本发明专利技术属于纳米材料和生物医学分析化学领域，具体涉及一种一步合成DNA功能化Zn掺杂CdTe量子点的方法。该量子点探针是将硫代磷酸化的DNA通过硫与镉的配位作用连接到量子点表面，量子点表面可连1-2个DNA片段。其制备方法是在量子点合成过程中，加入硫代磷酸化的DNA，通过一步反应得到DNA功能化的量子点探针，该探针作为一种双功能纳米材料，荧光量子产率高，生物相容性及分散性好，可用于检测DNA片段、蛋白，还可用于细胞识别及肿瘤靶向等。与传统DNA标记量子点方法相比，本发明专利技术的制备方法简单，成本低，不需要昂贵的制备设施，一般化学实验室均可完成，可广泛应用于生物检测、细胞成像、靶向示踪及疾病诊断等领域。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及纳米材料和生物医学分析化学
，具体涉及一种。
技术介绍
量子点，又称半导体纳米晶体，是直径为f IOnm的零维纳米材料。量子点由于自身的量子效应，使其具有尺寸效应、表面效应、量子隧道效应和介电限域效应。正是由于其特殊的物理效应，使得量子点与常用的荧光染料相比，具有无可比拟的荧光性质激发光谱宽且连续分布、稳定性好、发光效率高、抗光漂白能力强等。近年来，量子点由于其独特的光学性质，在分析化学、生物检测、细胞成像、活体示踪和临床诊断等方面的研究越来越多。制备DNA功能化的量子点探针是量子点应用的前提和基础。目前，常用的DNA功能化的量子点的制备方法有一、将DNA生物素化，然后与亲和素化的量子点通过生物素亲和素的特异性相互作用制备DNA功能化的量子点(E. 0h，et al，J. Am. Chem.Soc. 2005，127，3270 - 3271)。但亲和素化的量子点的粒径较大，不利于某些荧光共振能量转移体系研究；由于蛋白的非特性吸附，也不利于生物应用；另外，该法成本较高。二、将氨基化的DNA与带有羧基的量子点通过共价偶联制备DNA功能化的量子点(S. P. Wang, etal, Nano Lett. 2002，2，817 - 822)。该法得到的量子点发光效率严重下降。三、将巯基化的DNA与量子点通过硫与量子点中的金属元素强烈的键合作用制备DNA功能化的量子点(D. J. Zhou, et al, Chem. Commun. 2005，38，4807 - 4809.)。该方法避免了上述缺点，但是其过程稍显复杂。已有文献报道，将硫代磷酸化的DNA在合成量子点的过程加入，可一步合成 出 DNA 功能化的量子点(N. Ma, et al, Nat. Nanotechnol. 2009，4，121 - 125)。但是，该法合成的量子点探针量子点产率较低(15%)、且毒性大、产物少，不利于生物医学应用。
技术实现思路
本实验室已成功合成出了一种高质量的低毒Zn掺杂CdTe量子点(专利申请号201110070290. 3)，在此基础上，针对
技术介绍
中所指出的现有技术中存在的不足，本专利技术的目的在于提供了一种，该方法在合成Zn掺杂CdTe量子点的过程中加入硫代磷酸化的单链DNA，一步合成出了 DNA功能化的Zn掺杂CdTe量子点，并能调控量子点上所连DNA的数量。所制得的量子点具有量子产率高、毒性小、产量大、稳定性好、具有靶向性等优点。为了实现上述目的，本专利技术的一种一步合成DNA功能化Zn掺杂CdTe量子点CdTe: Zn2+的方法的步骤如下(I)制备HTe—溶液取NaBH4或KBH4与Te粉以2飞I的摩尔比例在纯水中0 50° C下反应I飞h，得到NaHTe或KHTe溶液；(2)制备含有CdCl2、ZnCl2、N-乙酰L-半胱氨酸(NAC)的混合前驱体水溶液4mL，用NaOH溶液调节混合前驱体水溶液的pH值为疒11，通氩气除氧后依次加入步骤(I)中制备的fflv溶液和4(Tl50nmol DNA片段，混匀后转入反应釜，加热到160 200° C反应25 50min，得到DNA功能化的锌掺杂CdTe量子点溶液；所述混合前驱体水溶液中的CdCl2、ZnCl2, N-乙酰L-半胱氨酸与所加入的HTe—的摩尔比为I (Γ4) : (2飞)(0. 2、. 7)，其中，所述混合前驱体水溶液中的CdCl2浓度为O.ΟΟΓΟ. 0625mol/L ；所述混合前驱体水溶液中N-乙酰L-半胱氨酸的量需严格控制在其物质的量等于CdCl2和ZnCl2 二者总物质的量；所述DNA片段为人工合成，由专利技术人设计好以后交由上海生工生物工程技术服务有限公司(简称“上海生工”)合成，设计原则6-12个硫代磷酸化的碱基+4-10个连接臂+靶向序列。 (3)将所得量子点溶液用超滤管离心纯化，用纯水洗涤3次后，得产物，置于4° C下保存。本专利技术的优点和有益效果在于本专利技术是在CdTe = Zn2+量子点的合成过程中，将硫代磷酸化的DNA加入，首次用一步法制备出DNA功能化的CdTe = Zn2+量子点，并且可以调控连在量子点上DNA的数量。这种量子点探针是一种双功能材料，既有优越的荧光性能又有生物靶向性。可用于检测DNA片段和蛋白，还可用于细胞识别，肿瘤靶向等领域。本专利技术首次将该量子点用于活体肿瘤靶向实验，并取得了满意的效果。与传统的DNA标记量子点方法相比，这种量子点探针的制备方法简单，成本较低，不需要昂贵的制备设施，在一般的化学实验室均可完成，可广泛推广应用于生物检测、细胞成像、靶向示踪及疾病诊断等领域。附图说明图I为实施例I制备得到的DNA功能化的CdTe = Zn2+量子点与CdTe = Zn2+量子点(除不加DNA外制备方法均与实施例I相同)的紫外-可见吸收光谱图。由图可知本专利技术成功地将DNA与CdTe = Zn2+量子点进行共价偶联(260nm处有DNA的吸收峰)。图2为实施例I制备得到的DNA功能化的CdTe: Zn2+量子点与CdTe: Zn2+量子点(除不加DNA外制备方法均与实施例I相同)的荧光光谱图。从图中可知DNA功能化的CdTeiZn2+量子点的最大发射峰有所蓝移，表明量子点的表面缺陷由于连上DNA后变少，这也是与CdTe = Zn2+量子点相比，DNA功能化的CdTe = Zn2+量子点量子产率提高的原因。图1，2中的定性结果在四个实施例均可实现，实施例2-4不再附效果图。图3为实施例2制备得到的DNA功能化的CdTe: Zn2+量子点的紫外-可见吸收光谱图；其中a d是实施例2中得到的具有不同发射波长的DNA功能化的CdTe:Zn2+量子点的紫外-可见吸收光谱图。图4为实施例2制备得到的DNA功能化的CdTe:Zn2+量子点的荧光光谱图；其中a d是实施例2中得到的具有不同发射波长的DNA功能化的CdTe:Zn2+量子点的荧光光谱图。图5是实施例2制备得到的DNA功能化的CdTe = Zn2+-DNA量子点(最终得到的浓缩的量子点溶液b)、CdTeiZn2+量子点(除不加DNA外与实施例2的浓缩的量子点溶液b制备方法相同)和CdTe量子点(除不加ZnCl2、NAC的摩尔用量改为O. 025mmol及不加DNA外与实施例2的浓缩的量子点溶液b制备方法相同)三者的细胞毒性实验(MTT)图，从图中可知，相同量子点浓度下，CdTeiZn2+-DNA量子点的细胞存活率最高，说明该毒性最小。图6是实施例2中最终得到的浓缩的量子点溶液b的 Μ图，从图中可知，该量子点的分散性好，粒径均一。 图7是实施例2中浓缩的量子点溶液b与CdTe量子点(除不加ZnCl2、NAC的摩尔用量改为O. 025mmol及不加DNA外与实施例2的浓缩的量子点溶液b制备方法相同)的荧光稳定性实验，150W氙灯照射I小时，实验结果可知前者的稳定性远远超过了后者。图8是对实施例I所得到的量子点的靶向DNA序列是否可以与乙肝病毒(HBV)序列结合的验证性实验结果。CdTe = Zn2+-DNA量子点中加入SYBR green I (插入到双链DNA中荧光显著增强，与单链DNA作用则无荧光)前后的荧光光谱图。(a) CdTe :Zn2+-DNA;本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种一步合成DNA功能化Zn掺杂CdTe量子点CdTe:?Zn2+的方法，其特征在于，步骤如下：（1）制备HTe?溶液：取NaBH4或KBH4与Te粉以2~5：1的摩尔比例在纯水中0~50oC下反应1~5h，得到NaHTe或KHTe溶液；?（2）制备含有CdCl2、ZnCl2、N?乙酰L?半胱氨酸的混合前驱体水溶液4mL，调节混合前驱体水溶液的pH值为7~11，通氩气除氧后依次加入步骤（1）中制备的HTe?溶液和40~150nmol?DNA片段，混匀后转入反应釜，加热到160~200oC反应25~50min，得到DNA功能化的锌掺杂CdTe量子点溶液；所述DNA片段的设计原则：6?12个硫代磷酸化的碱基?+?4?10个连接臂?+?靶向序列；（3）将步骤（2）所得量子点溶液用超滤管离心纯化，用纯水洗涤3次后，得产物，置于4oC下保存。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：何治柯，张翠玲，许婧，方旸，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：
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