[发明专利]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

说明书

技术领域

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

水溶性共轭聚合物是一类具有共轭π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比，共轭聚合物具有很高的摩尔消光系数（10⁶M^-1cm^-1）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。 

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。 

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－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

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。 

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。 

为了实现上述目的，本发明采用的技术手段为： 

一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： 

其中，聚合度n为大于1的整数；biotin为生物素；Me为甲基。 

所述的生物素功能化的水溶性共轭聚合物的合成方法，采用Sonogashira聚合反应，通过先合成叔丁氧羰基保护的聚合物，然后脱保护得到侧链连接氨基的中性聚合物，最后通过氨基与羧基之间的酰胺化反应和季铵化反应合成所述的生物素功能化的水溶性共轭聚合物，具体步骤如下： 

（1）二碘苯单体的合成 

在氮气气氛下，在250mL圆底烧瓶中加入碳酸钾（5.52g,67.4mmol）、3-溴丙基-氨基甲酸叔丁酯（2.38g,10mmol）和100mL丙酮，60℃回流。然后将1,4-二碘-2,5-苯二酚（1.44g,4mmol）溶于50mL丙酮后加入到烧瓶参与反应，保持回流72小时，冷却至室温。减压脱溶剂后，用100mL三氯甲烷溶解。有机层用去离子水和食盐水洗涤，无水Na₂SO₄干燥，抽滤，减压旋蒸脱溶剂，用层析柱提纯，以（石油醚：乙酸乙酯=8:1，另加1%三乙胺）为洗脱液，正己烷重结晶得白色晶体。 

（2）侧链连接叔丁氧羰基的中性聚合物的合成