂糖、壳聚糖、羧甲基壳聚糖、羧甲基甲壳素类糖。
5.根据权利要求1或2所述的糖生物功能化的水溶性量子点的制备方法，其特征在于溶解量子点的有机溶剂为正己烷、甲苯、氯仿。
6.根据权利要求1或2所述的糖生物功能化的水溶性量子点的制备方法，其特征在于将油溶性量子点表面洗涤干净的方法的操作步骤如下(a)将油溶性量子点溶解在非极性溶剂或弱极性有机溶剂中，制得浓度为0.5～4mg/ml的含油溶性量子点的有机溶液；(b)取适量上述含有油溶性量子点的溶液，加入3～5倍于非极性溶剂或弱极性有机溶剂体积量的乙醇或甲醇沉淀油溶性量子点，然后用非极性溶剂或弱极性有机溶剂将沉淀物再溶解成溶液；(c)重复步骤(b)2-4次，最终得到表面被洗涤干净的量子点的沉淀物。
全文摘要
本发明公开了一种糖生物功能化的水溶性量子点的制备方法，用有螯合作用和生物功能的糖类物质作为修饰试剂，通过研磨将量子点从油溶性转变成水溶性的同时实现糖生物功能化，该方法简单易行，可操作性强，重复性好，采用的修饰试剂成本低，所得到的产物可广泛用于生物示踪标记、细胞成像等生物分析领域，利用高聚糖极易成膜的特性还可用于材料科学等领域。
文档编号G01N33/533GK1660960SQ20051001823
公开日2005年8月31日 申请日期2005年2月1日 优先权日2005年2月1日
发明者庞代文, 谢敏, 张志凌, 杜予民 申请人:武汉大学