[发明专利]一种细胞核靶向碳点、制备及应用

说明书

本发明提供了一种细胞核靶向碳点、制备及应用，以间苯二胺和盐酸氨基脲为原料，无水乙醇为溶剂，通过一步溶剂热法合成细胞核靶向碳点。本发明成功合成了一种新型的具有ROS稳定性的细胞核靶向荧光碳点，同时具有入胞时间快，光稳定性好，化学稳定性高等优点，可用于细胞核的成像以及细胞铁死亡过程中核酸结构的成像，这是首次碳点用于铁死亡过程中核酸结构的动态成像。

技术领域

本发明涉及荧光纳米材料制造领域，具体涉及一种细胞核靶向碳点、制备及应用。

背景技术

细胞铁死亡是一种铁依赖性的，区别于细胞凋亡、细胞坏死、细胞自噬的细胞程序性死亡方式，其在生物化学特征方面主要表现为细胞内活性氧 (ROS) 和脂质过氧化物的异常增加，在细胞核层面上的形态学变化特征主要表现为细胞核保持结构完整性和缺乏染色质的凝集。目前绝大多数研究中都是通过透射电子显微镜（TEM）来表征，但TEM有一些缺点，如制样麻烦，操作复杂，价格昂贵，而且细胞已失去活性。而通过荧光纳米材料可以实时观察活细胞核酸结构在铁死亡过程中的动态变化。但到目前为止，没有任何碳点应用于活细胞铁死亡过程中核酸结构的动态成像，这可能是由于其活性氧（ROS）稳定性差导致的。

近来，碳点作为一种新的荧光纳米材料，具有原料易得，制备方便，细胞毒性低，生物相容性好等优势，在生物医学等研究领域展示出广泛的应用前景。关于碳点靶向细胞核的相关报道不多，且大多存在着入胞时间长，荧光量子产率低，光稳定性差，成像不够清晰等缺陷。并且由于细胞铁死亡过程中会伴随着大量的活性氧（ROS）产生，所以用于细胞铁死亡过程中的细胞核碳点还需具有很强的化学稳定性，不与ROS (H₂O₂、OH·) 反应。因此，开发新型的核靶向碳点是迫切必要的。

发明内容

本发明提出了一种细胞核靶向碳点、制备及应用，本发明提供的荧光碳点能特异性靶向细胞核，并且具有入胞时间快，光稳定性好，化学稳定性高等优点。更重要的是，碳点对活性氧（ROS）有极高的稳定性，可用于细胞核的成像以及活细胞铁死亡过程中核酸结构的动态成像。这是首次碳点用于活细胞铁死亡过程中核酸结构的动态成像。

实现本发明的技术方案是：

一种细胞核靶向碳点的制备方法，以间苯二胺和盐酸氨基脲为原料，无水乙醇为溶剂，通过一步溶剂热法合成细胞核靶向碳点。

间苯二胺溶于无水乙醇中浓度为52 mM，盐酸氨基脲溶于无水乙醇中浓度为81mM，所述间苯二胺和盐酸氨基脲在无水乙醇中于180 ℃反应12 h制备得到。

其合成路线如下：

。

所述细胞为HepG2细胞。

本发明是用于细胞核靶向的碳点。

优选地，所述的碳点在细胞核的成像试剂中的应用。

优选地，所述的碳点在细胞铁死亡过程中核酸结构的成像检测试剂中的应用。

上述应用具体包括：

所述碳点对ROS的化学稳定性，具体步骤如下：

（1）将碳点的储备液稀释在PBS缓冲中，使终浓度为10 μg/ mL，得到混合液A；PBS缓冲溶液的浓度为10 mM，pH范围为7.2-7.4；

（2）将各ROS(H₂O₂、OH·)溶液分别加入到混合液A，得到一系列混合液；各ROS溶液的浓度为100 μM；

（3）将步骤（2）中得到的混合液转移至荧光比色皿中，利用荧光分光光度计，激发波长为455 nm，测量荧光强度。

（4）将DNA溶液加入到混合液A，DNA溶液的浓度为100μg/mL，得到一系列混合液B；