可定量评价骨靶向性能的碳点制造技术

可定量评价骨靶向性能的碳点

【技术实现步骤摘要】
可定量评价骨靶向性能的碳点、基于链转移一步法合成它的方法以及评价方法和应用


[0001]本专利技术属于骨靶向碳点及其制备领域，具体涉及一种可定量评价骨靶向性能的碳点
、
基于链转移一步法合成它的方法以及评价方法和应用
。

技术介绍

[0002]具有骨靶向性能的双膦酸盐的骨靶向机制为通过双膦酸盐的膦酸基与钙离子形成螯合物
。
类似地，氨羧类螯合剂具有螯合钙离子能力，使其成为潜在骨靶向配体
。
以氨羧类螯合剂前驱体采用两步水热合成了可用于钙离子检测的碳点，但氨羧类螯合剂与碳点之间通过何种方式链接和关于碳点的骨靶向方面的内容并未报道
。
以阿仑膦酸钠为前驱体合成了具有骨靶向功能的阿仑膦酸钠碳点并定性描述了骨靶向功能，但关于阿仑膦酸钠分子与碳点之间通过何种方式链接没有涉及且没有定量描述骨靶向性能
。
[0003]在骨靶向性能参数中材料对钙离子的螯合常数与螯合位点是评价其骨靶向性能的重要参数
。
具有骨靶向能力的碳点
(
骨靶向碳点
)
可以探测骨缺损位置，具有重要的科学研究价值
。
截止到目前，关于骨靶向碳点中骨靶向分子与碳点之间链接方式及其骨靶向性能评价仍是该
中的难题
。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是为了解决现有具有骨靶向能力的碳点链接方式未知并且无法定量评价骨靶向性能的问题，而提供一种可定量评价骨靶向性能的碳点
、<br/>基于链转移一步法合成它的方法以及评价方法和应用
。
[0005]本专利技术的技术方案如下：
[0006]本专利技术的目的之一在于提供一种可定量评价骨靶向性能的碳点由钙离子螯合剂和聚合物单体在引发剂的作用下经链转移反应一步合成
。
[0007]优选地，钙离子螯合剂包括乙二醇双
(2
‑
氨基乙基醚
)
四乙酸
(EGTA)、
氨基苯乙烷四乙酸
(BAPTA)、
钙黄绿素
、
阿仑膦酸钠
、
依替膦酸钠
、
利塞膦酸钠
、
唑来膦酸钠或伊班膦酸钠中的一种或几种
。
[0008]更优选地，钙离子螯合剂为乙二醇双
(2
‑
氨基乙基醚
)
四乙酸
(EGTA)。
[0009]优选地，聚合物单体为丙烯酰胺或丙烯酸
。
[0010]优选地，引发剂包含过硫酸铵或过硫酸钾
。
[0011]优选地，钙离子螯合剂与聚合物单体的摩尔比为
(0.01
‑
1)
：
1。
[0012]本专利技术的目的之二在于提供一种基于链转移一步法合成上述可定量评价骨靶向性能的碳点的方法，所述方法按以下步骤进行：
[0013]将钙离子螯合剂
、
聚合物单体和引发剂加入超纯水中得到前驱体溶液，将前驱体溶液在水热条件下进行经链转移反应一步合成，反应结束后依次经离心
、
透析和冻干，得到骨靶向碳点
。
[0014]优选地，前驱体溶液的浓度为
10
‑
300g/L。
[0015]优选地，前驱体溶液中引发剂的浓度为
0.5
×
10
‑4‑9×
10
‑4mol/L。
[0016]优选地，水热条件的温度为
150
‑
280℃
，时间为3‑
36h。
[0017]优选地，离心的转速为
4000
‑
25000rpm
，时间为3‑
60min。
[0018]优选地，透析采用截留分子量为
0.2
‑
1kD
的透析袋，在去离子水中透析3‑
72h。
[0019]本专利技术的目的之三在于提供一种可定量评价骨靶向性能的碳点的应用，在骨缺损条件下，所述碳点通过钙离子螯合机制实现在骨缺损区域中富集，从而实现对骨缺损区域的定位
。
[0020]本专利技术的目的之四在于提供一种可定量评价骨靶向性能的碳点的应用，在骨缺损条件下，所述碳点通过钙离子螯合机制实现在骨缺损区域中富集，从而通过调控骨缺损区域的钙离子促进成骨
。
[0021]本专利技术的目的之五在于提供一种上述碳点骨靶向性能的定量评价方法，所述方法是基于荧光法，通过
Benesi
‑
Hildebrand
方程计算碳点对钙离子的螯合常数
K
，通过双对数方程计算碳点螯合位点数
n
，实现对碳点骨靶向能力的定量评价；
[0022]其中，
Benesi
‑
Hildebrand
方程为：
[0023][0024]双对数方程为：
[0025][0026]式中，
F0和
F
分别为无钙离子和一定钙离子浓度下碳点的荧光强度，
[M]为钙离子浓度，单位为
mol/L
，
a
和
b
为常量参数，其中计算螯合常数
K
时钙离子的浓度为2‑
200
μ
M。
[0027]本专利技术与现有技术相比具有的优点：
[0028](1)
本专利技术提出一种基于链转移一步合成具有骨靶向能力的碳点及基于荧光法定量评价所述碳点骨靶向性能的方法
。
与生理环境中钙离子浓度相比，骨缺损区域的钙离子浓度明显升高，其钙离子浓度可达
40mmol/。
基于螯合作用具有骨靶向能力的碳点与钙离子发生荧光猝灭可以定位骨缺损部位，进而通过荧光猝灭来追踪骨缺损
。
[0029](2)
本专利技术提出以具有钙离子螯合能力的螯合剂
、
聚合物单体和引发剂作为前驱体，通过水热反应一步合成骨靶向碳点，同时通过使用
Benesi
‑
Hildebrand
方程和双对数方程定量评价骨靶向碳点对钙离子的螯合能力，从而确定螯合常数
K
和螯合位点数
n
，以实现对基于钙离子的螯合能力的骨靶向性能进行定量分析
。
从而解决了现有骨靶向碳点无法定量骨靶向性能的问题
。
[0030](3)
本专利技术实现从前驱体到骨靶向碳点一步合成，实现了骨靶向分子与碳点之间通过链转移反应形成化学链接
。
通过链转移反应实现了在合成过程中具有钙离子螯合能力的分子与聚合物活性链之间的化学链接，从而赋予碳点具有骨靶向性能
。
[0031](4)
本专利技术所用聚合物单体原料价本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种可定量评价骨靶向性能的碳点，其特征在于，它由钙离子螯合剂和聚合物单体在引发剂的作用下经链转移反应一步合成
。2.
根据权利要求1所述的碳点，其特征在于，钙离子螯合剂包括
EGTA、BAPTA、
钙黄绿素
、
阿仑膦酸钠
、
依替膦酸钠
、
利塞膦酸钠
、
唑来膦酸钠
、
伊班膦酸钠中的一种或几种，聚合物单体为丙烯酰胺或丙烯酸，引发剂包含过硫酸铵或过硫酸钾
。3.
根据权利要求1所述的碳点，其特征在于，钙离子螯合剂为
EGTA。4.
根据权利要求1所述的碳点，其特征在于，钙离子螯合剂与聚合物单体的摩尔比为
(0.01
‑
1)
：
1。5.
一种基于链转移一步法合成权利要求1‑4任一项所述的碳点的方法，其特征在于，按以下步骤进行：将钙离子螯合剂
、
聚合物单体和引发剂加入超纯水中得到前驱体溶液，将前驱体溶液在水热条件下进行经链转移反应一步合成，反应结束后依次离心
、
透析和冻干，得到骨靶向碳点
。6.
根据权利要求5所述的方法，其特征在于，前驱体溶液的浓度为
10
‑
300g/L
，前驱体溶液中引发剂的浓度为
0.5
×
10
‑4‑9×
10
‑4mol/L。7.
根据权利要求5所述的方法，其特征在于，水热条件的温度为
150
‑
...

【专利技术属性】
技术研发人员：李保强，刘冠雄，贾德昌，周玉，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：