[发明专利]核壳结构量子点的制备方法、靶向肿瘤标志物GPC-3的荧光纳米探针及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于纳米材料制备技术领域，具体涉及一种核壳结构量子点的制备方法、靶向肿瘤标志物GPC-3的荧光纳米探针及其制备方法，以ZnS为壳层，设计合成一系列具有核壳结构的荧光量子点，通过物理吸附表现偶联抗体GC33后，制成靶向肝癌细胞标志物的荧光纳米探针（GC-QDs），可用于生物标记以及药物载体系统。

背景技术

量子点(quantumdots；QDs)是由II-VI和III-V族元素组成的纳米颗粒，具有优良的荧光性质，相比普通的有机荧光染料，荧光量子点具有宽的激发波长范围和窄而对称的发射波长范围、荧光产率高且稳定性好、荧光寿命长等诸多优点，可作为一种理想的荧光探针及载体材料，研究细胞定位、信号传导、细胞内分子的运动和迁移等过程。可应用到分子成像、无损伤在线监测、治疗以及预后观察等生物医学领域。

将两种不同的发光材料构成核壳结构的量子点之后，具有改善量子点的发光性质；实现双波长检测（特别是在近红外区）；降低量子点的生物毒性等特点，更有利于在生物医学领域的应用。目前，核壳结构量子点的合成多采用三辛基膦(TOP)或磷酸三丁酯(TBP)等危险试剂，比如中国发明专利CN103361066A公开的一种一步法合成CdSe/CdS核壳结构量子点的制备方法，包括如下步骤：（1）将镉前躯体与油酸、十八烯混合，置于反应容器中；（2）在氩气氛围中，或氮气氛围中将镉、油酸和十八烯的混合液加热至镉前躯体完全溶解，降至室温；（3）向反应容器中加入油胺和三辛基氧化膦（TOPO），在氩气氛围中将溶液加热至150~320℃；（4）注入三辛基膦化合物前驱体，反应10秒至5分钟；（5）加入由乙基黄原酸镉与硬脂酸镉组成的Cd前躯体，保持温度10分钟至50分钟后，得到由CdS包覆的核壳量子点。本发明中使用了三辛基膦为反应介质。

又如中国发明专利CN101319138A公开了一种CdS及CdS/ZnS核壳型量子点的制备方法，其权利要求6中有述：所述的选用锌盐作为包壳用Zn前体，（TMS）₂S作为包壳用S前体，形成ZnS壳前体溶液，具体为：将锌盐和（TMS）₂S溶解在膦化合物和液体石蜡的混合溶液中，膦化合物和液体石蜡的混合体积比为1:3，使Zn前体的摩尔浓度为25-200毫摩尔/升，S前体的摩尔浓度为25-200毫摩尔/升，超声形成ZnS壳前体溶液，其中：所述锌盐是硬脂酸锌、乙酸锌或草酸锌，所述膦化合物是三正辛基膦、三正丁基膦、三本基膦或十四烷基磷酸。

再如中国发明专利CN104745193A公开了一种荧光磁性纳米复合材料及其制备方法，权利要求8的技术方案为：所述ZnSe-ZnS核壳量子点的制备方法包括以下步骤：称取0.32~0.42g硬脂酸锌溶于甲苯中，通氮气，加热到50~70℃，然后冷却至室温，得到Zn前体溶液；将16~24mg的S粉溶于三正辛基膦中，通氮气，加热到80~100℃，制得S前体溶液；在氮气保护下，加入已经准备好的ZnSeQDs溶液，且控制ZnSe：ZnS为1：（0.5~3），同时加入正庚烷、三正辛基氧化膦和十六烷基胺；混合溶液加入搅拌至180~200℃，直到正庚烷完全挥发为止；然后一边搅拌一边将已经制得的Zn前体溶液和S前体溶液缓慢加入，保持温度在180~200℃，反应至少1h，然后用甲醇洗涤纯化，沉淀真空干燥后得ZnSe-ZnS核壳量子点。

上述两份发明专利中制备以ZnS为壳层的核壳结构量子点时选用了三正辛基膦为反应介质。而在合成核壳结构量子点时使用三辛基膦(TOP)或磷酸三丁酯(TBP)等危险试剂，既不安全又不环保。由于Zn的无毒无害特性，以ZnS为壳层的核壳结构量子点在生物医药领域的应用已被研究，可用于生物标记和检测，以及合成荧光纳米探针等。

将两种不同类型的量子点结合成具有核壳结构的纳米复合物之后，通过减少内核量子点的表面缺陷，有利于限制其电子处于空穴核区，使核壳型量子点较单核型具有更好的化学稳定性和光学特性，还能改善原有量子点的细胞毒性。目前，核壳结构的量子点主要集中在量子点形状的改变、金属掺杂等优化量子点发光性质的研究，如何通过表面修饰提高量子点的靶向性，得到高效、低毒、荧光性好的多功能纳米探针是目前亟需解决的问题。

GPC-3为膜性硫酸乙酰肝素多糖蛋白，在肝癌组织中特异表达，参与调控多条信号通路，与肝细胞性肝癌（HCC）的发生发展密切相关。多因素分析表明：GPC-3表达是一个HCC总生存率的独立预后因子，血可溶性GPC-3既可用于肝癌诊断又可评估肝癌患者的预后。因此，通过建立高特异性和高灵敏度的GPC-3监测方法，可有望实现靶向HCC的准确诊断和及时治疗。