[发明专利]一种基于镧系金属的双功能纳米探针及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种基于镧系金属的双功能纳米探针，其特征在于：该纳米探针由多肽N端的NH₂与BCTOT上的SO₂Cl生成SO₂-NH连接，所述多肽C端上含有SH与纳米材料连接，且所述多肽上连接的BCTOT与镧系金属离子螯合组成；

所述多肽上含有蛋白酶的剪切位点；

所述纳米材料为纳米金、纳米银、纳米硅、石墨烯、碳纳米管或上转换纳米颗粒；

所述镧系金属离子为铕离子；

所述多肽中蛋白酶的剪切位点的氨基酸序列为DEVD；

所述纳米材料为颗粒状，所述纳米材料的粒径为10nm～100nm；

所述多肽的氨基酸序列是N端-GKDEVDAPGC-C端。

2.一种权利要求1所述的基于镧系金属的双功能纳米探针的制备方法，包括如下步骤：1)将所述多肽作为桥联剂首先与天线分子所述BCTOT反应，得到BCTOT修饰的多肽；

2)将所述BCTOT修饰的多肽与所述镧系金属离子螯合反应，得到螯合后的多肽溶液；

3)将所述螯合后的多肽溶液与所述纳米材料溶液反应，即得到基于镧系金属的双功能纳米探针；

所述多肽与所述BCTOT的摩尔比为1：0.5～1；

步骤1)中，所述反应的温度为10～30℃；

所述反应的时间为1～24h；

步骤2)中，所述镧系金属离子与所述BCTOT的摩尔比为0.1～10:1；

所述镧系金属离子与所述BCTOT螯合后的浓度为0.1～100μM；

所述螯合反应的温度为30℃～60℃，所述螯合反应的时间为1～8h；

所述纳米材料的粒径为10nm～100nm；

所述多肽与所述纳米材料的摩尔比为100～3000：1；

步骤3)中，所述反应的温度为10～30℃；

所述反应的时间为1～36h。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：步骤1)中，所述反应的体系中还加入缚酸剂；

所述缚酸剂为三乙胺和/或吡啶；

所述多肽与所述缚酸剂的摩尔比为1：0.05～1:0.2。

4.权利要求1所述的双功能纳米探针在下述(1)-(6)中任意之一中的应用：

(1)在对蛋白酶的定性和/或定量检测中的应用；

(2)在制备定性和/或定量检测蛋白酶的产品中的应用；

(3)在对蛋白酶的细胞内成像中的应用；

(4)在制备对蛋白酶的细胞内成像的产品中的应用；

(5)在筛选蛋白酶的增强剂或抑制剂中的应用；

(6)在制备筛选蛋白酶的增强剂或抑制剂的模型中的应用；

所述蛋白酶为caspase-3。

5.根据权利要求4所述的应用，其特征在于：所述定性检测采用光谱检测，所述定量检测采用质谱检测；

所述光谱检测具体为细胞成像，所述质谱检测具体为ICP-MS定量检测；

和/或，所述定性和/或定量检测为体外和/或活细胞内进行。

6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于：所述体外定性检测的方法包括如下步骤：

当采用光谱检测和/或质谱检时，按照如下步骤进行：1)将所述基于镧系金属的双功能纳米探针溶液加入到体外的检测样品中，反应，然后将所述反应的体系离心，取上清液，光谱检测和/或质谱检测上清液，若有检测到荧光和/或所述镧系金属离子信号响应，则表明待测样品中含有蛋白酶；

或，细胞内定性检测的方法包括如下步骤：将所述基于镧系金属的双功能纳米探针溶液加入活细胞中，反应，然后将孵育了所述探针的所述活细胞进行裂解后，离心分离收集上清液，质谱检测检测上清液，若有检测到所述镧系金属离子信号响应，则表明待测细胞内含有蛋白酶或表明待测细胞内的蛋白酶具有蛋白酶活性；

或，体外定量检测的方法包括如下步骤：首先将所述基于镧系金属的双功能纳米探针溶液加入到所述蛋白酶的标准品中，测定所述镧系金属离子的浓度，以所述蛋白酶的标准品的浓度为横坐标，所述镧系金属离子的浓度为纵坐标，建立标准曲线Ⅰ；将所述基于镧系金属的双功能纳米探针溶液加入到体外的检测样品中，反应，然后将所述反应的体系离心，取上清液，质谱检测上清液，测得待测样品中镧系金属离子的浓度代入所述标准方程Ⅰ中，即得到所述待测样品中蛋白酶的含量；

或，细胞内定量检测的方法包括如下步骤：首先将所述基于镧系金属的双功能纳米探针溶液加入到所述蛋白酶的标准品中，测定所述镧系金属离子的浓度，以所述蛋白酶的标准品的浓度为横坐标，所述镧系金属离子的浓度为纵坐标，建立标准曲线Ⅱ；将所述基于镧系金属的双功能纳米探针溶液加入活细胞中，反应，然后将孵育了所述探针的所述活细胞进行裂解后，离心分离收集上清液，质谱检测上清液，测得待测细胞中镧系金属离子的浓度代入所述标准方程Ⅱ中，即得到所述待测细胞中蛋白酶的含量；

或，细胞成像的方法包括如下步骤：培养皿中活细胞与所述基于镧系金属的双功能纳米探针溶液孵育，然后将孵育了所述探针的所述活细胞进行洗涤后，进行细胞成像即可。