[发明专利]一种树枝状分子修饰的荧光量子点及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于生物医学工程材料领域，特别涉及一种树枝状分子修饰的荧光量子点及其制备方法和应用。

背景技术

量子点(CdS、CdTe等)以其特殊的物理和化学性质，在光电转换、医学影像、生物荧光探针等领域，显示出广阔的应用前景。相对于目前常用于荧光标记的有机小分子，量子点具有粒径分布窄、宽且连续的吸收光谱、窄且对称的发射光谱以及高的发光强度等优势，并且荧光量子点可通过粒径大小来调节其发射波长，能有效地避免光漂白效应。

Aldana等利用巯基丙酸修饰CdSe量子点得到在水中分散稳定的荧光量子点，并将其用于荧光探针领域研究(Journal of the American Chemical Society2001，123：8844-8850)。但是，小分子巯基丙酸并不能有效地阻止外界环境对量子点晶体表面的氧化以及Cd²⁺的扩散，导致材料具有一定的细胞毒性；且较差的胶体稳定性也制约了其在生物荧光探针方面的应用。Dubertret等将已制备的量子点分散于聚乙二醇-磷脂形成的胶束中，通过体外和体内实验证实了量子点存在良好的生物相容性(Science2002，298：1759-1762)。Su等在水溶液中设计合成了一系列CdTe荧光量子点，制备得到了巯基丙酸修饰的CdTe/CdS核壳结构以及CdTe/CdS/ZnS多层核壳结构的水溶性荧光量子点。研究发现，经多层核壳结构修饰的量子点的细胞毒性明显降低，在较高浓度和较长时间条件下仍保持了较好的生物相容性(Biomaterials2009，30：19-25)。然而，该方法在水溶性荧光量子点的制备过程中加入过多的金属无机物，不但加大了材料的调控难度，还增大了量子点在体内的风险；并且，所得量子点多缺乏长时间的稳定性，且缺少可修饰的基团，对于量子点的功能化开发利用(环境响应、靶向等)造成瓶颈。

因此，如何得到分散稳定佳、生物相容性好、易于功能化修饰的水溶性量子点便成为当前生物医学工程领域亟待解决的重要课题。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点与不足，本发明的首要目的在于提供一种树枝状分子修饰的荧光量子点的制备方法。

本发明另一目的在于提供上述方法制备得到的树枝状分子修饰的荧光量子点。

本发明再一目的在于提供上述树枝状分子修饰的荧光量子点在制备生物医学工程材料中的应用。

本发明的目的通过下述方案实现：

一种树枝状分子修饰的荧光量子点的制备方法，包括以下操作步骤：

(1)端基为硅氧烷的树枝状分子的合成：

将树枝状分子和3-巯丙基三甲基硅氧烷溶解于二甲基亚砜(DMSO)，加入引发剂，通气除氧后密封反应，沉淀过滤，洗涤，干燥，得到端基为硅氧烷的树枝状分子。

(2)树枝状分子修饰的荧光量子点的制备：

将步骤(1)制备得到的端基为硅氧烷的树枝状分子和水溶性量子点溶于水中，装入透析袋；将透析袋浸入溶液中，搅拌浸泡，再浸入水中浸泡，冷冻干燥，得到树枝状分子修饰的荧光量子点。

步骤(1)所述的树枝状分子指含端炔基的树枝状分子。

所述的含端炔基的树枝状分子指含端炔基的聚酰胺-胺型树枝状分子(PAMAM)和含端炔基的聚赖氨酸树枝状分子(PLLD)中的至少一种。

所述含端炔基的聚酰胺-胺型树枝状分子的代数为2～4代。

所述含端炔基的聚赖氨酸树枝状分子的代数为2～4代。

步骤(1)所用树枝状分子和3-巯丙基三甲基硅氧烷的摩尔比为1∶0.5～1.2。

步骤(1)所述的引发剂指光引发剂或热引发剂。

所述的光引发剂指自由基聚合光引发剂，包括二苯甲酮(BP)、4，4’-二(N，N’-二甲基-氨基)苯甲酮(MK)、4，4’-二(N，N’-二乙基-氨基)苯甲酮(MEMK)和4，4’-二(N，N’-四乙基-氨基)苯甲酮(DEMK)中的至少一种。

所述的热引发剂指偶氮二异丁腈(AIBN)和过氧苯甲酰(BPO)中的至少一种。

步骤(1)所用引发剂的量为树枝状分子的0.1～0.8wt％。所用DMSO的量为树枝状分子的20～100质量倍。

当引发剂为光引发剂时，步骤(1)所述的反应指在5～35℃，紫外光功率为6～40W，波长为254nm或365nm辐射，搅拌速率600～1200rpm下反应4～12h。

当引发剂为热引发剂时，步骤(1)所述的反应指在40～90℃，搅拌速率600～1200rpm下反应4～12h。