[发明专利]一种荧光性大粒径树枝状大分子及其制备方法

说明书

本发明公开了一种荧光性大粒径树枝状大分子及其制备方法，具体为以含有羧基的碳量子点为荧光核心，将端部含有氨基的3代PAMAM树枝状大分子通过缩合反应组装到碳量子点表面。制备得到的荧光性大粒径树枝状大分子荧光效果好，粒径相对较大，多项性质都优于所使用的3代树枝状大分子。此方法的制备过程相对简单易操作，成本低廉，重复性好安全环保，且产物荧光性能良好，可以被用于药物运载，荧光成像及基因转染等多个领域。

技术领域

本发明涉及生物载体材料技术领域，具体涉及一种荧光性大粒径树枝状大分子及其制备方法。

背景技术

近些年来，树枝状大分子由于其分子量分布单一，表面具有较高的官能团密度且易于官能化等诸多优势，被越来越多的应用于药物运输、基因转染等多个生物医药相关领域。与传统的线性大分子相比，树枝状大分子具有明确的分子量和分子尺寸，在代数较低时，树枝状大分子一般是开放的分子构型，在代数达到四代以上时，分子会转变为外紧内松的球形三维结构。但是随着这项技术的发展，需要解决的问题也越来越多，在合成尺寸较大的高代树枝状大分子的反应过程中，不可避免的副反应和反应不完全导致分子产生缺陷，而且高代产物分子量大，体系变得粘稠且分子本身具有空穴，产物的制备和提纯繁琐耗时。

通常在树枝状大分子的制备中，人们往往采用更合适的聚合体系或反应方式来提高树枝状大分子的产率并减少缺陷的产生。缩合反应是目前最常用的树枝状大分子合成方法，缩合反应方法简单，但易于水解，使聚合物的应用受到了限制；也有报道称通过取代反应得到的聚合物稳定性好，但这种方法的单体来源有限，不能大范围推广。Jae Wook Lee等(Macromolecules，2006,39,2418-2422)采用发散法合成了聚酰胺-胺 (Polyamidoamine，简称PAMAM)树枝状大分子，这种方法可以快速方便的合成不同代数的PAMAM树枝状大分子，且产率较高，但该方法在制备高代数树枝状大分子时效率不够理想，且副产物和杂质较多。Alajangi H K等(Chemistry Select，2016，1，5206-5217)研究称低代数的PAMAM树枝状大分子(G1，G2，G3)也具有良好的基因转染的能力，而且低代数的树枝状大分子生物毒性极小，具有很好的体内应用的前景。

目前应用于生物医药领域最成熟的就是PAMAM树枝状大分子，因为其结构主要由酰胺键组成，易于降解，表面丰富的氨基易于官能化改性，内部的空腔结构也是药物负载的理想选择，然而同大多数的树枝状大分子一样，较高代数的PAMAM树枝状大分子也具有较大的细胞毒性，且制备过程繁琐。较低代数的树枝状大分子制备简便，生物毒性小，但应用起来却不如高代树枝状大分子广泛，主要原因在于其结构及粒径导致其效率偏低。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题在于现有的大粒径树枝状大分子制备提纯过程繁琐耗时、操作条件苛刻、生产过程毒性较大、效率低、成本高的问题，进而提供了一种简便的方法，使用低代数易制备的树枝状大分子和碳量子点(Carbon dots，简称CDs)组装成了一种带有荧光性质大尺寸树枝状大分子的组合体，其工艺流程简便、成产过程环保，效率高，成本低，且具有良好的荧光效果。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种荧光性大粒径树枝状大分子的制备方法，包括以碳量子点为荧光核心，将低代树枝状大分子通过缩合反应组装到所述碳量子点表面。

所述低代树枝状大分子为低代PAMAM树枝状大分子，优选端部含有氨基的3代PAMAM树枝状大分子；所述碳量子点为含有羧基的碳量子点。

更优的，所述的荧光性大粒径树枝状大分子的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、荧光碳量子点的制备

将柠檬酸溶解于甲酰胺，然后加入到高压反应釜中，在180～220℃温度下反应10～16h，反应结束后将产物加入丙酮中沉降、离心收集，使用甲醇将收集到的产物分散后过滤、蒸干，然后重新分散于甲醇中，制成碳量子点溶液；