表面修饰三苯基膦基团的纳米金刚石及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种表面修饰三苯基膦基团的纳米金刚石及其制备方法和应用，属于纳米金刚石领域。该方法包括：去除纳米金刚石表面的非定型碳、石墨和有机物，并使纳米金刚石表面羧基化，得到羧基化金刚石；将羧基化金刚石表面的羧基和羰基还原成羟基，得到羟基化金刚石；在羟基化金刚石表面通过硅烷连接上叠氮基团，得到叠氮化金刚石；在叠氮化金刚石表面修饰上用于靶向线粒体的三苯基膦基团，得到靶向线粒体的表面修饰三苯基膦基团的纳米金刚石。该方法通过应用无铜点击化学的反应方法，实现在纳米金刚石的表面修饰三苯基膦基团，使其靶向线粒体的功能，能够为基于纳米金刚石实现线粒体靶向给药以及给药前后生理环境变化测量的研究提供基础。的研究提供基础。的研究提供基础。

【技术实现步骤摘要】
表面修饰三苯基膦基团的纳米金刚石及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及纳米金刚石领域，具体涉及一种表面修饰三苯基膦基团的纳米金刚石及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]线粒体作为细胞的能量来源，对实现细胞增殖和细胞基本功能非常重要，因此实现对线粒体的靶向是癌症靶向治疗的一个重要研究方向。
[0003]纳米金刚石作为一种碳基纳米材料，有很好的生物兼容性，结合它表面官能团丰富的特点，可以被用于作为抗癌药物的载药体系。除了载药功能外，纳米金刚石还是一种具有稳定荧光的材料，能够用于生物成像。另外，其体内含有的氮
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空位缺陷中心还令其具备了测量磁场、电场等物理量的能力。因此，实现纳米金刚石的靶向，能够为其的靶向给药及生物测量研究提供基础。
[0004]目前，基于EDC/NHS交联化学的方法，将能够靶向线粒体的多肽偶联到纳米金刚石表面，实现过纳米金刚石对线粒体的靶向。不过，EDC/NHS交联化学的方法存在中间产物易水解的竞争反应，会导致纳米金刚石表面修饰效率降低，从而会影响靶向效率。

技术实现思路

[0005]基于此，本专利技术提出了一种能够避免竞争反应的，具有靶向线粒体功能，且靶向效率好的表面修饰三苯基膦基团的纳米金刚石及其制备方法和应用。
[0006]根据本专利技术的第一个方面，提供了一种表面修饰三苯基膦基团的纳米金刚石的制备方法，包括：去除纳米金刚石表面的非定型碳、石墨和有机物，并使上述纳米金刚石表面羧基化，得到羧基化金刚石；将上述羧基化金刚石表面的羧基和羰基还原成羟基，得到羟基化金刚石；在上述羟基化金刚石表面通过硅烷连接上叠氮基团，得到叠氮化金刚石；基于无铜点击化学的反应在上述叠氮化金刚石表面修饰上用于靶向线粒体的三苯基膦基团，得到靶向线粒体的表面修饰三苯基膦基团的纳米金刚石。
[0007]根据本专利技术的实施例，其中，上述去除纳米金刚石表面的非定型碳、石墨和有机物，并使上述纳米金刚石表面羧基化包括：通过混合酸液使上述纳米金刚石的表面羧基化，得到上述羧基化金刚石。
[0008]根据本专利技术的实施例，其中，上述去除纳米金刚石表面的非定型碳、石墨和有机物，并使上述纳米金刚石表面羧基化，还包括：在通过混合酸液使上述纳米金刚石的表面羧基化之后，对得到的纳米金刚石进行洗涤，以去除残余的上述混合酸液；使经酸洗后的上述纳米金刚石和氢氧化钠溶液反应以进行碱洗，并洗涤去除残余的碱液，得到碱洗后的纳米金刚石；
使上述碱洗后的纳米金刚石和盐酸溶液反应，并洗涤去除残余的盐酸溶液，得到上述羧基化金刚石。
[0009]根据本专利技术的实施例，其中，上述混合酸液为硝酸、浓硫酸和高氯酸的混合酸。
[0010]根据本专利技术的实施例，其中，上述将上述羧基化金刚石表面的羧基和羰基还原成羟基，包括：使上述羧基化金刚石和硼烷反应，洗涤得到上述羟基化金刚石。
[0011]根据本专利技术的实施例，其中，上述在上述羟基化金刚石表面通过硅烷连接上叠氮基团，包括：通过3
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溴丙基三氯硅烷与上述羟基化金刚石的上述羟基反应，在纳米金刚石的表面连接溴基团；让上述溴基团和叠氮化钾反应，使上述溴基团被叠氮基团取代，得到上述叠氮化金刚石。
[0012]根据本专利技术的实施例，其中，上述基于无铜点击化学的反应在上述叠氮化金刚石表面修饰上用于靶向线粒体的三苯基膦基团，包括：使二苯基环辛炔
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三苯基膦与上述叠氮化金刚石的叠氮基团反应，使纳米金刚石表面修饰上具有线粒体靶向功能的三苯基膦基团。
[0013]根据本专利技术的实施例，其中，上述基于无铜点击化学的反应在上述叠氮化金刚石表面修饰上用于靶向线粒体的三苯基膦基团，还包括：上述二苯基环辛炔
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三苯基膦与上述叠氮化金刚石的上述叠氮基团反应后，采用乙腈洗涤得到上述表面修饰三苯基膦基团的纳米金刚石。
[0014]根据本专利技术的第二个方面，提供了一种通过上述方法制备得到的表面修饰三苯基膦基团的纳米金刚石。
[0015]根据本专利技术的第三个方面，提供了一种表面修饰三苯基膦基团的纳米金刚石在抗癌药物的载药体系中的应用。
[0016]从上述技术方案可以看出，本专利技术提供的表面修饰三苯基膦基团的纳米金刚石及其制备方法和应用具有以下有益效果：本专利技术通过应用无铜点击化学的反应方法，实现在纳米金刚石的表面修饰三苯基膦基团，该方法不存在竞争反应，反应效率高；并且无需金属催化剂，对生物无毒。本专利技术制备的表面修饰TPP
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基团的纳米金刚石，具有靶向线粒体的功能，能够为基于纳米金刚石同时实现线粒体靶向给药以及给药前后生理环境变化测量的研究提供基础。
附图说明
[0017]图1为本专利技术实施例的表面修饰三苯基膦基团的纳米金刚石的制备流程图；图2为本专利技术实施例的得到羧基化金刚石的反应流程图；图3为本专利技术实施例的得到羟基化金刚石的反应流程图；图4为本专利技术实施例的得到叠氮化金刚石的反应流程图；图5为本专利技术实施例的得到表面修饰三苯基膦基团的纳米金刚石的反应流程图。
具体实施方式
[0018]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本专利技术作进一步的详细说明。
[0019]线粒体作为细胞的能量来源，对实现细胞增殖和细胞基本功能非常重要，因此实现对线粒体的靶向是癌症靶向治疗的一个重要研究方向。
[0020]纳米金刚石作为一种碳基纳米材料，有很好的生物兼容性，结合它表面官能团丰富的特点，可以被用于作为抗癌药物的载药体系。除了载药功能外，纳米金刚石还是一种具有稳定荧光的材料，能够用于生物成像。另外，其体内含有的氮
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空位缺陷中心还令其具备了测量磁场、电场等物理量的能力。因此，实现纳米金刚石的靶向，能够为其的靶向给药及生物测量研究提供基础。
[0021]基于EDC/NHS交联化学的方法，将能够靶向线粒体的多肽偶联到纳米金刚石表面，实现过纳米金刚石对线粒体的靶向。不过，EDC/NHS交联化学的方法存在中间产物易水解的竞争反应，会导致纳米金刚石表面修饰效率降低，从而会影响靶向效率。
[0022]因此，本专利技术需要制备一种能够避免竞争反应的，具有靶向线粒体功能，且靶向效率好的纳米金刚石。
[0023]图1为本专利技术实施例的表面修饰三苯基膦基团的纳米金刚石的制备流程图。
[0024]根据本专利技术第一方面总体上的专利技术构思，如图1所示，提供了一种表面修饰三苯基膦基团的纳米金刚石的制备方法，包括：S1：去除纳米金刚石表面的非定型碳、石墨和有机物，并使纳米金刚石表面羧基化，得到羧基化金刚石；S2：将羧基化金刚石表面的羧基和羰基还原成羟基，得到羟基化金刚石；S3：在羟基化金刚石表面通过硅烷连接上叠氮基团，得到叠氮化金刚石；S4：基于无铜点击化学的反应在叠氮化金刚石表面修饰上用于靶向线粒体的三苯基膦基团，得到靶向线粒体的表面修饰三苯基膦基团的纳米金刚石。
[0025]本专利技术通过应用无铜点击化学的反应方法，实现在纳米金刚石本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种表面修饰三苯基膦基团的纳米金刚石的制备方法，包括：去除纳米金刚石表面的非定型碳、石墨和有机物，并使所述纳米金刚石表面羧基化，得到羧基化金刚石；将所述羧基化金刚石表面的羧基和羰基还原成羟基，得到羟基化金刚石；在所述羟基化金刚石表面通过硅烷连接上叠氮基团，得到叠氮化金刚石；基于无铜点击化学的反应在所述叠氮化金刚石表面修饰上用于靶向线粒体的三苯基膦基团，得到靶向线粒体的表面修饰三苯基膦基团的纳米金刚石。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述去除纳米金刚石表面的非定型碳、石墨和有机物，并使所述纳米金刚石表面羧基化包括：通过混合酸液使所述纳米金刚石的表面羧基化，得到所述羧基化金刚石。3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述去除纳米金刚石表面的非定型碳、石墨和有机物，并使所述纳米金刚石表面羧基化，还包括：在通过混合酸液使所述纳米金刚石的表面羧基化之后，对得到的纳米金刚石进行洗涤，以去除残余的所述混合酸液；使经酸洗后的所述纳米金刚石和氢氧化钠溶液反应以进行碱洗，并洗涤去除残余的碱液，得到碱洗后的纳米金刚石；使所述碱洗后的纳米金刚石和盐酸溶液反应，并洗涤去除残余的盐酸溶液，得到所述羧基化金刚石。4.根据权利要求2或3所述的方法，其中，所述混合酸液为硝酸、浓硫酸和高氯酸的混合酸。5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述将所述羧基化金刚石...

【专利技术属性】
技术研发人员：裘泽萍，苏佳，石发展，杜江峰，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：发明
国别省市：