一種制備近紅外量子點的方法
【專利摘要】一種制備近紅外量子點的方法，其特征在于：包括以下步驟：（1）室溫下將含鋅的水溶性化合物、含汞的水溶性化合物和巰基化合物混合于緩沖溶液中，并向其中加入生物分子，制備得到Zn-Hg金屬前體；（2）室溫下將硒粉與硼氫化鈉溶液反應(yīng)，制備得到硒氫化鈉非金屬前體；（3）室溫下向所述Zn-Hg金屬前體中快速加入所述硒氫化鈉非金屬前體，震蕩后即可獲得所述近紅外量子點。本方案提供一種全新的制備生物功能化的近紅外量子點的方法，快速簡便，室溫條件下即可完成反應(yīng)，1秒鐘時間之內(nèi)就能獲得具有生物應(yīng)用功能的近紅外量子點。
【專利說明】一種制備近紅外量子點的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及功能納米材料和生物化學(xué)領(lǐng)域，具體為一種制備近紅外量子點的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]量子點(quantum dots, QDs)是一種尺度小于或者近似激子波爾粒徑的半導(dǎo)體納米晶體，具有獨特的光學(xué)性質(zhì)，比如激發(fā)譜寬且連續(xù)分布，發(fā)射波長可調(diào)節(jié)，熒光量子產(chǎn)率高，壽命長，因而在熒光標(biāo)記成像，發(fā)光器件，光伏材料等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。其中的近紅外量子點是發(fā)射波長在近紅外范圍內(nèi)的量子點。
[0003]傳統(tǒng)的近紅外量子點的合成方法包括水熱法和金屬有機相熱解法，如ZhengtaoDeng 等(J.Am.Chem.Soc.2010, 132: 5592-5593)在水相中 90°C耗時 12 小時合成的 820 nm 的 CdTe/CdS 核殼型量子點；Andrew M.Smith 等(Nat.Nanotech.2009, 4:56-63)在油相中280V合成的CdTe核后，在150°C以上通過耗時數(shù)小時包裹CdSe、CdS、ZnSe、ZnS等不同層次的殼獲得的65(T900 nm近紅外量子點?？梢钥闯觯@些合成近紅外量子點的方法操作繁瑣、耗時耗力、反應(yīng)條件苛刻。
[0004]而在生物成像領(lǐng)域，特別是生物體內(nèi)的成像，通常由于機體內(nèi)的血紅素、蛋白質(zhì)和水的影響，使得可見光很難穿透較厚的組織，而且機體本身存在熒光，如膠原蛋白的自發(fā)熒光，使得傳統(tǒng)的40(T650 nm可見光區(qū)的量子點和熒光染料分子成像探針的應(yīng)用受到極大的限制，因此可以很好穿透機體較厚組織并且有效避免機體自發(fā)熒光干擾的68(T900 nm的近紅外量子點，在生物標(biāo)記成像領(lǐng)域具備巨大的應(yīng)用潛力。
[0005]傳統(tǒng)的水熱法和金屬`有機相熱解法合成的近紅外量子點不僅操作繁瑣，而且還需經(jīng)過后續(xù)的油相轉(zhuǎn)水相以及生物分子修飾等過程才能在生物體內(nèi)應(yīng)用。傳統(tǒng)的生物分子修飾方法包括1-乙基-(3- 二甲基氨基丙基)碳酰二亞胺(EDC)和N-羥基琥珀酰亞胺(NHS)介導(dǎo)的氨基羧基偶聯(lián)反應(yīng)將生物分子與量子點結(jié)合，以及多個親核氨基酸介導(dǎo)的生物分子偶聯(lián)方法，如 Warren C.ff.Chan 等(Science.1998，281，2016 - 2018)通過 EDC 的方法將表面為疏基乙酸的量子點與轉(zhuǎn)運蛋白偶聯(lián)后進(jìn)行的生物成像應(yīng)用；Igor L.Medintz等(J.Am.Chem.Soc.2004，126，30-31)用C端含5個組氨酸的重組蛋白與量子點偶聯(lián)來研究熒光共振能量轉(zhuǎn)移效應(yīng)等。但是可以看出，上述量子點生物分子修飾的方法，過程復(fù)雜緩慢，如EDC介導(dǎo)的偶聯(lián)通常需要24個小時，而采用重組蛋白則需要數(shù)周左右的時間，因此耗時耗力，不方便操作。
[0006]綜上，如果能夠快速簡便合成具有近紅外熒光效應(yīng)的量子點，在國家大力發(fā)展的太陽能光伏電池領(lǐng)域?qū)⒂袕V泛的應(yīng)用前景；另外，如果不僅能夠快速簡便合成具有近紅外熒光效應(yīng)的量子點，還能同時一步進(jìn)行生物分子修飾，使其具備生物應(yīng)用功能，這種制備生物功能化的近紅外量子點的方法將具備極大的快捷簡便高效性，對于量子點在生物領(lǐng)域的應(yīng)用將會具有極其重要的推動作用。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0007]本發(fā)明第一個目的是提供一種全新的制備近紅外量子點的方法，快速簡便，室溫條件下即可完成，I秒鐘時間之內(nèi)就能獲得近紅外量子點。
[0008]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種制備近紅外量子點的方法，包括以下步驟:
(1)室溫下將含鋅的水溶性化合物、含汞的水溶性化合物和巰基化合物混合于緩沖溶液中，制備得到Zn-Hg金屬前體；其中含鋅的水溶性化合物中的鋅離子的摩爾濃度范圍為1~25毫摩爾每升；汞離子與鋅離子的摩爾濃度比例范圍是0.1%~60% ;鋅離子與巰基化合物的摩爾濃度比例范圍是1:0.5^1:5 ;緩沖溶液的pH值范圍是7~13 ；
(2)室溫下將硒粉與硼氫化鈉溶液反應(yīng)，制備得到硒氫化鈉非金屬前體；
(3)室溫下向所述Zn-Hg金屬前體中快速加入所述硒氫化鈉非金屬前體，震蕩后即可獲得所述近紅外量子點；其中硒氫化鈉非金屬前體中的硒氫化鈉與Zn-Hg金屬前體中的鋅離子的摩爾濃度比例范圍是1: f 1:5。
[0009]較佳的，所述室溫范圍為O~50°C，當(dāng)為20~30°C時更佳。
[0010]上述技術(shù)方案中的有關(guān)內(nèi)容解釋如下:
1、上述方案中，所述制備方法合成的近紅外量子點通常稱為鋅汞硒(ZnxHghSe)量子點。
[0011]2、上述方案中，所述含鋅的水溶性化合物中的鋅離子的摩爾濃度范圍為廣25毫摩爾每升(mmol/L,簡寫為mM),因若小于ImM,將很難進(jìn)行合成，而若大于25 mM,則成本太聞。
[0012]3、上述方案中，所述含汞的水溶性化合物，是如次氯酸汞、硝酸汞等等。
[0013]4、上述方案中，所述含鋅的水溶性化合物，是如醋酸鋅、硝酸鋅、氯化鋅等等。
[0014]5、上述方案中，所述巰基化合物為含巰基的化合物，是如巰基丙酸、巰基乙酸、谷胱甘肽、半胱氨酸等等。
[0015]6、上述方案中，所述緩沖溶液是如碳酸氫銨溶液(NH4HC03)、磷酸鹽緩沖溶液(PBS)、三(羥甲基)氨基甲烷鹽酸鹽緩沖溶液(Tris-HCl)、3-(N-嗎啡啉)丙磺酸緩沖溶液(MOPS)等。
[0016]7、上述方案中，向Zn-Hg金屬前體中快速加入硒氫化鈉非金屬前體后，通常震蕩后在I秒鐘之內(nèi)即可獲得鋅汞硒(ZnxHghSe)量子點，時間很短(有些例子中甚至為0.1秒)。而快速加入硒氫化鈉非金屬前體，是因為硒氫化鈉非金屬前體在空氣中易于被氧化，因此應(yīng)盡快操作，避免其被氧化而失效。
[0017]本發(fā)明第二個目的是提供一種全新的制備生物功能化的近紅外量子點的方法，快速簡便，室溫條件下即可完成反應(yīng)，I秒鐘時間之內(nèi)就能獲得具有生物應(yīng)用功能的近紅外量子點。
[0018]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種制備近紅外量子點的方法，包括以下步驟:
(I)室溫下將含鋅的水溶性化合物、含汞的水溶性化合物和巰基化合物混合于緩沖溶液中，并向其中加入生物分子，制備得到Zn-Hg金屬前體；其中含鋅的水溶性化合物中的鋅離子的摩爾濃度范圍為廣25毫摩爾每升；汞離子與鋅離子的摩爾濃度比例范圍是0.1%~60% ;鋅離子與巰基化合物的摩爾濃度比例范圍是1:0.5^1:5 ;緩沖溶液的pH值范圍是疒13;所述生物分子為具有生物功能活性的分子，包括生物大分子和生物小分子，該生物分子的濃度根據(jù)需要自由調(diào)節(jié)；
(2)室溫下將硒粉與硼氫化鈉溶液反應(yīng)，制備得到硒氫化鈉非金屬前體；
(3)室溫下向所述Zn-Hg金屬前體中快速加入所述硒氫化鈉非金屬前體，震蕩后即可獲得所述近紅外量子點；其中硒氫化鈉非金屬前體中的硒氫化鈉與Zn-Hg金屬前體中的鋅離子的摩爾濃度比例范圍是1: f 1:5。
[0019]較佳的，所述室溫范圍為O~50°C，當(dāng)為20~30°C時更佳。
[0020]上述技術(shù)方案中的有關(guān)內(nèi)容解釋如下:
1、上述方案中，所述制備方法合成的近紅外量子點通常稱為鋅汞硒(ZnxHghSe)量子點。
[0021]2、上述方案中，所述含鋅的水溶性化合物中的鋅離子的摩爾濃度范圍為廣25毫摩爾每升(mmol/L,簡寫為mM),因若小于ImM,將很難進(jìn)行合成，而若大于25 mM,則成本太聞。
[0022]3、上述方案中，所述含汞的水溶性化合物，是如次氯酸汞、硝酸汞等等。
[0023]4、上述方案中，所述含鋅的水溶性化合物，是如醋酸鋅、硝酸鋅、氯化鋅等等。
[0024]5、上述方案中，所述巰 基化合物為含巰基的化合物，是如巰基丙酸、巰基乙酸、谷胱甘肽、半胱氨酸等等。
[0025]6、上述方案中，所述緩沖溶液是如碳酸氫銨溶液(NH4HC03)、磷酸鹽緩沖溶液(PBS)、三(羥甲基)氨基甲烷鹽酸鹽緩沖溶液(Tris-HCl)、3-(N-嗎啡啉)丙磺酸緩沖溶液(MOPS)等。
[0026]7、上述方案中，向Zn-Hg金屬前體中快速加入硒氫化鈉非金屬前體后，通常震蕩后在I秒鐘之內(nèi)即可獲得鋅汞硒(ZnxHghSe)量子點，時間很短(有些例子中甚至為0.1秒)。而快速加入硒氫化鈉非金屬前體，是因為硒氫化鈉非金屬前體在空氣中易于被氧化，因此應(yīng)盡快操作，避免其被氧化而失效。
[0027]8、上述方案中，所述生物分子為具有生物功能活性的分子，如蛋白質(zhì)、酶等生物大分子和多肽、葉酸等生物小分子；生物分子的濃度可以根據(jù)需要自由調(diào)節(jié)，如為蛋白質(zhì)、酶等生物大分子，可以是0-10.0 mg/mL;如為多肽、葉酸等生物小分子，則可以是0-25禮。
[0028]9、上述方案中，保持室溫進(jìn)行反應(yīng)，一是在室溫下即可完成制備近紅外量子點的工作，體現(xiàn)出該制備方法便于操作的特點，二是保持室溫可以保證例如蛋白、酶等生物分子的生物活性，發(fā)揮出該生物功能化的近紅外量子點的生物應(yīng)用功能。
[0029]由于上述技術(shù)方案運用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點和效果:
本發(fā)明第一種方案提供的一種全新的制備近紅外量子點的方法，快速簡便，室溫條件下即可完成反應(yīng)，I秒鐘時間之內(nèi)就能獲得熒光發(fā)射處于近紅外區(qū)間的近紅外量子點(鋅汞硒ZnxHghSe量子點)，該近紅外量子點的發(fā)射波長可調(diào)控(通過調(diào)整所加入的汞離子的含量在62(T950 nm近紅外區(qū)域范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié))，熒光量子產(chǎn)率達(dá)20%以上，該制備方法能夠極大地簡便量子點的合成，其在與量子點相關(guān)聯(lián)的領(lǐng)域具有巨大的價值(例如太陽能光伏電池領(lǐng)域)。
[0030]本發(fā)明第二種方案提供的一種全新的制備生物功能化的近紅外量子點的方法，快速簡便，室溫條件下即可完成反應(yīng)，I秒鐘時間之內(nèi)就能獲得熒光發(fā)射處于近紅外區(qū)間的近紅外量子點(鋅汞硒ZnxHghSe量子點)，該近紅外量子點經(jīng)生物分子修飾，發(fā)射波長可調(diào)控(通過調(diào)整所加入的汞離子的含量在62(T950 nm近紅外區(qū)域范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié))，熒光量子產(chǎn)率達(dá)20%以上，同時在合成過程中以生物活性分子作為共同配體之一，通過生物分子中的有效基團(包括羧基、氨基、羥基、咪唑基等)與金屬離子的配位作用，介導(dǎo)量子點的生長，同時對合成的量子點進(jìn)行同步修飾，從而一步快速制備具有生物應(yīng)用功能的近紅外量子點，其可在酶催化反應(yīng)和生物成像領(lǐng)域進(jìn)行應(yīng)用；整個過程簡便快捷高效且具備普適性，因此具有極大的應(yīng)用前景。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0031]圖1為本發(fā)明一種制備近紅外量子點的方法的流程圖(生物分子修飾)；
圖2為Hg離子含量為10%的ZnxHgl_xSe量子點在牛血清蛋白(BSA)修飾前后在日光燈(左邊)和365 nm紫外燈(右邊)下比較；
圖3為不同汞含量的ZnxHghSe量子點的熒光圖譜(b)和吸收圖譜(a)，其中數(shù)字代表汞離子與鋅離子的比例；
圖4為BSA修飾前后的ZnxHgl_xSe量子點的熒光圖譜(b)和吸收圖譜(a)，其中實線為BSA修飾后的ZnxHgl_xSe量子點；虛線為BSA修飾前的ZnxHgl_xSe量子點；
圖5為BSA修飾前后的ZnxHghSe量子點的凝膠電泳圖片，其中上方數(shù)字為BSA濃度(mg/mL)；
圖6為Lysozyme修飾的ZnxHghSe量子點的凝膠電泳圖片，其中上方數(shù)字為Lysozyme濃度(mg/mL)；
圖7為Trypsin修飾的ZnxHgpxSe量子點的凝膠電泳圖片,其中上方數(shù)字為Trypsin濃度(mg/mL)；
圖8為Hemoglobin修飾的ZnxHgl_xSe量子點的凝膠電泳圖片，其中上方數(shù)字為Hemoglobin 濃度(mg/mL)；
圖9為Transferrin修飾的ZnxHgl_xSe量子點的凝膠電泳圖片，其中上方數(shù)字為Transferrin 濃度(mg/mL)；
圖10為P印tide修飾的ZnxHgl_xSe量子點的凝膠電泳圖片，其中上方數(shù)字為P印tide濃度(mM)；
圖11為Folic acid修飾的ZnxHgl_xSe量子點的傅里葉變換紅外光譜，其中1606、1696、1485 cnT1分別代表folic acid分子中的氨基、羧基和酹羥基；
圖12為ZnxHgl_xSe量子點(上方)和BSA修飾的ZnxHgl_xSe量子點(下方)的電鏡圖；
圖13為BSA修飾的ZnxHgl_xSe量子點的圓二色譜圖；
圖14為Lysozyme修飾的ZnxHgpxSe量子點酶活性檢測圖，以細(xì)菌(MicrococcusLysodeikticus)為酶催化反應(yīng)的底物；
圖15為Transferrin修飾的ZnxHgl_xSe量子點標(biāo)記Hela細(xì)胞的熒光顯微鏡圖片(上方)和激光共聚焦顯微鏡圖片(下方)；
圖16為P印tide修飾的ZnxHghSe量子點標(biāo)記MDA-MB-435S細(xì)胞的熒光顯微鏡圖片； 圖17為Folic acid修飾的ZnxHgl_xSe量子點標(biāo)記Hela細(xì)胞的熒光顯微鏡圖片?！揪唧w實施方式】
[0032]下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述:
實施例一:一種制備近紅外量子點的方法
Al.室溫下將鋅離子含量為25 mM的醋酸鋅和37.5 mM的巰基丙酸(即鋅離子與巰基化合物的摩爾濃度比例為1:1.5)，混合于pH值為12的碳酸氫銨溶液(NH4HCO3)中，再向其中加入汞離子含量為 0.025，0.05, 0.125,0.25,0.50,1.25,2.5,5.0,10.0,15.0 mM 的次氯酸汞(即汞離子與鋅離子的摩爾濃度比例為0.1%~60 %)，制備得到Zn-Hg金屬前體；
B1.室溫下將摩爾濃度比例為1:2的硒粉與硼氫化鈉溶液反應(yīng)制備250mM的硒氫化鈉非金屬前體；
Cl.室溫下向Zn-Hg金屬前體中快速加入硒氫化鈉非金屬前體，并控制其中硒氫化鈉與鋅離子的摩爾濃度比是2:1，震蕩后在I秒鐘之內(nèi)即可獲得近紅外的鋅汞硒(ZnxHghSe )量子點。
[0033]實施例二: 一種制備近紅外量子點的方法
A2.室溫下將25 mM的醋酸鋅、37.5 mM的巰基丙酸(比例為1:1.5)，和2.5 mM的次氯酸汞(汞離子與鋅離子的摩爾濃度比例為10 %)，混合于pH值為10的碳酸氫銨溶液(NH4HCO3)中，并向其中加入0，0.25，0.50，1.00，2.00，5.00，10.00 mg/mL的牛血清蛋白(BSA)，制備Zn-Hg金屬前體；
B2.室溫下將摩爾比例為1:2的硒粉與硼氫化鈉溶液反應(yīng)制備250mM的硒氫化鈉非金屬前體；
C2.室溫下向Zn-Hg金屬前體中快速加入硒氫化鈉非金屬前體，并控制其中鋅離子與硒氫化鈉的摩爾濃度比例為2:1，震蕩后I秒鐘之內(nèi)即可獲得BSA修飾的鋅汞硒(ZnxHghSe)量子點。
[0034]實施例三:一種制備近紅外量子點的方法
A3.室溫下將25 mM的硝酸鋅、25 mM的谷胱甘肽(比例為1:1)，和1.25 mM的次氯酸汞(汞離子與鋅離子的摩爾濃度比例為5 %)，混合于pH值為13的碳酸氫銨溶液(NH4HCO3)中，并向其中加入 0，0.25，0.50，1.00，2.00，5.00 mg/mL 的溶菌酶(Lysozyme)，制備 Zn-Hg金屬前體；
B3.室溫下將摩爾比例為1:2的硒粉與硼氫化鈉溶液反應(yīng)制備250mM的硒氫化鈉非金屬前體；
C3.室溫下向Zn-Hg金屬前體中快速加入硒氫化鈉非金屬前體，并控制其中鋅離子與硒氫化鈉的摩爾濃度比例為1:1，震蕩后I秒鐘之內(nèi)即可獲得Iysozyme修飾的鋅汞硒(ZnxHghSe)量子點；
D3.將獲得的lysozyme修飾的ZnxHgl_xSe量子點，用50KD (千分子量)的超濾管離心純化(14500rpm, 10 min),以除去游離態(tài)的 lysozyme ；` E3.將純化后的 lysozyme 修飾的 ZnxHg^xSe 量子點與 Micrococcus Iysodeikticus 細(xì)菌(溶壁微球菌)作用(酶催化細(xì)菌裂解作用)，檢測吸光度的變化，以檢驗修飾在ZnxHghSe量子點表面的lysozyme的酶活性。
[0035]實施例四:一種制備近紅外量子點的方法:
A4.室溫下將25 mM的醋酸鋅和50 mM的巰基乙酸(比例為1:2)，和0.5 mM的次氯酸汞(汞離子與鋅離子的摩爾濃度比例為2 %)，混合于pH值為9的三(羥甲基)氨基甲烷鹽酸鹽緩沖溶液(Tris-HCl)中，并向其中加入O，0.25, 0.05, 1.00, 2.00,5.00 mg/mL的轉(zhuǎn)運蛋白(Transferrin),制備Zn-Hg金屬前體；
B4.室溫下將摩爾比例為1:2的硒粉與硼氫化鈉溶液反應(yīng)制備250 mM的硒氫化鈉非金屬前體；
C4.室溫下向Zn-Hg金屬前體中快速加入硒氫化鈉非金屬前體，并控制其中鋅離子與硒氫化鈉的摩爾濃度比例為3:1，震蕩后I秒鐘之內(nèi)即可獲得transferrin修飾的ZnxHghSe量子點；
D4.將獲得的transferrin修飾的ZnxHg1^xSe量子點，用100KD的超濾管離心純化(14500rpm, 10 min),以除去游離態(tài)的 transferrin ；
E4.將純化后的transferrin修飾的ZnxHgpxSe量子點與hela細(xì)胞(子宮頸癌細(xì)胞)共培養(yǎng)，通過突光成像檢測transferrin修飾的ZnxHgpxSe量子點的祀向細(xì)胞標(biāo)記功能。
[0036]實施例五:一種制備近紅外量子點的方法:
A5.室溫下將20 mM的氯化鋅、10 mM的半胱氨酸(比例為1:0.5)，和3 mM的硝酸汞(汞離子與鋅離子的摩爾濃度比例為15 %)，混合于pH值為7的磷酸鹽緩沖溶液(PBS)中，并向其中加入 0，0.25, 0.50, 1.00, 2.00,5.00 mg/mL 的血紅素蛋白(hemoglobin)，制備Zn-Hg金屬前體；
B5.室溫下將摩爾比例為1:2的硒粉與硼氫化鈉溶液反應(yīng)制備250 mM的硒氫化鈉非金屬前體；` C5.室溫下向Zn-Hg金屬前體中快速加入硒氫化鈉非金屬前體，并控制其中鋅離子與硒氫化鈉的摩爾濃度比例為4:1，震蕩后I秒鐘之內(nèi)即可獲得hemoglobin修飾的ZnxHgl_xSe量子點。
[0037]實施例六:一種制備近紅外量子點的方法:
A6.室溫下將10 mM的硝酸鋅、30 mM的巰基丙酸(比例為1:3)，和2 mM的硝酸汞(汞離子與鋅離子的摩爾濃度比例為20 %)，混合于pH值為8的3-(N-嗎啡啉)丙磺酸緩沖溶液(MOPS)中，并向其中加入 0，0.25，0.50, 1.00, 2.00，5.00 mg/mL 的胰蛋白酶(Trypsin)制備Zn-Hg金屬前體；
B6.室溫下將摩爾比例為1:2的硒粉與硼氫化鈉溶液反應(yīng)制備250 mM的硒氫化鈉非金屬前體；
C6.室溫下向Zn-Hg金屬前體中快速加入硒氫化鈉非金屬前體，并控制其中鋅離子與硒氫化鈉的摩爾濃度比例為5:1，震蕩后I秒鐘之內(nèi)即可獲得trypsin修飾的ZnxHgl_xSe量子點。
[0038]實施例七:一種制備近紅外量子點的方法:
A7.室溫下將5 mM的醋酸鋅、20 mM的巰基丙酸(比例為1:4)，和0.5 mM的次氯酸汞(汞離子與鋅離子的摩爾比例為10 %)，混合于pH值為pH值為12的碳酸氫銨溶液(NH4HCO3)中，并向其中加入 0，1.0, 2.5，5.0，10.0, 25.0 mol/L 葉酸(Folic acid)，制備 Zn-Hg金屬前體；
B7.室溫下將摩爾比例為1:2的硒粉與硼氫化鈉溶液反應(yīng)制備250 mM的硒氫化鈉非金屬前體；C7.室溫下向Zn-Hg金屬前體中快速加入硒氫化鈉非金屬前體，并控制其中鋅離子與硒氫化鈉的摩爾濃度比例為2:1，震蕩I秒鐘之內(nèi)即可獲得Folic acid修飾的ZnxHgl_xSe量子點；
D7.將獲得的folic acid修飾的ZnxHghSe量子點，用3KD的超濾管離心純化(14500rpm, 10 min),以除去游離態(tài)的 folic acid ；
E7.將純化后的folic acid修飾的ZnxHgl_xSe量子點與hela細(xì)胞共培養(yǎng)，通過熒光成像檢測folic acid修飾的ZnxHghSe量子點的祀向細(xì)胞標(biāo)記功能。
[0039]實施例八:一種制備近紅外量子點的方法:
A8.室溫下將I mM的硝酸鋅、5 mM的巰基丙酸(比例為1:5)，和0.1 mM的次氯酸汞(汞離子與鋅離子的摩爾比例為10 %)，混合于pH值為11的碳酸氫銨溶液(NH4HCO3)中，并向其中加入 0，0.25, 0.50, 1.00 mol/L 多肽(P印tide，序列為 NH2-HHHHHHCGKRK-C00H)，制備Zn-Hg金屬前體；
B8.室溫下將摩爾比例為1:2的硒粉與硼氫化鈉溶液反應(yīng)制備250 mM的硒氫化鈉非金屬前體；
CS.室溫下向Zn-Hg金屬前體中快速加入硒氫化鈉非金屬前體，并控制其中鋅離子與硒氫化鈉的摩爾濃度比例為2:1，震蕩后I秒鐘之內(nèi)即可獲得多肽修飾的ZnxHgl_xSe量子
占.D8.將獲得的P印tide修飾的ZnxHgl_xSe量子點，用3KD的超濾管離心純化(14500rpm，10 min),以除去游離態(tài)的peptide ；
E8.將純化后的P印tide修飾的ZnxHgl_xSe量子點與MDA-MB-435S細(xì)胞(人乳腺癌細(xì)胞)共培養(yǎng)，通過突光成像檢測peptide修飾的ZnxHgpxSe量子點的祀向細(xì)胞標(biāo)記功能。
[0040]附圖對本發(fā)明制備近紅外量子點方法的檢驗說明:
參見圖2，對應(yīng)實施例一與實施例二，直觀的顯示出了以BSA作為生物分子配體對ZnxHgl_xSe量子點進(jìn)行修飾后，其熒光量子效率保持不變。
[0041]參見圖3，對應(yīng)實施例一，可以看出，隨著投入的汞離子與鋅離子的比例逐漸增大，合成的ZnxHghSe量子點的熒光發(fā)射波長也逐漸紅移，從620 nm到950 nm,吸收光譜也逐漸紅移；這說明可以通過調(diào)控汞離子與鋅離子的比例來調(diào)控合成的ZnxHghSe量子點的熒光性能，即本發(fā)明所合成的ZnxHghSe量子點的熒光性能具有可調(diào)控性。
[0042]參見圖4，對應(yīng)實施例一與實施例二，說明BSA修飾后的ZnxHgl_xSe量子點的熒光圖譜和吸收圖譜基本保持不變。
[0043]參見圖5，對應(yīng)實施例一與實施例二，凝膠圖片說明隨著蛋白BSA濃度的逐漸增多，量子點的遷移速度逐漸變小，即蛋白結(jié)合使得量子點的粒徑逐漸增加，證明BSA確實與ZnxHgl_xSe量子點有穩(wěn)定的結(jié)合，即ZnxHgl_xSe量子點成功被BSA修飾。
[0044]參見圖6,對應(yīng)實施例三,凝膠圖片說明隨著酶lysozyme濃度的逐漸增多，量子點的遷移速度逐漸變小，即蛋白結(jié)合使得量子點的粒徑逐漸增加，證明lysozyme確實與ZnxHghSe量子點有穩(wěn)定的結(jié)合,即ZnxHgpxSe量子點成功被lysozyme修飾。
[0045]參見圖7，對應(yīng)實施例六，凝膠圖片說明隨著酶trypsin濃度的逐漸增多，量子點的遷移速度逐漸變小，即蛋白結(jié)合使得量子點的粒徑逐漸增加，證明trypsin確實與ZnxHghSe量子點有穩(wěn)定的結(jié)合，即ZnxHgpxSe量子點成功被trypsin修飾。[0046]參見圖8,對應(yīng)實施例五,凝膠圖片說明隨著蛋白hemoglobin濃度的逐漸增多，量子點的遷移速度逐漸變小，即蛋白結(jié)合使得量子點的粒徑逐漸增加，證明hemoglobin確實與ZnxHghSe量子點有穩(wěn)定的結(jié)合，即ZnxHghSe量子點成功被hemoglobin修飾。
[0047]參見圖9,對應(yīng)實施例四，凝膠圖片說明隨著蛋白transferrin濃度的逐漸增多，量子點的遷移速度逐漸變小，即蛋白結(jié)合使得量子點的粒徑逐漸增加，證明transferrin確實與ZnxHgpxSe量子點有穩(wěn)定的結(jié)合，即ZnxHg^Se量子點成功被transferrin修飾。
[0048]參見圖10,對應(yīng)實施例八,凝膠圖片說明隨著帶正電荷的peptide濃度逐漸增多，使得帶負(fù)電荷的量子點的電荷逐漸由負(fù)電荷變?yōu)檎姾?，即遷移速率逐漸減少，直至無法遷移，證實了 peptide確實與ZnxHgl_xSe量子點有穩(wěn)定的結(jié)合，即ZnxHgl_xSe量子點成功被peptide 修飾。
[0049]參見圖11,對應(yīng)實施例七,傅里葉紅外光譜圖片說明通過folic acid分子中的氨基、羧基和酚羥基等作用確實與ZnxHghSe量子點表面有穩(wěn)定的結(jié)合，即ZnxHgl_xSe量子點成功被Folic acid修飾。
[0050]參見圖12，對應(yīng)實施例一與實施例二，說明本發(fā)明所合成的ZnxHghSe量子點和BSA修飾的ZnxHgl_xSe量子點具有完整的納米晶體形態(tài)，同時具有良好的分散性，其在BSA修飾前后的平均粒徑大小也基本保持不變。
[0051]參見圖13，對應(yīng)實施例二，說明在BSA對ZnxHghSe量子點進(jìn)行修飾后，圓二色光譜沒有發(fā)生變化，證實了 BSA蛋白在對ZnxHghSe量子點進(jìn)行修飾后構(gòu)象不會發(fā)生變化，即蛋白生物活性不會變化，能夠直接進(jìn)行生物應(yīng)用。
[0052]參見圖14，對應(yīng)實施例三，說明在Lysozyme對ZnxHgl_xSe量子點進(jìn)行修飾后，其酶催化活性保持了 88%以上(曲線斜率的絕對值即表示酶反應(yīng)速率即酶活性)，證實了lysozyme在對ZnxHgl_xSe量子點進(jìn)行修飾后酶活性基本不變，即酶生物活性不會變化，能夠直接進(jìn)行生物應(yīng)用。
[0053]參見圖15，對應(yīng)實施例四，說明在Transferrin對ZnxHgl_xSe量子點進(jìn)行修飾后，其作為轉(zhuǎn)運蛋白的活性保持不變，能夠?qū)nxHghSe量子點成功的轉(zhuǎn)運進(jìn)入細(xì)胞，證實了transferrin在對ZnxHgpxSe量子點進(jìn)行修飾后生物活性保持不變,能夠直接進(jìn)行生物應(yīng)用。
[0054]參見圖16，對應(yīng)實施例八，說明在Peptide對ZnxHgl_xSe量子點進(jìn)行修飾后，其作為靶向識別多肽的活性保持不變，能夠介導(dǎo)ZnxHghSe量子點進(jìn)入細(xì)胞，證實了 peptide在對ZnxHghSe量子點進(jìn)行修飾后生物活性保持不變，能夠直接進(jìn)行生物應(yīng)用。
[0055]參見圖17，對應(yīng)實施例七，說明在Folic acid對ZnxHghSe量子點進(jìn)行修飾后，其作為靶向識別的生物小分子的活性保持不變，能夠介導(dǎo)ZnxHghSe量子點進(jìn)入細(xì)胞，證實了Folic acid在對ZnxHghSe量子點進(jìn)行修飾后生物活性保持不變，能夠直接進(jìn)行生物應(yīng)用。
[0056]上述實施例只為說明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點，其目的在于讓熟悉此項技術(shù)的人士能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實施，并不能以此限制本發(fā)明的保護范圍。凡根據(jù)本發(fā)明精神實質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種制備近紅外量子點的方法，其特征在于: 包括以下步驟: (1)室溫下將含鋅的水溶性化合物、含汞的水溶性化合物和巰基化合物混合于緩沖溶液中，制備得到Zn-Hg金屬前體；其中含鋅的水溶性化合物中的鋅離子的摩爾濃度范圍為1-25毫摩爾每升；汞離子與鋅離子的摩爾濃度比例范圍是0.1%~60% ;鋅離子與巰基化合物的摩爾濃度比例范圍是1:0.5^1:5 ;緩沖溶液的pH值范圍是疒13 ； (2)室溫下將硒粉與硼氫化鈉溶液反應(yīng)，制備得到硒氫化鈉非金屬前體； (3)室溫下向所述Zn-Hg金屬前體中快速加入所述硒氫化鈉非金屬前體，震蕩后即可獲得所述近紅外量子點；其中硒氫化鈉非金屬前體中的硒氫化鈉與Zn-Hg金屬前體中的鋅離子的摩爾濃度比例范圍是1: f 1:5。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備近紅外量子點的方法，其特征在于:所述室溫范圍為O ~50。。。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備近紅外量子點的方法，其特征在于:所述室溫范圍為20 ~30?。
4.一種制備近紅外量子點的方法，其特征在于: 包括以下步驟: (1)室溫下將含鋅的水溶性化合物、含汞的水溶性化合物和巰基化合物混合于緩沖溶液中，并向其中加入生物分子，制備得到Zn-Hg金屬前體；其中含鋅的水溶性化合物中的鋅離子的摩爾濃度范圍為廣25毫摩爾每升；汞離子與鋅離子的摩爾濃度比例范圍是0.1%~60% ;鋅離子與巰基化合物的摩爾濃度比例范圍是1:0.5^1:5 ;緩沖溶液的pH值范圍是疒13;所述生物分子為具有生物功能活性的分子，包括生物大分子和生物小分子，該生物分子的濃度根據(jù)需要自由調(diào)節(jié)； (2)室溫下將硒粉與硼氫化鈉溶液反應(yīng)，制備得到硒氫化鈉非金屬前體； (3)室溫下向所述Zn-Hg金屬前體中快速加入所述硒氫化鈉非金屬前體，震蕩后即可獲得所述近紅外量子點；其中硒氫化鈉非金屬前體中的硒氫化鈉與Zn-Hg金屬前體中的鋅離子的摩爾濃度比例范圍是1: f 1:5。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備近紅外量子點的方法，其特征在于:所述室溫范圍為O ~50。。。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備近紅外量子點的方法，其特征在于:所述室溫范圍為20 ~30?。
【文檔編號】C01B19/00GK103552995SQ201310455575
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年9月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月29日
【發(fā)明者】何學(xué)文, 馬楠 申請人:蘇州大學(xué)