基于环氧合酶-2靶点快速定位高尔基体的橙光碳点及其制备和应用制造技术

本发明专利技术涉及一种基于环氧合酶

【技术实现步骤摘要】
基于环氧合酶
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2靶点快速定位高尔基体的橙光碳点及其制备和应用


[0001]本专利技术属于生物成像
，涉及一种橙光碳点，特别是一种能够快速精准靶向富含环氧合酶
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2的高尔基体的橙光碳点，以及该橙光碳点的制备和应用。

技术介绍

[0002]高尔基体是细胞中运输和分泌蛋白质/酶的关键结构。作为细胞的重要组成部分，高尔基体细微的pH、电性或形态变化都会造成生物系统紊乱，导致器官损伤，如眼、肾和肝脏疾病等。此外，高尔基体在炎症细胞或组织中产生的蛋白质或酶水平比正常细胞或组织高。因此，高尔基体的靶向荧光成像，对于监测高尔基体的微观结构形态及癌症的成像治疗至关重要。
[0003]碳点（Carbon Dots）是一种优异的靶向荧光探针，其尺寸小于10nm，具有发光波长可调、大斯托克斯位移及光稳定性好等优异的光学性能。碳点表面具有氨基、羧基等丰富的官能团，使其易于修饰偶联，同时具有低的细胞毒性和良好的生物相容性，在高尔基体荧光成像领域受到越来越多的关注。
[0004]目前的高尔基体靶向碳点研究工作中，Li等（Chiral Nanoprobes for Targeting and Long
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Term Imaging of the Golgi Apparatus[J]. Chemical Science, 2017, 8(10): 6829
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6835.）和Yuan等（Optically Active Blue
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Emitting Carbon Dots to Specifically Target the Golgi Apparatus[J]. RSC Advances, 2017, 7(79): 49931
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49936.）利用手性和巯基的特殊结构，分别以两步热解法合成了蓝光发射的高尔基体靶向型碳点，用于人表皮喉癌细胞HEp
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2、人肝癌细胞HepG2、人宫颈癌细胞HeLa、人非小细胞肺癌细胞A549、小鼠血管平滑肌细胞SMC及WT巨噬细胞等中的高尔基体成像。侯鹏等（记忆型碳点的制备及其在生物医药分析中的应用研究[D], 西南大学, 2018.）基于碱性配体在酸性细胞器滞留的策略，合成了黄光发射的高尔基体靶向型碳点，用于A549、HepG2、HeLa细胞、人脐静脉内皮细胞HUVEC，人神经母细胞瘤细胞SK
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N
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SH等中的高尔基体成像。
[0005]上述高尔基体靶向型碳点多以两步热解法为主，进行官能团修饰，不仅合成方法比较复杂，且碳点的发射波长较短，位于300～550nm范围，易受到自体荧光的干扰，限制了高尔基体靶向型碳点在组织成像中的应用。
[0006]同时，上述手性、巯基和碱性配体的特殊结构未能深入探讨解释探针的靶向专有性。例如，手性配体和巯基结构在高尔基体中的具体作用位点仍有待进一步研究，基于碱性探针与酸性环境结合的靶向策略可能会对同样具有酸性环境的其它亚细胞器产生靶向作用，从而限制了高尔基体靶向型碳点的开发。
[0007]基于配体与蛋白受体靶点结合的主动靶向作用，是近来引起关注的一种高效的靶向成像手段。
[0008]环氧合酶
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2属于一种同工的应激酶，是一种优良的可追踪生物标志物。环氧合酶
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2一般情况下不表达，但在机体处于炎症及癌症时会在高尔基体中高度表达，如在炎症反应
中参与调解水肿和疼痛生理过程等。磺酰胺基团可以与环氧合酶
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2的活性位点选择性结合。因此，基于磺酰胺基团与环氧合酶
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2的配体
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蛋白受体结合的主动靶向作用，设计一种高尔基体靶向型碳点荧光探针，将具有很大的研究前景。
[0009]然而，在生物荧光成像操作中可以发现，现有碳点靶向探针的培育时间长达30min～4h，无法实现高尔基体的快速精准成像，限制了荧光成像效率。如Tong等（One
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step Fabrication of Functional Carbon Dots with 90% Fluorescence Quantum Yield for Long
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Term Lysosome Imaging[J]. Analytical Chemistry, 2020, 92(9): 6430
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6436.）开发的P
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R CDs溶酶体探针，需要10min才能进入细胞进行成像。而上述Li等合成的蓝光发射高尔基体靶向型碳点探针，为了达到更好的成像效果，孵育4h后才进行高尔基体成像。
[0010]因此，需要对可以实现高尔基体快速精准成像的探针进行开发，以实现高尔基体的实时成像，大幅提高定位成像效率。

技术实现思路

[0011]本专利技术的目的是提供一种基于环氧合酶
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2靶点快速定位高尔基体的橙光碳点，以及该橙光碳点的制备和应用，以实现对环氧合酶
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2高度表达高尔基体的快速、准确定位。
[0012]为实现上述专利技术目的，本专利技术提供的橙光碳点是以对苯二胺和苯磺酰胺为原料，按照对苯二胺与苯磺酰胺的摩尔比为1～3∶1溶于溶剂甲醇中，密闭下进行溶剂热反应，反应产物提纯后得到的碳点固体粉末。
[0013]进一步地，所述对苯二胺与苯磺酰胺的摩尔比优选为3∶1。
[0014]更进一步地，本专利技术是在160～200℃下进行溶剂热反应以得到橙光碳点的。
[0015]更具体地，所述溶剂热反应时间优选为6～10h。
[0016]本专利技术制备的橙光碳点为酒红色固体粉末，粒径小于5nm，其在固态下无荧光，溶液状态下能够发射612nm的荧光，不具有激发依赖性，属于橙光发射。
[0017]进而，本专利技术提供了所述快速定位高尔基体的橙光碳点的一种制备方法，是将对苯二胺与苯磺酰胺以摩尔比1～3∶1溶于溶剂甲醇中得到反应溶液，超声分散均匀，于密闭反应釜中加热至160～200℃下进行溶剂热反应6～10h，反应产物经提纯、干燥后得到深酒红色的碳点固体粉末。
[0018]其中，优选地，本专利技术所述反应溶液的浓度不大于30mg/mL。
[0019]更优选地，是将所述反应溶液以频率60KHz的超声波超声分散3～10min，以使原料充分混合均匀。
[0020]进一步地，本专利技术是将反应产物先以0.22μm亲水性微孔滤膜进行过滤，再以截留分子量500～1000Da的透析袋透析，以将反应产物进行提纯处理。
[0021]提纯后的反应产物浓缩后，经真空冷冻干燥，即可制备得到本专利技术橙光碳点固体粉末。
[0022]具体地，所述真空冷冻干燥是在真空度2Pa、冷冻温度
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80℃下冷冻干燥12～24h。
[0023]本专利技术制备的橙光碳点可以作为荧光探针，应用于细胞的医学成像中。
[0024]进一步的，本专利技术制备的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于环氧合酶
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2靶点快速定位高尔基体的橙光碳点，是以对苯二胺和苯磺酰胺为原料，按照对苯二胺与苯磺酰胺的摩尔比为1～3∶1溶于溶剂甲醇中，密闭下进行溶剂热反应，反应产物提纯后得到的碳点固体粉末。2.根据权利要求1所述的基于环氧合酶
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2靶点快速定位高尔基体的橙光碳点，其特征是对苯二胺与苯磺酰胺的摩尔比为3∶1。3.根据权利要求1所述的基于环氧合酶
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2靶点快速定位高尔基体的橙光碳点，其特征是在160～200℃下进行溶剂热反应。4.根据权利要求1所述的基于环氧合酶
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2靶点快速定位高尔基体的橙光碳点，其特征是溶剂热反应时间6～10h。5.权利要求1所述橙光碳点的制备方法，是将对苯二胺与苯磺酰胺以摩尔比1～3∶1溶于溶剂甲醇中得到反应溶液，超声分散均匀，于...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈琳，张昕，李强，卫迎迎，杜晶磊，于世平，杨永珍，刘旭光，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：