CN103275701B

CN103275701B - 一种树枝状分子修饰的荧光量子点及其制备方法和应用

Info

Publication number: CN103275701B
Application number: CN201310136530.4A
Authority: CN
Inventors: 马栋; 薛巍; 周小雁; 郑倩倩; 刘宗华; 左琴华
Original assignee: Jinan University
Current assignee: Jinan University
Priority date: 2013-04-18
Filing date: 2013-04-18
Publication date: 2014-10-29
Anticipated expiration: 2033-04-18
Also published as: CN103275701A

Abstract

本发明属于生物医学工程材料领域，特别涉及一种树枝状分子修饰的荧光量子点及其制备方法和应用。该制备方法包括以下操作步骤：(1)将树枝状分子和3-巯丙基三甲基硅氧烷溶解于二甲基亚砜，加入引发剂，通气除氧后密封反应，沉淀过滤，洗涤，干燥，得到端基为硅氧烷的树枝状分子；(2)将步骤(1)制备得到的端基为硅氧烷的树枝状分子和水溶性量子点溶于水中，装入透析袋；将透析袋浸入溶液中，搅拌浸泡，再浸入水中浸泡，冷冻干燥，得到树枝状分子修饰的荧光量子点。本制备方法温和、操作方便，副产物少且产物易于分离纯化，得到的荧光量子点生物相容性好，表面的大量可修饰功能团为其在制备生物医药工程材料的应用提供支持。

Description

一种树枝状分子修饰的荧光量子点及其制备方法和应用

技术领域

本发明属于生物医学工程材料领域，特别涉及一种树枝状分子修饰的荧光量子点及其制备方法和应用。

背景技术

量子点(CdS、CdTe等)以其特殊的物理和化学性质，在光电转换、医学影像、生物荧光探针等领域，显示出广阔的应用前景。相对于目前常用于荧光标记的有机小分子，量子点具有粒径分布窄、宽且连续的吸收光谱、窄且对称的发射光谱以及高的发光强度等优势，并且荧光量子点可通过粒径大小来调节其发射波长，能有效地避免光漂白效应。

Aldana等利用巯基丙酸修饰CdSe量子点得到在水中分散稳定的荧光量子点，并将其用于荧光探针领域研究(Journal of the American Chemical Society2001，123：8844-8850)。但是，小分子巯基丙酸并不能有效地阻止外界环境对量子点晶体表面的氧化以及Cd²⁺的扩散，导致材料具有一定的细胞毒性；且较差的胶体稳定性也制约了其在生物荧光探针方面的应用。Dubertret等将已制备的量子点分散于聚乙二醇-磷脂形成的胶束中，通过体外和体内实验证实了量子点存在良好的生物相容性(Science2002，298：1759-1762)。Su等在水溶液中设计合成了一系列CdTe荧光量子点，制备得到了巯基丙酸修饰的CdTe/CdS核壳结构以及CdTe/CdS/ZnS多层核壳结构的水溶性荧光量子点。研究发现，经多层核壳结构修饰的量子点的细胞毒性明显降低，在较高浓度和较长时间条件下仍保持了较好的生物相容性(Biomaterials2009，30：19-25)。然而，该方法在水溶性荧光量子点的制备过程中加入过多的金属无机物，不但加大了材料的调控难度，还增大了量子点在体内的风险；并且，所得量子点多缺乏长时间的稳定性，且缺少可修饰的基团，对于量子点的功能化开发利用(环境响应、靶向等)造成瓶颈。

因此，如何得到分散稳定佳、生物相容性好、易于功能化修饰的水溶性量子点便成为当前生物医学工程领域亟待解决的重要课题。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点与不足，本发明的首要目的在于提供一种树枝状分子修饰的荧光量子点的制备方法。

本发明另一目的在于提供上述方法制备得到的树枝状分子修饰的荧光量子点。

本发明再一目的在于提供上述树枝状分子修饰的荧光量子点在制备生物医学工程材料中的应用。

本发明的目的通过下述方案实现：

一种树枝状分子修饰的荧光量子点的制备方法，包括以下操作步骤：

(1)端基为硅氧烷的树枝状分子的合成：

将树枝状分子和3-巯丙基三甲基硅氧烷溶解于二甲基亚砜(DMSO)，加入引发剂，通气除氧后密封反应，沉淀过滤，洗涤，干燥，得到端基为硅氧烷的树枝状分子。

(2)树枝状分子修饰的荧光量子点的制备：

将步骤(1)制备得到的端基为硅氧烷的树枝状分子和水溶性量子点溶于水中，装入透析袋；将透析袋浸入溶液中，搅拌浸泡，再浸入水中浸泡，冷冻干燥，得到树枝状分子修饰的荧光量子点。

步骤(1)所述的树枝状分子指含端炔基的树枝状分子。

所述的含端炔基的树枝状分子指含端炔基的聚酰胺-胺型树枝状分子(PAMAM)和含端炔基的聚赖氨酸树枝状分子(PLLD)中的至少一种。

所述含端炔基的聚酰胺-胺型树枝状分子的代数为2～4代。

所述含端炔基的聚赖氨酸树枝状分子的代数为2～4代。

步骤(1)所用树枝状分子和3-巯丙基三甲基硅氧烷的摩尔比为1∶0.5～1.2。

步骤(1)所述的引发剂指光引发剂或热引发剂。

所述的光引发剂指自由基聚合光引发剂，包括二苯甲酮(BP)、4，4’-二(N，N’-二甲基-氨基)苯甲酮(MK)、4，4’-二(N，N’-二乙基-氨基)苯甲酮(MEMK)和4，4’-二(N，N’-四乙基-氨基)苯甲酮(DEMK)中的至少一种。

所述的热引发剂指偶氮二异丁腈(AIBN)和过氧苯甲酰(BPO)中的至少一种。

步骤(1)所用引发剂的量为树枝状分子的0.1～0.8wt％。所用DMSO的量为树枝状分子的20～100质量倍。

当引发剂为光引发剂时，步骤(1)所述的反应指在5～35℃，紫外光功率为6～40W，波长为254nm或365nm辐射，搅拌速率600～1200rpm下反应4～12h。

当引发剂为热引发剂时，步骤(1)所述的反应指在40～90℃，搅拌速率600～1200rpm下反应4～12h。

步骤(1)所述的沉淀过滤指往反应后体系滴加乙醚使产物析出沉淀后过滤，得到产物。

所用乙醚与DMSO的体积比为3～5∶1。

步骤(1)所述的洗涤指用丙酮洗涤过滤所得产物。

步骤(2)所述的量子点指水溶性量子点，包括水溶性的CdS、CdSe和CdTe中的至少一种。

步骤(2)所用量子点和端基为硅氧烷的树枝状分子的摩尔比或质量比为1∶20～100。

所用水和树枝状分子的质量比为20～100∶1。

步骤(2)所使用的透析袋的截留分子量为100～1000。

步骤(2)所述溶液指酸性溶液或碱性溶液。

所用溶液的量与透析袋内溶液的体积比为50～100∶1。

所述酸性溶液由以下方法制备得到：将硫酸、盐酸、乙酸和硫酸氢钠等中的至少一种溶解于水中，配置成pH值为3～5.5的水溶液。

所述碱性溶液由以下方法制备得到：将氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、氨水和三乙胺等中的至少一种溶解于水中，配置成pH值为8.5～10的水溶液。

所述的浸泡指浸泡1～3d。

一种根据上述方法制备的树枝状分子修饰的荧光量子点。

上述树枝状分子修饰的荧光量子点在制备生物医学工程材料中的应用。

本发明的机理为：

量子点的毒性是其广泛用于生物医学工程领域的瓶颈。本发明利用硅质材料对量子点的修饰，可有效抑制量子点的氧化和镉离子的逸出，显著降低其生物毒性；外围辅以生物可降解的树枝状分子，除了可增加量子点的稳定性外，还提供了大量可修饰基团，为量子点的进一步功能化应用提供了基础。本发明首先通过自由基引发的巯基与炔基的加成反应合成得到端基为硅氧烷的树枝状分子；然后通过硅氧烷的水解将量子点包覆于硅质材料中，制备得到树枝状分子修饰的量子点。

本发明的相对于现有技术具有如下的优点及有益效果：

(1)树枝状分子水溶性好、生物相容性好、可生物降解，其代谢产物毒性小，采用其修饰量子点可有改善量子点的稳定性和生物相容性。

(2)树枝状分子的大量可修饰基团(氨基)为量子点的进一步功能化提供了反应位点，有利于拓展量子点的应用领域和开发新应用。

(3)采用生物相容性好的硅质材料对量子点进行修饰，有效抑制了因量子点的氧化和镉离子的逸出而导致的细胞毒性。

(4)树枝状分子修饰的荧光量子点的制备方法温和、操作方便，副产物少且产物易于分离纯化，有利于材料的生物相容性。

(5)树枝状分子结构规整、易于调控，可通过使用不同代数的树枝状分子达到调控量子点物理性质的目的。

(6)该材料显正电性，有利于量子点与细胞的亲和。

(7)树枝状分子的空腔可负载药物，且该材料所带有的大量氨基可与DNA有效复合，在药物和基因传递方面有潜在的应用。

(8)本发明材料成分简单、原料易得、生物相容性好，有望在生物医学工程材料领域得到广泛应用。

附图说明

图1为实施例2制备得到的端基为硅氧烷的三代聚酰胺-胺型树枝状分子的核磁氢谱图。

图2为实施例5制备得到的端基为硅氧烷的三代聚赖氨酸树枝状分子的核磁氢谱图。

图3为实施例5和7制备得到的树枝状分子修饰的荧光量子点、以及实施例10制备得到的巯基丙酸修饰的量子点的体外细胞毒性实验结果图。

图4为实施例5制备得到的树枝状分子修饰的荧光量子点与鼻咽癌细胞共培养24小时后的荧光照片图。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1：树枝状分子修饰荧光量子点的制备

(1)端基为硅氧烷的树枝状分子的合成：

称取含端炔基的二代聚酰胺-胺型树枝状分子(PAMAM-G2)(按照参考文献方法合成得到(Journal of Materials Chemistry2011，21：5273-5281))和3-巯丙基三甲基硅氧烷溶解于DMSO中，然后在5℃条件下加入BPO引发剂。将混合溶液通氮气10～30min以除去反应体系中的空气，气体流量为5L/min。然后密封进行反应，反应过程中磁力搅拌，转速为600rpm；反应温度为90℃；反应时间4h。反应结束后，将产物用无水乙醚沉淀，并用丙酮洗涤一次，然后将产物室温条件下真空干燥，得到端基为硅氧烷的聚酰胺-胺型树枝状分子。

所述树枝状分子与3-巯丙基三甲基硅氧烷的摩尔比为1∶0.5；引发剂的用量是树枝状分子质量的0.1％；所述溶剂DMSO与树枝状分子的质量比为20∶1；所用乙醚与DMSO的体积比为5∶1。

(2)树枝状分子修饰的荧光量子点的制备：

将步骤(1)所得端基为硅氧烷的聚酰胺-胺型树枝状分子与水溶性量子点CdS(大洋量子点公司)共同溶解于纯水中，并装入截留分子量为100的透析袋中；然后将透析袋浸入硫酸配成的酸性溶液中(pH＝3)，室温条件下搅拌1天，然后再将透析袋浸入纯水中搅拌3天，冷冻干燥，得到树枝状分子修饰的荧光量子点。

所述端基为硅氧烷的聚酰胺-胺型树枝状分子与水溶性量子点的质量比为100∶1；纯水的用量为树枝状分子质量的200倍，所述酸性溶液的用量为透析袋内溶液体积的50倍。

实施例2：树枝状分子修饰荧光量子点的制备

(1)端基为硅氧烷的树枝状分子的合成：

称取含端炔基的三代聚酰胺-胺型树枝状分子(PAMAM-G3)(按照参考文献方法合成得到(Journal of Materials Chemistry2011，21：5273-5281))和3-巯丙基三甲基硅氧烷溶解于DMSO中，然后在25℃条件下加入AIBN引发剂。将混合溶液通氮气10～30min以除去反应体系中的空气，气体流量为0.5L/min。然后密封进行反应，反应过程中磁力搅拌，转速为1200rpm；反应温度为40℃；反应时间12h。反应结束后，将产物用无水乙醚沉淀，并用丙酮洗涤一次，然后将产物室温条件下真空干燥，得到端基为硅氧烷的聚酰胺-胺型树枝状分子，进行核磁分析(见图1)。

所述树枝状分子与3-巯丙基三甲基硅氧烷的摩尔比为1∶1.2；引发剂的用量是树枝状分子质量的0.2％；所述溶剂DMSO与树枝状分子的质量比为50∶1；所用乙醚与DMSO的体积比为4∶1。

(2)树枝状分子修饰的荧光量子点的制备：

将步骤(1)所得端基为硅氧烷的聚酰胺-胺型树枝状分子与水溶性量子点CdSe(大洋量子点公司)共同溶解于纯水中，并装入截留分子量为500的透析袋中；然后将透析袋浸入盐酸配成的酸性溶液中(pH＝3)，室温条件下搅拌3天，然后再将透析袋浸入纯水中搅拌3天，冷冻干燥，得到树枝状分子修饰的荧光量子点。

所述端基为硅氧烷的聚酰胺-胺型树枝状分子与水溶性量子点的质量比为50∶1；纯水的用量为树枝状分子质量的100倍，所述酸性溶液的用量为透析袋内溶液体积的100倍。

结果分析：图1中化学位移在0.74、1.60、2.42ppm处的峰对应于3-巯丙基三甲基硅氧烷中亚甲基的质子峰；2.42ppm处的峰对应于3-巯丙基三甲基硅氧烷中甲基的质子峰；其余化学位移在2.3～3.4处的峰归属于树枝状聚酰胺-胺中亚甲基和次甲基的质子峰；且原树枝状聚酰胺-胺中炔基在2.25ppm处的质子峰消失，说明炔基发生了化学反应。图1的结果证实，3-巯丙基三甲基硅氧烷被成功引入树枝状聚酰胺-胺的端基。

实施例3：树枝状分子修饰荧光量子点的制备

(1)端基为硅氧烷的树枝状分子的合成：

称取含端炔基的四代聚酰胺-胺型树枝状分子(PAMAM-G4)(按照参考文献方法合成得到(Journal of Materials Chemistry2011，21：5273-5281))和3-巯丙基三甲基硅氧烷溶解于DMSO中，然后在35℃条件下加入MK引发剂。将混合溶液通氮气10～30min以除去反应体系中的空气，气体流量为2.5L/min。然后密封进行反应，反应体系置于激发波长为365nm的紫外灯下，功率为400W，反应过程中磁力搅拌，转速为1000rpm，反应时间6h。反应结束后，将产物用无水乙醚沉淀，并用丙酮洗涤一次，然后将产物室温条件下真空干燥，得到端基为硅氧烷的聚酰胺-胺型树枝状分子。

所述树枝状分子与3-巯丙基三甲基硅氧烷的摩尔比为1∶1；引发剂的用量是树枝状分子质量的0.8％；所述溶剂DMSO与树枝状分子的质量比为100∶1；所用乙醚与DMSO的体积比为3∶1。

(2)树枝状分子修饰的荧光量子点的制备：

将步骤(1)所得端基为硅氧烷的聚酰胺-胺型树枝状分子与水溶性量子点CdTe(大洋量子点公司)共同溶解于纯水中，并装入截留分子量为1000的透析袋中；然后将透析袋浸入乙酸配成的酸性溶液中(pH＝4.5)，室温条件下搅拌2天，然后再将透析袋浸入纯水中搅拌2天，冷冻干燥，得到树枝状分子修饰的荧光量子点。

所述端基为硅氧烷的聚酰胺-胺型树枝状分子与水溶性量子点的质量比为20∶1；纯水的用量为树枝状分子质量的50倍，所述酸性溶液的用量为透析袋内溶液体积的70倍。

实施例4：树枝状分子修饰荧光量子点的制备

(1)端基为硅氧烷的树枝状分子的合成：

称取含端炔基的二代聚赖氨酸树枝状分子(PLLD-G2)(按照参考文献方法合成得到(中国发明专利，申请号201210005079.8))和3-巯丙基三甲基硅氧烷溶解于DMSO中，然后在20℃条件下加入DEMK引发剂。将混合溶液通氮气10～30min以除去反应体系中的空气，气体流量为2.5L/min。然后密封进行反应，反应体系置于激发波长为254nm的紫外灯下，功率为400W，反应过程中磁力搅拌，转速为1200rpm，反应时间4h。反应结束后，将产物用无水乙醚沉淀，并用丙酮洗涤一次，然后将产物室温条件下真空干燥，得到端基为硅氧烷的聚赖氨酸树枝状分子。

所述树枝状分子与3-巯丙基三甲基硅氧烷的摩尔比为1∶0.5；引发剂的用量是树枝状分子质量的0.8％；所述溶剂DMSO与树枝状分子的质量比为20∶1；所用乙醚与DMSO的体积比为5∶1。

(2)树枝状分子修饰的荧光量子点的制备：

将步骤(1)所得端基为硅氧烷的聚赖氨酸树枝状分子与水溶性量子点CdS(大洋量子点公司)共同溶解于纯水中，并装入截留分子量为100的透析袋中；然后将透析袋浸入硫酸氢钠配成的酸性溶液中(pH＝4.5)，室温条件下搅拌2天，然后再将透析袋浸入纯水中搅拌2天，冷冻干燥，得到树枝状分子修饰的荧光量子点。

所述端基为硅氧烷的聚赖氨酸树枝状分子与水溶性量子点的质量比为100∶1；纯水的用量为树枝状分子质量的100倍，所述酸性溶液的用量为透析袋内溶液体积的100倍。

实施例5：树枝状分子修饰荧光量子点的制备

(1)端基为硅氧烷的树枝状分子的合成：

称取含端炔基的三代聚赖氨酸树枝状分子(PLLD-G3)(按照参考文献方法合成得到(中国发明专利，申请号201210005079.8))和3-巯丙基三甲基硅氧烷溶解于DMSO中，然后在25℃条件下加入MEMK引发剂。将混合溶液通氮气10～30min以除去反应体系中的空气，气体流量为2.5L/min。然后密封进行反应，反应体系置于激发波长为365nm的紫外灯下，功率为20W，反应过程中磁力搅拌，转速为1200rpm，反应时间6h。反应结束后，将产物用无水乙醚沉淀，并用丙酮洗涤一次，然后将产物室温条件下真空干燥，得到端基为硅氧烷的聚赖氨酸树枝状分子，进行核磁分析(见图2)。

所述树枝状分子与3-巯丙基三甲基硅氧烷的摩尔比为1∶1.2；引发剂的用量是树枝状分子质量的0.5％；所述溶剂DMSO与树枝状分子的质量比为50∶1；所用乙醚与DMSO的体积比为4∶1。

(2)树枝状分子修饰的荧光量子点的制备：

将步骤(1)所得端基为硅氧烷的聚赖氨酸树枝状分子与水溶性量子点CdTe(大洋量子点公司)共同溶解于纯水中，并装入截留分子量为500的透析袋中；然后将透析袋浸入氨水配成的碱性溶液中(pH＝9)，室温条件下搅拌3天，然后再将透析袋浸入纯水中搅拌3天，冷冻干燥，得到树枝状分子修饰的荧光量子点。

所述端基为硅氧烷的聚赖氨酸树枝状分子与水溶性量子点的质量比为50∶1；纯水的用量为树枝状分子质量的100倍，所述酸性溶液的用量为透析袋内溶液体积的100倍。

结果分析：图2中化学位移在0.74、1.50、2.60ppm处的峰对应于3-巯丙基三甲基硅氧烷中亚甲基的质子峰；2.60ppm处的峰对应于3-巯丙基三甲基硅氧烷中甲基的质子峰；其余化学位移在1.5～2.0、3.0、4.0处的峰归属于树枝状聚赖氨酸中亚甲基和次甲基的质子峰；且原树枝状聚酰胺-胺中炔基在2.25ppm处的质子峰消失，说明炔基发生了化学反应。图2的结果证实，3-巯丙基三甲基硅氧烷被成功引入树枝状聚赖氨酸的端基。

实施例6：树枝状分子修饰荧光量子点的制备

(1)端基为硅氧烷的树枝状分子的合成：

称取含端炔基的四代聚赖氨酸树枝状分子(PLLD-G4)(按照参考文献方法合成得到(中国发明专利，申请号201210005079.8))和3-巯丙基三甲基硅氧烷溶解于DMSO中，然后在35℃条件下加入BP引发剂。将混合溶液通氮气10～30min以除去反应体系中的空气，气体流量为0.5L/min。然后密封进行反应，反应体系置于激发波长为254nm的紫外灯下，功率为6W，反应过程中磁力搅拌，转速为600rpm，反应时间12h。反应结束后，将产物用无水乙醚沉淀，并用丙酮洗涤一次，然后将产物室温条件下真空干燥，得到端基为硅氧烷的聚赖氨酸树枝状分子。

所述树枝状分子与3-巯丙基三甲基硅氧烷的摩尔比为1∶1；引发剂的用量是树枝状分子质量的0.1％；所述溶剂DMSO与树枝状分子的质量比为100∶1；所用乙醚与DMSO的体积比为3∶1。

(2)树枝状分子修饰的荧光量子点的制备：

将步骤(1)所得端基为硅氧烷的聚赖氨酸树枝状分子与水溶性量子点CdSe(大洋量子点公司)共同溶解于纯水中，并装入截留分子量为1000的透析袋中；然后将透析袋浸入氢氧化钾配成的碱性溶液中(pH＝10)，室温条件下搅拌1天，然后再将透析袋浸入纯水中搅拌2天，冷冻干燥，得到树枝状分子修饰的荧光量子点。

所述端基为硅氧烷的聚赖氨酸树枝状分子与水溶性量子点的质量比为20∶1；纯水的用量为树枝状分子质量的100倍，所述碱性溶液的用量为透析袋内溶液体积的100倍。

实施例7：树枝状分子修饰荧光量子点的制备

(1)端基为硅氧烷的树枝状分子的合成同实施例2。

(2)树枝状分子修饰的荧光量子点的制备：

将步骤(1)所得端基为硅氧烷的聚酰胺-胺型树枝状分子与水溶性量子点CdTe(大洋量子点公司)共同溶解于纯水中，并装入截留分子量为500的透析袋中；然后将透析袋浸入三乙胺配成的碱性溶液中(pH＝9)，室温条件下搅拌3天，然后再将透析袋浸入纯水中搅拌3天，冷冻干燥，得到树枝状分子修饰的荧光量子点。

所述端基为硅氧烷的聚酰胺-胺型树枝状分子与水溶性量子点的质量比为60∶1；纯水的用量为树枝状分子质量的20倍，所述碱性溶液的用量为透析袋内溶液体积的70倍。

实施例8：树枝状分子修饰荧光量子点的制备

(1)端基为硅氧烷的树枝状分子的合成同实施例3。

(2)树枝状分子修饰的荧光量子点的制备：

将步骤(1)所得端基为硅氧烷的聚酰胺-胺型树枝状分子与水溶性量子点CdTe(大洋量子点公司)共同溶解于纯水中，并装入截留分子量为1000的透析袋中；然后将透析袋浸入氢氧化钠配成的碱性溶液中(pH＝10)，室温条件下搅拌1天，然后再将透析袋浸入纯水中搅拌3天，冷冻干燥，得到树枝状分子修饰的荧光量子点。

所述端基为硅氧烷的聚酰胺-胺型树枝状分子与水溶性量子点的质量比为30∶1；纯水的用量为树枝状分子质量的50倍，所述碱性溶液的用量为透析袋内溶液体积的50倍。

实施例9：树枝状分子修饰荧光量子点的制备

(1)端基为硅氧烷的树枝状分子的合成同实施例5。

(2)树枝状分子修饰的荧光量子点的制备：

将步骤(1)所得端基为硅氧烷的聚赖氨酸树枝状分子与水溶性量子点CdTe(大洋量子点公司)共同溶解于纯水中，并装入截留分子量为500的透析袋中；然后将透析袋浸入碳酸钠配成的碱性溶液中(pH＝8.5)，室温条件下搅拌2天，然后再将透析袋浸入纯水中搅拌3天，冷冻干燥，得到树枝状分子修饰的荧光量子点。

所述端基为硅氧烷的聚赖氨酸树枝状分子与水溶性量子点的质量比为50∶1；纯水的用量为树枝状分子质量的100倍，所述碱性溶液的用量为透析袋内溶液体积的100倍。

实施例10：粒径和Zeta电位的测试

对实施例5所得树枝状分子修饰的CdTe量子点及对比样品巯基丙酸修饰的CdTe量子点(大洋量子点公司)进行粒径和Zeta电位表征，并将结果进行比较。结果发现，对比样品的粒径为164.0±3.2nm，Zeta电位为-24.53±0.81；经树枝状修饰后，量子点的粒径为74.7±1.5nm，Zeta电位为+21.17±1.24。经树枝状分子修饰后，量子点的粒径减小，且呈正电性，说明树枝状分子成功修饰于量子点的表面，且修饰后的荧光量子点稳定性增加，与细胞亲和性有望增强。

实施例11：细胞毒性的测定

将实施例5、7制备得到的荧光量子点和对比样品巯基丙酸修饰的CdTe量子点(大洋量子点公司)，经过滤灭菌后按照一定的浓度梯度(5、10、20、50、100、200μg/mL)加入到融合度达70％的大鼠成纤维细胞中共培养。24h后，采用MTT比色法测定材料的细胞毒性，结果如图3所示，其中，A为实施5制备得到的荧光量子点，B为实施例7制备得到的荧光量子点，C为对比样品。实施例5和实施例7制备得到的荧光量子点表现出良好的生物相容性，在量子点浓度达到100μg/mL时，细胞仍保持了80％以上的存活率；而对比样品则表现出明显的细胞毒性，细胞存活率有明显的浓度依赖关系。图3的结果证实，树枝状分子的修饰明显降低了量子点的细胞毒性；且聚赖氨酸树枝状分子降低毒性的效果略好于聚酰胺-胺型树枝状分子。

实施例12

将实施例5所得树枝状分子修饰的荧光量子点以50μg/mL的终浓度加入到融合度达70％的鼻咽癌细胞中共培养24h，然后置于荧光倒置显微镜下观察细胞对量子点的摄取情况，结果如图4所示。鼻咽癌细胞对量子点有良好的摄取能力，绝大部分鼻咽癌细胞均被量子点标记，说明该树枝状分子修饰的荧光量子点材料在细胞标记、生物荧光探针等领域有广阔的应用前景。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种树枝状分子修饰的荧光量子点的制备方法，其特征在于包括以下操作步骤：

（1）端基为硅氧烷的树枝状分子的合成：

将树枝状分子和3-巯丙基三甲基硅氧烷溶解于二甲基亚砜，加入引发剂，通气除氧后密封反应，沉淀过滤，洗涤，干燥，得到端基为硅氧烷的树枝状分子；

（2）树枝状分子修饰的荧光量子点的制备：

将步骤（1）制备得到的端基为硅氧烷的树枝状分子和水溶性量子点溶于水中，装入透析袋；将透析袋浸入溶液中，搅拌浸泡，再浸入水中浸泡，冷冻干燥，得到树枝状分子修饰的荧光量子点；

步骤（1）所述的树枝状分子指含端炔基的树枝状分子；所述的引发剂指光引发剂或热引发剂；

所述含端炔基的树枝状分子指含端炔基的聚酰胺-胺型树枝状分子和含端炔基的聚赖氨酸树枝状分子中的至少一种；

所述的光引发剂指自由基聚合光引发剂，包括二苯甲酮、4,4’-二(N,N’-二甲基-氨基)苯甲酮、4,4’-二(N,N’-二乙基-氨基)苯甲酮和4,4’-二(N,N’-四乙基-氨基)苯甲酮中的至少一种；所述的热引发剂指偶氮二异丁腈和过氧苯甲酰中的至少一种；

步骤（2）所述的量子点指水溶性量子点，包括水溶性的CdS、CdSe和CdTe中的至少一种。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（1）所用树枝状分子和3-巯丙基三甲基硅氧烷的摩尔比为1:0.5～1.2；所用引发剂的量为树枝状分子的0.1～0.8 wt%；所用二甲基亚砜的量为树枝状分子的20～100 质量倍。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：当引发剂为光引发剂时，步骤（1）所述的反应指在5～35 ℃，紫外光功率为6～40 W，波长为254 nm或365 nm辐射，搅拌速率600～1200 rpm下反应4～12 h；当引发剂为热引发剂时，步骤（1）所述的反应指在40～90 ℃，搅拌速率600～1200 rpm下反应4～12 h。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（2）所用量子点和端基为硅氧烷的树枝状分子的摩尔比或质量比为1:20～100；所述溶液指酸性溶液或碱性溶液。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述酸性溶液由以下方法制备得到：将硫酸、盐酸、乙酸和硫酸氢钠中的至少一种溶解于水中，配置成pH值为3～5.5的水溶液；所述碱性溶液由以下方法制备得到：将氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、氨水和三乙胺中的至少一种溶解于水中，配置成pH值为8.5～10的水溶液。