[发明专利]长时间靶向成像活细胞内RNA荧光碳点的制备方法及其产品和应用

说明书

本发明涉及一种长时间靶向成像活细胞内RNA荧光碳点的制备方法及其产品和应用，荧光碳点以间苯二胺、胺类化合物和水为原料水热合成具有长时间靶向成像活细胞内RNA的荧光碳点；合成方法简单，条件可控，制得的碳点具有强绿色荧光发射、超低生物毒性、还具有强抗光漂白及长时间成像细胞内RNA的性能，可作为RNA探针用于常规细胞内RNA分布定位或细胞内RNA动态变化，还可以用于指示细胞的状态以及筛选以RNA聚合酶I为靶点的抗癌药物。

技术领域

本发明属于纳米材料领域，具体涉及一种抗光漂白性强、生物相容性高，具有长时间靶向成像活细胞内RNA荧光碳点的制备方法，还涉及由该方法制得的产品和应用。

背景技术

RNA在细胞内具有极其复杂的功能，如运输(tRNA)、遗传信息翻译(mRNA)、分子机器支架(rRNA)、基因表达水平的调节(miRNA)以及催化功能(核酶)等。因此，长时间实时成像监控细胞内RNA的动态水平及其时空分布对理解RNA在细胞活动中的生理功能、RNA相关疾病发生的生理过程以及筛选以RNA聚合酶为靶向的抗癌药物均具有重要意义。

目前，越来越多的研究者致力于发展细胞内RNA的成像方法，其中被广泛应用的有荧光标记RNA显微注射技术、荧光原位杂交技术(FISH)、绿色荧光蛋白标记RNA结合蛋白技术等。但是这些技术繁琐耗时且只是针对单个或几个RNA分子，不能成像活细胞内整体RNA。虽然有机小分子荧光染料已被成功地应用于细胞内整体RNA成像，但是它们仍然面临着水溶性差、细胞毒性高以及光漂白性差等问题，不利于活细胞内RNA的长时间实时成像分析。

近年来，荧光碳点作为新型发光纳米材料中的杰出代表，具有粒径小(10nm)、水溶性良好、抗光漂白性强以及生物毒性低等优势，已经被广泛地应用于各种领域，尤其是生物成像领域。将碳点应用于亚细胞结构(包括细胞器和生物大分子)靶向成像的研究在近几年已逐步受到重视，但它们中的绝大部分需要借助靶向分子才能获得靶向效果。此外，可用于靶向细胞内RNA的碳点尚未见报道。因此，制备一种生物相容性好、抗光漂白性强且可长时间靶向成像活细胞内RNA的碳点是十分必要的。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的之一在于提供一种长时间靶向成像活细胞内RNA荧光碳点的制备方法，制备方法简单，条件可控；本发明的目的之二在于提供由上述方法制得的荧光碳点，该碳点具有强绿色荧光发射、超低生物毒性，具有抗光漂白性强和生物相容性高；本发明的目的之三在于提供上述荧光碳点在制备靶向细胞内RNA成像剂中的应用；本发明的目的之四在于提供荧光碳点在制备筛选靶向RNA聚合酶的抗癌药物中的应用。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

1、长时间靶向成像活细胞内RNA荧光碳点的制备方法，包括如下步骤：

1)反应：取间苯二胺、胺类化合物与水混合并溶解，然后于160～220℃反应至少16小时，冷却后得到棕黄色的液体；所述间苯二胺与胺类化合物的质量体积比为95～105︰0.1～0.5，单位mg︰mL，所述胺类化合物含有氨基和亚胺基；

2)中和：向步骤1)的反应液加入酸溶液调整反应液pH至6.8～7.8，得中和液；

3)纯化：将步骤2)得到的中和液固液分离，获得长时间靶向成像活细胞内RNA荧光碳点。

优选的，所述反应是在四氟乙烯反应釜中，于180℃反应20小时。

本发明步骤1)中，所述间苯二胺与胺类化合物的质量体积比为100︰0.2，单位mg︰mL。

本发明步骤1)中，所述水加入量按胺类化合物与水的体积比为2：48～5：45。

本发明步骤2)中，所述酸溶液为盐酸溶液。

本发明步骤3)中，所述固液分离为用孔径0.22微米的滤头过滤后，用截留分子量为 500-1000Da的透析袋透析24～48小时。