氟、氮掺杂碳量子点及其制备方法和应用.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108502867A(43)申请公布日2018.09.07(21)申请号201810258683.9(22)申请日2018.03.27(71)申请人南京慧基生物技术有限公司地址210014江苏省南京市玄武区胜利村路2号综合大楼8楼(72)发明人董伟魏云珍董奕汐(51)Int.Cl.C01B32/15(2017.01)C12N15/87(2006.01)权利要求书1页说明书12页附图5页(54)发明名称氟、氮掺杂碳量子点及其制备方法和应用(57)摘要本发明提供一种由含氟芳香化合物与阳离子聚合物制备的氟、氮掺杂碳量子点，所述含氟芳香化合物与阳离子聚合物通过共价键连接，所述阳离子聚合物为线性聚乙烯亚胺或支化聚乙烯亚胺。本发明还提供所述氟、氮碳量子点的制备方法及其作为基因递送载体的应用。本发明采用热溶剂一锅法制备氟、氮掺杂碳量子点，反应简单，制备成本低，原料易得，产率高，在细胞转染过程中可以达到高效转染效果，转染过程对细胞产生的毒性较小，能有效且安全地将基因分子输送到细胞中，是兼具高效、低毒、价格低廉、合成简易等优点的基因转染载体。CN108502867ACN108502867A权利要求书1/1页1.一种氟、氮掺杂碳量子点的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将作为氟源的含氟芳香化合物和作为氮源的阳离子聚合物溶解于溶剂中，得到前躯体溶液，其中，所述含氟芳香化合物为1-4个氟原子苯环上取代的苯二甲酸化合物，所述阳离子聚合物为线性聚乙烯亚胺或支化聚乙烯亚胺；(2)将所述前躯体溶液在密闭容器中于100-250℃反应，将反应液冷却至室温后得到悬浊液，分离得到氟、氮掺杂碳量子点。2.根据权利要求1所述的氟、氮掺杂碳量子点的制备方法，其特征在于：所述1-4个氟原子苯环上取代的苯二甲酸化合物为1-4个氟原子苯环上取代的邻苯二甲酸化合物、间苯二甲酸化合物或对苯二甲酸化合物。3.根据权利要求2所述的氟、氮掺杂碳量子点的制备方法，其特征在于：任一个氟原子苯环上取代的位置与苯二甲酸中的任何一个酸官能团形成邻位、间位或对位。4.根据权利要求1所述的氟、氮掺杂碳量子点的制备方法，其特征在于：所述线性聚乙烯亚胺或支化聚乙烯亚胺的分子量为600-25000Da。5.根据权利要求1所述的氟、氮掺杂碳量子点的制备方法，其特征在于：在所述前驱体溶液中，所述含氟芳香环化合物的浓度为1-150mmol/L。6.根据权利要求1所述的氟、氮掺杂碳量子点的制备方法，其特征在于：在所述前驱体溶液中，所述阳离子聚合物的浓度为1-100mmol/L。7.根据权利要求1中所述的氟、氮掺杂碳量子点的制备方法，其特征在于：所述溶剂为水、乙醇或甲醇。8.根据权利要求4中所述的氟、氮掺杂碳量子点的制备方法，其特征在于：在步骤(2)中，反应时间为1～12h。9.一种如权利要求1-8中任一项的方法制得的氟、氮掺杂碳量子点。10.根据权利要求1-8中任一项的方法制得的氟、氮掺杂碳量子点在体外作为基因递送载体的应用。2CN108502867A说明书1/12页氟、氮掺杂碳量子点及其制备方法和应用技术领域[0001]本发明涉及纳米生物医学材料领域，更特别涉及合成技术和生物材料技术领域，具体为一种由含氟芳香化合物与阳离子聚合物制备氟、氮掺杂碳量子点的方法，及该碳量子点在基因递送方面的应用。背景技术[0002]基因治疗是指外源基因的片段在宿主细胞内瞬间表达或者发挥作用，或将外源基因片段整合进宿主细胞染色体中，使之稳定表达，从而修复或补充宿主细胞的功能。成功的基因治疗离不开高效、安全的基因载体，根据需要，人们设计和制备了多种基因载体，主要可分为病毒载体和非病毒载体。目前病毒载体在体外和体内都可以达到高效的转染效果，但是病毒载体的开发和制备需要使用缺陷病毒和互补细胞系的复杂技术，因此制备复杂且价格较高，而且病毒载体会涉及到安全性问题，基因片段大小的限制，非病毒载体能够在一定程度上克服这些弱点，具有更高的生物安全性，且易于大规模制备，其中，阳离子聚合物凭借高安全性、低免疫活性、可降解性、可修饰等特点，已经成为一种具有良好前景的基因载体。阳离子聚合物包括聚乙烯亚胺(PEI)、聚精氨酸、L-聚赖氨酸(PLL)等。[0003]PEI是迄今为止转染效率较高的阳离子聚合物载体之一，目前经常被用来作为新的基因载体评价标准，将新设计与新开发的基因载体与之比较。PEI表面的正电荷官能团能够通过离子作用结合并浓缩表面呈负电性的核酸，并形成纳米尺寸的复合物，从而保护核酸不被核酸酶降解并有利于其进入细胞。进入细胞后，复合物主要集中在内涵体或者溶酶体中，在“质子海绵”效应介导的机制下，核酸复合物可以从内涵体或者溶酶体中逃逸出来，并释放核酸。一般来说2000D