一种铜-对苯二甲酸纳米粒子、其制备方法及应用技术

本发明专利技术提供了一种铜‑对苯二甲酸纳米粒子、其制备方法及应用，所述铜‑对苯二甲酸纳米粒子在酸性条件下能够释放Cu

A copper-terephthalic acid nanoparticle, its preparation method and Application

【技术实现步骤摘要】
一种铜-对苯二甲酸纳米粒子、其制备方法及应用
本专利技术属于纳米医学器件研制领域，具体涉及一种铜-对苯二甲酸纳米粒子、其制备方法及应用。
技术介绍
细胞溶酶体的异常行为与人体内许多疾病密切相关。有效的标记与追踪溶酶体对疾病诊断非常重要。溶酶体内的pH值（pH4.5~5.5）一般低于细胞质基质的pH值（pH~7.4）（AnalyticalChemistry，87卷，1499-1502），基于该特点制备的具有pH敏感性探针来标记细胞溶酶体的工作已被广泛报道（AnalyticaChimicaActa，988卷，66-73）。但是，细胞核内体的pH也是酸性的，这一因素严重干扰了pH敏感性探针对溶酶体标记的准确性。溶酶体的功能与细胞内H2O2含量有关，且与细胞质基质相比，溶酶体内的H2O2含量偏高（BiosensorsandBioelectronics，79卷，237-243），基于该特点制备的具有H2O2敏感性探针来标记细胞溶酶体的工作也被广泛报道（MethodsinMolecularBiology，1594卷，129-139）。然而，H2O2在细胞内分布广泛，使用H2O2敏感性探针来标记细胞溶酶体时会受到很强的背景干扰。这些依赖单一因素来标记细胞溶酶体的方法准确度较低，在临床应用中往往会造成误诊。此外，目前商业化的溶酶体标记探针的荧光容易受外界因素影响而猝灭，这些探针在使用时需要避光操作，给实际应用带来很多不便。因此，开发出一种能够准确标记细胞溶酶体且操作简便的溶酶体标记探针是临床中疾病诊断急需解决的问题。Cu2+能够催化H2O2分解产生羟基自由基（ChemicalCommunications，46卷，9220-9222）。对苯二甲酸能够被羟基自由基氧化成具有稳定荧光性能的羟基对苯二甲酸，是常用的羟基自由基捕获剂（ElectrochemistryCommunications，2卷，207-210）。Cu2+能够与对苯二甲酸配位自装成具有金属有机骨架结构的材料铜-对苯二甲酸纳米粒子。铜-对苯二甲酸纳米粒子能够在酸性条件下分解，释放出Cu2+，进而在H2O2作用下生成荧光物质。
技术实现思路
本专利技术的目的在于铜-对苯二甲酸纳米粒子、其制备方法及应用。本专利技术制得的铜-对苯二甲酸纳米粒子能够通过细胞内吞作用进入细胞溶酶体，并在细胞溶酶体的酸性环境内分解释放Cu2+，释放出的Cu2+能够催化溶酶体内的H2O2产生羟基自由基，生成的羟基自由基进一步将该荧光成像探针内的对苯二甲酸氧化成具有稳定荧光性能的羟基对苯二甲酸。溶酶体内的pH比细胞质基质的pH低，H2O2含量比细胞质基质内的H2O2含量高，导致细胞溶酶体的荧光信号强度远高于细胞其他部位的荧光信号强度，从而实现对细胞溶酶体的准确标记。基于上述目的，本专利技术采取如下技术方案：一种铜-对苯二甲酸纳米粒子的制备方法，包括如下步骤:（1）取醋酸铜分散在质量百分数为0.05~0.1%的可溶性淀粉水溶液中；（2）将对苯二甲酸与氢氧化钠分散在蒸馏水中，然后将该溶液逐滴加入到步骤（1）的混合溶液中，搅拌，接着将溶液静置20~30h，离心，洗涤，即得到产物，其中，醋酸铜、对苯二甲酸、氢氧化钠摩尔比为（1.2~1.5）:1:（1.8~2.5）。优选地，具体过程如下：取0.05mmol醋酸铜分散在20mL质量百分数为0.08%的可溶性淀粉水溶液中，将0.035mmol对苯二甲酸与0.07mmol氢氧化钠分散在10mL蒸馏水中，然后将该溶液逐滴加入到上述醋酸铜和淀粉的混合溶液中，搅拌10~30min，接着将溶液静置20~30h，离心、洗涤，即得到产物。上述制备方法制得的铜-对苯二甲酸纳米粒子。上述铜-对苯二甲酸纳米粒子作为纳米荧光成像探针的应用，荧光成像时的pH为4~5且H2O2浓度≥0.1mM。上述铜-对苯二甲酸纳米粒子在制备荧光标记溶酶体制剂和/或荧光标记溶酶体工具中的应用，所述铜-对苯二甲酸纳米粒子能够通过细胞内吞进入细胞溶酶体，并在酸性溶酶体内分解释放出Cu2+；在细胞溶酶体内释放的Cu2+能够催化细胞内的H2O2分解产生羟基自由基；进而被羟基自由基氧化成发荧光的物质。所述铜-对苯二甲酸纳米粒子的荧光非常稳定，能够持续48h以上不猝灭。上述铜-对苯二甲酸纳米粒子在制备荧光标记溶酶体制剂和/或荧光标记溶酶体工具中的应用，荧光成像时的pH为4~5且H2O2浓度≥0.1mM。一种标记细胞溶酶体的试剂，含有上述铜-对苯二甲酸纳米粒子。一种标记细胞溶酶体的试剂盒，含有上述铜-对苯二甲酸纳米粒子。本专利技术还提供了一种标记细胞溶酶体的方法：细胞以单层形式生长在培养皿（CorningGlassWorks）中，在细胞密度达到50%时加入纳米荧光成像探针，然后共同培养24小时，细胞用PBS缓冲溶液洗涤，加入新制的4%多聚甲醛的PBS溶液，用荧光显微镜对细胞进行成像，细胞内荧光信号较强的地方即为溶酶体。本专利技术铜-对苯二甲酸纳米粒子是一种具有金属-有机骨架结构的材料，在酸性条件下能够释放Cu2+并能够被羟基自由基氧化生成荧光物质；吸附在所述铜-对苯二甲酸纳米粒子内的可溶性淀粉，所述可溶性淀粉能够使所述铜-对苯二甲酸纳米粒子的Zeta电位在pH不同的溶液中保持稳定。本专利技术还提供了一种标记溶酶体的方法。本专利技术提供的铜-对苯二甲酸纳米粒子作为纳米荧光成像探针能够被细胞内吞，并进入溶酶体。溶酶体内的pH值比细胞质基质的低，且H2O2含量比细胞质基质的高。该纳米荧光成像探针在细胞的酸性溶酶体内能够分解并释放出Cu2+，而Cu2+能够进一步催化细胞溶酶体内的H2O2分解产生羟基自由基。羟基自由基将该纳米荧光成像探针中的对苯二甲酸氧化成具有荧光性质的羟基对苯二甲酸。细胞与一定浓度的铜-对苯二甲酸纳米粒子相互培养一段时间后，铜-对苯二甲酸纳米粒子通过细胞内吞作用进入细胞溶酶体，并在溶酶体内产生大量的羟基自由基，进而生成大量的荧光物质，此时进行荧光成像，细胞溶酶体的荧光成像强度明显比细胞其他部位的荧光成像强度高，进而可以实现溶酶体的标记。与现有技术相比，本专利技术提供的铜-对苯二甲酸纳米粒子作为纳米荧光成像探针能够在溶酶体低pH环境和高H2O2浓度刺激下产生稳定的强荧光信号，进而无需避光操作即可实现对细胞溶酶体的准确标记。附图说明图1为本专利技术实施例制备铜-对苯二甲酸纳米粒子及其进行溶酶体标记的工作原理示意图；图2为本专利技术实施例制备的铜-对苯二甲酸纳米粒子的扫描电镜图；图3为本专利技术实施例制备的铜-对苯二甲酸纳米粒子的X射线衍射图；图4为本专利技术实施例制备的铜-对苯二甲酸纳米粒子分散在pH不同的缓冲溶液4h后上清液的紫外-可见吸收图；图5为本专利技术实施例制备的铜-对苯二甲酸纳米粒子分散在pH不同的缓冲溶液中的Zeta电位；图6为本专利技术实施例制备的铜-对苯二甲酸纳米粒子分散在pH不同的缓冲溶液中的荧光光谱；图7为本专利技术实施例制备的铜-对苯二甲酸纳米粒子分散在pH为4的缓冲溶液中且H2O2浓度不同条件下的荧光光谱；图8为本专利技术实施例制备的铜-对苯二甲酸纳米粒子在pH不同且含有不同金属离子和有机分子的缓冲溶液中的荧光强度；图9为本专利技术实施例制备的铜-对苯二甲酸纳米粒子分散在pH为4的缓冲溶液中且H2O2为1mM时荧光光谱随时间的变化图；图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种铜‑对苯二甲酸纳米粒子的制备方法，其特征在于，包括如下步骤:（1）取醋酸铜分散在质量百分数为0.05~0.1%的可溶性淀粉水溶液中；（2）将对苯二甲酸与氢氧化钠分散在蒸馏水中，然后将该溶液逐滴加入到步骤（1）的混合溶液中，搅拌，接着将溶液静置20~30 h，离心，洗涤，即得到产物，其中，醋酸铜、对苯二甲酸、氢氧化钠摩尔比为（1.2~1.5）:1:（1.8~2.5）。

【技术特征摘要】
1.一种铜-对苯二甲酸纳米粒子的制备方法，其特征在于，包括如下步骤:（1）取醋酸铜分散在质量百分数为0.05~0.1%的可溶性淀粉水溶液中；（2）将对苯二甲酸与氢氧化钠分散在蒸馏水中，然后将该溶液逐滴加入到步骤（1）的混合溶液中，搅拌，接着将溶液静置20~30h，离心，洗涤，即得到产物，其中，醋酸铜、对苯二甲酸、氢氧化钠摩尔比为（1.2~1.5）:1:（1.8~2.5）。2.根据权利要求1所述的铜-对苯二甲酸纳米粒子的制备方法，其特征在于，具体过程如下：取0.05mmol醋酸铜分散在20mL质量百分数为0.08%的可溶性淀粉水溶液中，将0.035mmol对苯二甲酸与0.07mmol氢氧化钠分散在10mL蒸馏水中，然后将该溶液逐滴加入到上述醋酸铜和淀粉的混合溶液中，搅拌10~30min，接着将溶液静置20~30h，离心、洗涤，即得到产物。3.利用权利要求1或2所述的制备方法制得的铜-对苯二...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈健，王是杰，张莹，
申请(专利权)人：黄河科技学院，
类型：发明
国别省市：河南,41