【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及納米材料與生物技術(shù)的交叉領(lǐng)域，尤其涉及一種可以實(shí)現(xiàn)線粒體精準(zhǔn)定位碳點(diǎn)的制備方法
技術(shù)介紹
1、能量是所有生命活動(dòng)的基礎(chǔ)，線粒體在正常生理功能的情況下將adp轉(zhuǎn)化成細(xì)胞可以直接利用的能量atp，在能量的轉(zhuǎn)換和生產(chǎn)中承擔(dān)著核心的功能，對(duì)細(xì)胞維持正常的生理狀態(tài)至關(guān)重要。而膜電位(mmp)是代表線粒體正常生理功能的重要指標(biāo)。目前，許多熒光物質(zhì)種類，如無(wú)機(jī)/有機(jī)納米顆粒、熒光小分子、貴金屬納米團(tuán)簇、聚合物等都被用于細(xì)胞器成像。這些熒光染料因?yàn)槠涓叨染€粒體靶向性以及可產(chǎn)生較強(qiáng)熒光信號(hào)而被廣泛應(yīng)用。但是它們也存在著許多缺點(diǎn)，如價(jià)格昂貴、水溶性較差、合成復(fù)雜。而且傳統(tǒng)的線粒體定位探針主要是依靠膜電位依賴靶向機(jī)制進(jìn)行成像，當(dāng)線粒體膜電位(mmp)降低或者消失，這些探針的定位效果大打折扣或者失去定位功能，并且因?yàn)槎拘缘脑蛏踔習(xí)鹁€粒體的自噬，這些不足在一定程度上限制了它們的應(yīng)用。
2、專利申請(qǐng)cn118064140a公開了一種銅摻雜線粒體靶向碳點(diǎn)、制備方法及其應(yīng)用，該方法包括：將碳源、銅源、氮源依次加入硫酸溶液中，混勻得到混合溶液；碳源、銅源、氮源的質(zhì)量比例為1～15：1～23：1～20，然后將混合溶液置于高溫反應(yīng)，然后反應(yīng)得到的溶液離心，收集上層溶液過(guò)濾，透析，收集分子量800da以上的溶液，凍干，得銅摻雜線粒體靶向碳點(diǎn)。該碳點(diǎn)具有較高的細(xì)胞毒性。
3、專利申請(qǐng)cn115975639a公開了一種公開了一種靶向線粒體的長(zhǎng)波長(zhǎng)發(fā)光碳點(diǎn)及其制備方法。本專利技術(shù)首先以對(duì)苯二胺為原料，溶劑熱法制備了氮摻雜紅光碳點(diǎn)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)所采用的技術(shù)方案是：一種線粒體定位的藍(lán)色發(fā)光碳點(diǎn)，該線粒體定位碳點(diǎn)是基于淀粉并利用乙胺進(jìn)行n摻雜一步水熱法制備的具有藍(lán)色熒光碳點(diǎn)；該線粒體定位碳點(diǎn)略帶負(fù)電荷，不依靠靜電吸引機(jī)制對(duì)線粒體成像；該線粒體定位的碳點(diǎn)的粒徑在2-3nm，熒光光譜最佳激發(fā)和最佳發(fā)射分別在358nm和448nm，絕對(duì)量子產(chǎn)率84.84％，熒光壽命為9.652ns，在細(xì)胞毒性實(shí)驗(yàn)中，即使在碳點(diǎn)的濃度為320μg/ml的條件下用cck-8法測(cè)試細(xì)胞毒性，其存活率依然能達(dá)到80％以上。所制備線粒體定位熒光碳點(diǎn)與線粒體商業(yè)探針(mito?tracker?red?cmxros,mtr)共定位系數(shù)(皮爾森系數(shù))高達(dá)0.91。
2、優(yōu)選地，所述線粒體定位熒光碳點(diǎn)的粒徑為1.5-3.0nm，平均粒徑為2.24nm。
3、本專利技術(shù)第二方面提供了一種制備線粒體定位熒光碳點(diǎn)的方法，該方法包括以下步驟：
4、1.將可溶性淀粉均勻分散在超純水中，置于95℃的水浴鍋中恒溫水浴30min后淀粉溶液呈透明膠狀，在此過(guò)程中不斷搖晃保持溶液的均勻性。
5、2.向糊化后的淀粉溶液加入不同量的乙胺進(jìn)行n摻雜。
6、3.混合后將步驟2中混合溶液轉(zhuǎn)移至含有聚四氟乙烯內(nèi)襯的不銹鋼反應(yīng)釜中。隨后將反應(yīng)釜放入鼓風(fēng)式烘箱中反應(yīng)。自然冷卻到室溫后，產(chǎn)物為棕褐色溶液。
7、4.將步驟3得到的產(chǎn)物用截留分子量為500da透析袋透析，冷凍干燥，供后續(xù)表征使用。
8、優(yōu)選地，所述步驟1中的淀粉質(zhì)量為0.75g，超純水體積30ml。
9、優(yōu)選地，所述步驟2中的淀粉與乙胺的摩爾比比為1：1、1：2、1：3、1：4、1：5、1：1：7、1：8、1：9、1：10。
10、優(yōu)選地，所述步驟3中的反應(yīng)溫度為180℃，反應(yīng)時(shí)間為6h。
11、優(yōu)選地，步驟3中得到的產(chǎn)物在離心機(jī)中10000r/min離心10min。
12、優(yōu)選地，步驟4中透析時(shí)間為12h，每隔2h更換一次超純水。
13、本專利技術(shù)第三方面提供了一種前文所述的線粒體定位熒光碳點(diǎn)在作為線粒體成像中的應(yīng)用。
14、通過(guò)上述技術(shù)方案，本專利技術(shù)的突出特點(diǎn)主要在于：
15、1.本專利技術(shù)制備方法操作簡(jiǎn)單、原料低廉易得，制備的線粒體定位熒光碳點(diǎn)的產(chǎn)率高。
16、2.本專利技術(shù)所制備的線粒體定位熒光碳點(diǎn)能夠進(jìn)行線粒體精確定位，在不同細(xì)胞系中都具有好的線粒體定位能力。
17、3.本專利技術(shù)所制備的線粒體定位熒光碳點(diǎn)具有較強(qiáng)的發(fā)光效率，其絕對(duì)熒光量子產(chǎn)率達(dá)到84.84％。
18、4.本專利技術(shù)所制備的線粒體定位熒光碳點(diǎn)生物毒性小，在細(xì)胞毒性實(shí)驗(yàn)中，即使碳點(diǎn)的濃度達(dá)到320μg/ml細(xì)胞的存活率仍然達(dá)到80％以上。
19、5.本專利技術(shù)所制備的線粒體定位熒光碳點(diǎn)具有良好的生物相容性，其定位線粒體后對(duì)細(xì)胞的正常的生理功能幾乎不產(chǎn)生影響。
20、6.本專利技術(shù)制備方法簡(jiǎn)單、原料價(jià)廉易得、可實(shí)現(xiàn)大批量制備。
21、7.本方法制備的碳點(diǎn)由于制備簡(jiǎn)單、水溶性好、安全性好有更大的細(xì)胞成像的潛能并有望取代傳統(tǒng)的商品化的線粒體熒光探針。
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1.一種線粒體定位的藍(lán)色發(fā)光碳點(diǎn)，其特征在于，該線粒體定位碳點(diǎn)是基于淀粉并利用乙胺進(jìn)行N摻雜一步水熱法制備的具有藍(lán)色熒光碳點(diǎn)；該線粒體定位碳點(diǎn)略帶負(fù)電荷，不依靠靜電吸引機(jī)制對(duì)線粒體成像；該線粒體定位的碳點(diǎn)的粒徑在2-3nm，熒光光譜最佳激發(fā)和最佳發(fā)射分別在358nm和448nm，絕對(duì)量子產(chǎn)率84.84％，熒光壽命為9.652ns，在細(xì)胞毒性實(shí)驗(yàn)中，即使在碳點(diǎn)的濃度為320μg/mL的條件下用CCK-8法測(cè)試細(xì)胞毒性，其存活率依然能達(dá)到80％以上。所制備線粒體定位熒光碳點(diǎn)與線粒體商業(yè)探針(Mito?Tracker?RedCMXRos,MTR)共定位系數(shù)(皮爾森系數(shù))高達(dá)0.91。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的淀粉碳點(diǎn)的制備方法，其特征在于，將淀粉加入蒸餾水中，攪拌充分得到所述淀粉溶液，之后對(duì)所屬淀粉溶液進(jìn)行糊化，水浴溫度為95℃，時(shí)間為0.5h。
3.根據(jù)權(quán)利1所述的線粒體定位碳點(diǎn)，其特征在于，進(jìn)行N摻雜的乙胺與淀粉單體的物質(zhì)的量比例為6.5：1。
4.權(quán)利3所要求的合成碳點(diǎn)的方法，其特征在于，所提到的反應(yīng)溫度為180℃、時(shí)間為6h。
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6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線粒體定位碳點(diǎn)。其特征在于，線粒體定位碳點(diǎn)的粒徑集中分布在2-3nm，平均尺寸為2.24nm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線粒體定位碳點(diǎn)。其特征在于，線粒體定位碳點(diǎn)的Zeta電位為-6.09eV。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線粒體定位碳點(diǎn)。其特征在于，線粒體定位碳點(diǎn)的熒光光譜最佳激發(fā)和最佳發(fā)射分別在358nm和448nm。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線粒體定位碳點(diǎn)。其特征在于，線粒體定位碳點(diǎn)的絕對(duì)量子產(chǎn)率84.84％，熒光壽命為9.652ns。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線粒體定位碳點(diǎn)。其特征在于，線粒體定位碳點(diǎn)有良好的生物相容性和低的細(xì)胞毒性，當(dāng)碳點(diǎn)的濃度在320μg/mL的條件下用CCK-8法測(cè)試細(xì)胞毒性，其存活率依然能達(dá)到80％以上，定位的同時(shí)對(duì)線粒體膜電位的健康狀態(tài)沒有損壞。
11.權(quán)利要求2-4和9中任意一項(xiàng)所述的線粒體定位熒光碳點(diǎn)在作為線粒體藍(lán)色熒光探針中的應(yīng)用，與線粒體商業(yè)探針(Mito?Tracker?Red?CMXRos,MTR)的共定位程度高達(dá)0.91。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種線粒體定位的藍(lán)色發(fā)光碳點(diǎn)，其特征在于，該線粒體定位碳點(diǎn)是基于淀粉并利用乙胺進(jìn)行n摻雜一步水熱法制備的具有藍(lán)色熒光碳點(diǎn)；該線粒體定位碳點(diǎn)略帶負(fù)電荷，不依靠靜電吸引機(jī)制對(duì)線粒體成像；該線粒體定位的碳點(diǎn)的粒徑在2-3nm，熒光光譜最佳激發(fā)和最佳發(fā)射分別在358nm和448nm，絕對(duì)量子產(chǎn)率84.84％，熒光壽命為9.652ns，在細(xì)胞毒性實(shí)驗(yàn)中，即使在碳點(diǎn)的濃度為320μg/ml的條件下用cck-8法測(cè)試細(xì)胞毒性，其存活率依然能達(dá)到80％以上。所制備線粒體定位熒光碳點(diǎn)與線粒體商業(yè)探針(mito?tracker?redcmxros,mtr)共定位系數(shù)(皮爾森系數(shù))高達(dá)0.91。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的淀粉碳點(diǎn)的制備方法，其特征在于，將淀粉加入蒸餾水中，攪拌充分得到所述淀粉溶液，之后對(duì)所屬淀粉溶液進(jìn)行糊化，水浴溫度為95℃，時(shí)間為0.5h。
3.根據(jù)權(quán)利1所述的線粒體定位碳點(diǎn)，其特征在于，進(jìn)行n摻雜的乙胺與淀粉單體的物質(zhì)的量比例為6.5：1。
4.權(quán)利3所要求的合成碳點(diǎn)的方法，其特征在于，所提到的反應(yīng)溫度為180℃、時(shí)間為6h。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線粒體定位碳點(diǎn)。其特征在于，碳點(diǎn)合成后的分離純...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：夏云生，趙夢(mèng)哲，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：安徽師范大學(xué)，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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