利用自組裝實(shí)現(xiàn)熒光增強(qiáng)的熒光聚合物的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于功能材料【技術(shù)領(lǐng)域】，具體公開了一類利用自組裝實(shí)現(xiàn)熒光增強(qiáng)的熒光聚合物的制備方法，包括(1)加入溴活化烷氧醚樹形分子、綠色熒光蛋白生色團(tuán)、碘化鉀和碳酸鉀，于丙酮中溶解，經(jīng)回流攪拌、水洗、過洗脫柱，得到生色團(tuán)修飾的烷氧醚樹形分子；(2)將所述生色團(tuán)修飾的烷氧醚樹形分子進(jìn)行聚合反應(yīng)，得到所述利用自組裝實(shí)現(xiàn)熒光增強(qiáng)的熒光聚合物。本發(fā)明合成的聚合物安全低毒，生物相容性好，經(jīng)自組裝形成組裝體后熒光增強(qiáng)明顯。
【專利說明】利用自組裝實(shí)現(xiàn)熒光增強(qiáng)的熒光聚合物的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于功能材料【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種利用自組裝實(shí)現(xiàn)熒光增強(qiáng)的熒光聚合物及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]熒光檢測技術(shù)具有高度的靈敏性、快速響應(yīng)性、無破壞性和極寬的動(dòng)態(tài)響應(yīng)范圍，已廣泛應(yīng)用分子和細(xì)胞生物學(xué)、分析化學(xué)和生物檢測等個(gè)個(gè)方面。在實(shí)際應(yīng)用中，小分子熒光化合物有其使用的局限性--第一，當(dāng)小分子溶于待測溶液中，形成穩(wěn)定均相體系后，容易產(chǎn)生污染；第二，在待檢測體系中加入小分子熒光化合物后，提取分離困難，一般很難重復(fù)使用；第三，部分小分子熒光化合物水溶性差，有較強(qiáng)的毒副作用，使其在生物醫(yī)藥領(lǐng)域的使用受到限制；第四，小分子熒光化合物不易與儀器結(jié)合使用，使其檢測靈敏度不高。
[0003]熒光聚合物是把小分子熒光化合物通過一系列方式引入到聚合物中，如引入到聚合物側(cè)鏈、鏈端或者直接通過熒光功能單體聚合制備。對熒光聚合物的研究主要集中在醫(yī)學(xué)、化學(xué)、材料科學(xué)等學(xué)科。在醫(yī)學(xué)和生命學(xué)科中主要研究一些具有良好水溶性的熒光聚合物，熒光聚合物在使用中不僅可以克服小分子熒光化合物在使用上的局限，還能展現(xiàn)出自身的優(yōu)勢。而模擬綠色熒光蛋白生物發(fā)光過程的熒光聚合物，更具實(shí)際意義。
[0004]一般的熒光聚合物通常含有大的共軛體系使其不溶于水，為了獲得水溶性，普遍的方式是通過化學(xué)修飾把這類聚合物制備成聚電解質(zhì)。而聚電解質(zhì)會(huì)與生物大分子作用，影響檢測結(jié)果。近年來發(fā)展了無機(jī)量子點(diǎn)作為熒光探針，使用鎘、碲、砷等元素，生物毒性大，必須經(jīng)過大量修飾 工作，方能使用，而且其在體內(nèi)降解機(jī)理目前尚不清楚。通過對自然規(guī)律的學(xué)習(xí)研究，充分利用熒光基團(tuán)，開發(fā)出生物相容性好、生物毒性低，而檢測靈敏度高、水溶性好的熒光聚合物，具有十分重要的研究和應(yīng)用價(jià)值。
[0005]綠色熒光蛋白以其獨(dú)特和優(yōu)異的光學(xué)性能，使其被發(fā)現(xiàn)便廣泛應(yīng)用于分子和細(xì)胞生物學(xué)。從化學(xué)角度來說，其實(shí)際是一個(gè)高分子化合物，由氨基酸脫水制得；而其由低級(jí)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變成筒狀高級(jí)結(jié)構(gòu)可以看作是聚合物組裝的過程。在低級(jí)結(jié)構(gòu)下，生色團(tuán)可以自由旋轉(zhuǎn)，綠色熒光蛋白熒光十分微弱；而在筒狀高級(jí)結(jié)構(gòu)下，產(chǎn)生熒光的生色團(tuán)自由旋轉(zhuǎn)受阻，綠色熒光蛋白可以發(fā)出優(yōu)異的熒光。中國專利CN102675556采用聚乙二醇修飾的羥苯亞甲基咪唑啉酮熒光生色團(tuán)，制備得到的聚合物組裝后展現(xiàn)出了較好的熒光，但是發(fā)射波長和細(xì)胞背景熒光(395~479nm)重合，表現(xiàn)效果不佳。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對現(xiàn)有的熒光聚合物及其制備方法的不足，本發(fā)明基于天然熒光蛋白發(fā)光的原理，提出一類利用自組裝實(shí)現(xiàn)熒光增強(qiáng)的熒光聚合物。本發(fā)明中，以生色團(tuán)修飾的烷氧醚分子及其衍生物為引發(fā)劑，引發(fā)聚合反應(yīng)，制備得到的熒光聚合物進(jìn)一步自組裝，形成緊密組裝體，從而限制生色團(tuán)自由旋轉(zhuǎn)，達(dá)到熒光增強(qiáng)的目的。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)方面，本發(fā)明所制備的兩親性聚合物，在水中自組裝后會(huì)形成結(jié)構(gòu)緊密的納米粒子，從而達(dá)到限制生色團(tuán)的自由旋轉(zhuǎn)，增強(qiáng)熒光。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，本發(fā)明所制備的溫敏型聚合物，在低溫下溶于水，高于一定溫度后在水中自組裝，亦會(huì)形成結(jié)構(gòu)緊密的納米粒子，達(dá)到熒光顯著增強(qiáng)的效果。
[0009]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所提出的技術(shù)方案是:一種利用自組裝實(shí)現(xiàn)熒光增強(qiáng)的熒光聚合物制備方法，包括以下步驟:
[0010](I)在燒瓶中加入溴活化烷氧醚樹形分子、綠色熒光蛋白生色團(tuán)、碘化鉀和碳酸鉀，于適量丙酮中使其溶解，回流攪拌、水洗、過洗脫柱，得到生色團(tuán)修飾的烷氧醚樹形分子;
[0011](2)將該生色團(tuán)修飾的烷氧醚樹形分子進(jìn)行聚合反應(yīng)，得到所述利用自組裝實(shí)現(xiàn)熒光增強(qiáng)的熒光聚合物，其能模擬綠色熒光蛋白發(fā)光。
[0012]本發(fā)明制備方法中，所述的溴活化烷氧醚樹形分子的結(jié)構(gòu)式如以下式(I)所示:
【權(quán)利要求】
1.一種利用自組裝實(shí)現(xiàn)熒光增強(qiáng)的熒光聚合物的制備方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟: (1)加入溴活化烷氧醚樹形分子、綠色熒光蛋白生色團(tuán)、碘化鉀和碳酸鉀，于丙酮中溶解，經(jīng)回流攪拌、水洗、過洗脫柱，得到生色團(tuán)修飾的烷氧醚樹形分子； (2)將所述生色團(tuán)修飾的烷氧醚樹形分子進(jìn)行聚合反應(yīng)，得到所述利用自組裝實(shí)現(xiàn)熒光增強(qiáng)的熒光聚合物； 其中，所述溴活化烷氧醚樹形分子的結(jié)構(gòu)式如以下式(I)所示
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述聚合反應(yīng)是將所述生色團(tuán)修飾的烷氧醚樹形分子溶于有機(jī)溶劑中，加入疏水性單體，升溫至100~120°C，反應(yīng)24h，開環(huán)聚合得到兩親性熒光聚合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，將氯代生色團(tuán)烷氧醚樹形分子作為引發(fā)劑，通過原子轉(zhuǎn)移自由基聚合法，引發(fā)異丙基丙烯酰胺單體聚合，得到溫敏型熒光聚合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述有機(jī)溶劑包括甲苯、二甲亞砜、二甲基甲酰胺；所述疏水性單體為己內(nèi)酯或丙交酯。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述開環(huán)聚合反應(yīng)中以辛酸亞錫或三乙基鋁為引發(fā)劑，在氮?dú)夥諊戮酆戏磻?yīng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述氯代生色團(tuán)烷氧醚樹形分子通過以下方法制備:將所述生色團(tuán)修飾的烷氧醚樹形分子與2-氯丙酸在二環(huán)己基碳二亞胺/ 4- 二甲氨基吡啶催化下反應(yīng)，過濾、過洗脫柱，得到所述氯代生色團(tuán)烷氧醚樹形分子。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述原子轉(zhuǎn)移自由基聚合反應(yīng)中以氯代生色團(tuán)烷氧醚樹形分子為引發(fā)劑，以異丙醇或者二氧六環(huán)作為溶劑，采用氯化亞銅和三(2-二甲氨基乙基)胺為催化體系，加入異丙基丙烯酰胺單體，氮?dú)獗Ｗo(hù)下于45°C下反應(yīng)24h。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，所述綠色熒光蛋白生色團(tuán)為羥苯亞甲基咪唑啉酮熒光生色團(tuán)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，所述回流溫度為55~65°C，攪拌 30h。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，在步驟(1)中，所述過洗脫柱中洗脫劑為二氯甲烷與甲醇，且二氯 甲烷和甲醇體積比例為20: I。
【文檔編號(hào)】C09K11/06GK103881073SQ201410079061
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2014年3月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月5日
【發(fā)明者】賀小華, 劉之龍, 張莉莉 申請人:華東師范大學(xué)