CN113527663B - 碳化聚合物点材料的制备方法及其在活细胞寿命成像及超分辨成像中的应用 - Google Patents
碳化聚合物点材料的制备方法及其在活细胞寿命成像及超分辨成像中的应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113527663B CN113527663B CN202110851022.9A CN202110851022A CN113527663B CN 113527663 B CN113527663 B CN 113527663B CN 202110851022 A CN202110851022 A CN 202110851022A CN 113527663 B CN113527663 B CN 113527663B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- dot material
- polymer dot
- carbonized polymer
- acid
- imaging
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 96
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 title claims abstract description 75
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 title claims abstract description 54
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title abstract description 14
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims abstract description 28
- 239000002243 precursor Substances 0.000 claims abstract description 24
- 150000007523 nucleic acids Chemical class 0.000 claims abstract description 22
- 239000012043 crude product Substances 0.000 claims abstract description 17
- -1 aromatic amine compound Chemical class 0.000 claims abstract description 11
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000003377 acid catalyst Substances 0.000 claims abstract description 7
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 27
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N citric acid Chemical compound OC(=O)CC(O)(C(O)=O)CC(O)=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 239000006143 cell culture medium Substances 0.000 claims description 11
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 11
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 239000000047 product Substances 0.000 claims description 9
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N methanoic acid Natural products OC=O BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 6
- 239000003607 modifier Substances 0.000 claims description 6
- VOZKAJLKRJDJLL-UHFFFAOYSA-N 2,4-diaminotoluene Chemical compound CC1=CC=C(N)C=C1N VOZKAJLKRJDJLL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 238000010186 staining Methods 0.000 claims description 5
- BMYNFMYTOJXKLE-UHFFFAOYSA-N 3-azaniumyl-2-hydroxypropanoate Chemical compound NCC(O)C(O)=O BMYNFMYTOJXKLE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 4-(3-methoxyphenyl)aniline Chemical compound COC1=CC=CC(C=2C=CC(N)=CC=2)=C1 OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 235000019253 formic acid Nutrition 0.000 claims description 4
- XMBWDFGMSWQBCA-UHFFFAOYSA-N hydrogen iodide Chemical compound I XMBWDFGMSWQBCA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229940071870 hydroiodic acid Drugs 0.000 claims description 4
- JVMSQRAXNZPDHF-UHFFFAOYSA-N 2,4-diaminobenzenesulfonic acid Chemical compound NC1=CC=C(S(O)(=O)=O)C(N)=C1 JVMSQRAXNZPDHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- RLYCRLGLCUXUPO-UHFFFAOYSA-N 2,6-diaminotoluene Chemical compound CC1=C(N)C=CC=C1N RLYCRLGLCUXUPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- UENRXLSRMCSUSN-UHFFFAOYSA-N 3,5-diaminobenzoic acid Chemical compound NC1=CC(N)=CC(C(O)=O)=C1 UENRXLSRMCSUSN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000004440 column chromatography Methods 0.000 claims description 3
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 3
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims description 3
- 238000001291 vacuum drying Methods 0.000 claims description 3
- 238000010859 live-cell imaging Methods 0.000 claims description 2
- 235000019156 vitamin B Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000011720 vitamin B Substances 0.000 claims description 2
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 3
- ZHNUHDYFZUAESO-UHFFFAOYSA-N Formamide Chemical compound NC=O ZHNUHDYFZUAESO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims 2
- FXHOOIRPVKKKFG-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylacetamide Chemical compound CN(C)C(C)=O FXHOOIRPVKKKFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 150000003856 quaternary ammonium compounds Chemical group 0.000 claims 1
- 108020004707 nucleic acids Proteins 0.000 abstract description 12
- 102000039446 nucleic acids Human genes 0.000 abstract description 12
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 10
- 239000012046 mixed solvent Substances 0.000 abstract description 9
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 4
- 239000002994 raw material Substances 0.000 abstract description 4
- 231100000053 low toxicity Toxicity 0.000 abstract description 3
- 230000004044 response Effects 0.000 abstract description 3
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 abstract description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 abstract description 2
- 238000002292 fluorescence lifetime imaging microscopy Methods 0.000 abstract 1
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 33
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 30
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 20
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 19
- YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N Dichloromethane Chemical compound ClCCl YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- OVBPIULPVIDEAO-LBPRGKRZSA-N folic acid Chemical compound C=1N=C2NC(N)=NC(=O)C2=NC=1CNC1=CC=C(C(=O)N[C@@H](CCC(O)=O)C(O)=O)C=C1 OVBPIULPVIDEAO-LBPRGKRZSA-N 0.000 description 9
- 102000053602 DNA Human genes 0.000 description 8
- 108020004414 DNA Proteins 0.000 description 8
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 8
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 8
- 238000002390 rotary evaporation Methods 0.000 description 8
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 8
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 8
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 7
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 7
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 6
- 229920002477 rna polymer Polymers 0.000 description 6
- 238000010898 silica gel chromatography Methods 0.000 description 6
- PVNIIMVLHYAWGP-UHFFFAOYSA-N Niacin Chemical compound OC(=O)C1=CC=CN=C1 PVNIIMVLHYAWGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- AUNGANRZJHBGPY-SCRDCRAPSA-N Riboflavin Chemical compound OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H](O)CN1C=2C=C(C)C(C)=CC=2N=C2C1=NC(=O)NC2=O AUNGANRZJHBGPY-SCRDCRAPSA-N 0.000 description 5
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 5
- 230000008859 change Effects 0.000 description 4
- 238000010226 confocal imaging Methods 0.000 description 4
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 4
- 238000004108 freeze drying Methods 0.000 description 4
- SHFJWMWCIHQNCP-UHFFFAOYSA-M hydron;tetrabutylazanium;sulfate Chemical compound OS([O-])(=O)=O.CCCC[N+](CCCC)(CCCC)CCCC SHFJWMWCIHQNCP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- 238000001027 hydrothermal synthesis Methods 0.000 description 4
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 4
- 108010077544 Chromatin Proteins 0.000 description 3
- AUNGANRZJHBGPY-UHFFFAOYSA-N D-Lyxoflavin Natural products OCC(O)C(O)C(O)CN1C=2C=C(C)C(C)=CC=2N=C2C1=NC(=O)NC2=O AUNGANRZJHBGPY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- OVBPIULPVIDEAO-UHFFFAOYSA-N N-Pteroyl-L-glutaminsaeure Natural products C=1N=C2NC(N)=NC(=O)C2=NC=1CNC1=CC=C(C(=O)NC(CCC(O)=O)C(O)=O)C=C1 OVBPIULPVIDEAO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000012980 RPMI-1640 medium Substances 0.000 description 3
- 229930003761 Vitamin B9 Natural products 0.000 description 3
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 3
- 210000003483 chromatin Anatomy 0.000 description 3
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 3
- 239000007850 fluorescent dye Substances 0.000 description 3
- 235000019152 folic acid Nutrition 0.000 description 3
- 239000011724 folic acid Substances 0.000 description 3
- 229960000304 folic acid Drugs 0.000 description 3
- 230000003834 intracellular effect Effects 0.000 description 3
- 229960003512 nicotinic acid Drugs 0.000 description 3
- 229960002477 riboflavin Drugs 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 235000019159 vitamin B9 Nutrition 0.000 description 3
- 239000011727 vitamin B9 Substances 0.000 description 3
- YBJHBAHKTGYVGT-ZKWXMUAHSA-N (+)-Biotin Chemical compound N1C(=O)N[C@@H]2[C@H](CCCCC(=O)O)SC[C@@H]21 YBJHBAHKTGYVGT-ZKWXMUAHSA-N 0.000 description 2
- GHOKWGTUZJEAQD-ZETCQYMHSA-N (D)-(+)-Pantothenic acid Chemical compound OCC(C)(C)[C@@H](O)C(=O)NCCC(O)=O GHOKWGTUZJEAQD-ZETCQYMHSA-N 0.000 description 2
- KWIUHFFTVRNATP-UHFFFAOYSA-N Betaine Natural products C[N+](C)(C)CC([O-])=O KWIUHFFTVRNATP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KWIUHFFTVRNATP-UHFFFAOYSA-O N,N,N-trimethylglycinium Chemical compound C[N+](C)(C)CC(O)=O KWIUHFFTVRNATP-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 2
- HTZCNXWZYVXIMZ-UHFFFAOYSA-M benzyl(triethyl)azanium;chloride Chemical compound [Cl-].CC[N+](CC)(CC)CC1=CC=CC=C1 HTZCNXWZYVXIMZ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 229960003237 betaine Drugs 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- OEYIOHPDSNJKLS-UHFFFAOYSA-N choline Chemical compound C[N+](C)(C)CCO OEYIOHPDSNJKLS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229960001231 choline Drugs 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 238000000799 fluorescence microscopy Methods 0.000 description 2
- 235000011187 glycerol Nutrition 0.000 description 2
- 229920002521 macromolecule Polymers 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 description 2
- 235000001968 nicotinic acid Nutrition 0.000 description 2
- 239000011664 nicotinic acid Substances 0.000 description 2
- 238000005424 photoluminescence Methods 0.000 description 2
- 235000019192 riboflavin Nutrition 0.000 description 2
- 239000002151 riboflavin Substances 0.000 description 2
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 description 2
- 230000004083 survival effect Effects 0.000 description 2
- 230000008685 targeting Effects 0.000 description 2
- 230000032895 transmembrane transport Effects 0.000 description 2
- 241000972773 Aulopiformes Species 0.000 description 1
- GHOKWGTUZJEAQD-UHFFFAOYSA-N Chick antidermatitis factor Natural products OCC(C)(C)C(O)C(=O)NCCC(O)=O GHOKWGTUZJEAQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 240000004808 Saccharomyces cerevisiae Species 0.000 description 1
- 108010087230 Sincalide Proteins 0.000 description 1
- 229930003451 Vitamin B1 Natural products 0.000 description 1
- 229930003471 Vitamin B2 Natural products 0.000 description 1
- 229930003537 Vitamin B3 Natural products 0.000 description 1
- 230000001464 adherent effect Effects 0.000 description 1
- BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N ammonium sulfate Chemical compound N.N.OS(O)(=O)=O BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052921 ammonium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011130 ammonium sulphate Nutrition 0.000 description 1
- 230000006907 apoptotic process Effects 0.000 description 1
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 229960002685 biotin Drugs 0.000 description 1
- 235000020958 biotin Nutrition 0.000 description 1
- 239000011616 biotin Substances 0.000 description 1
- 238000004061 bleaching Methods 0.000 description 1
- 239000007853 buffer solution Substances 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 238000010609 cell counting kit-8 assay Methods 0.000 description 1
- 230000003833 cell viability Effects 0.000 description 1
- 238000004040 coloring Methods 0.000 description 1
- 210000000805 cytoplasm Anatomy 0.000 description 1
- 108091092330 cytoplasmic RNA Proteins 0.000 description 1
- 230000003013 cytotoxicity Effects 0.000 description 1
- 231100000135 cytotoxicity Toxicity 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 238000002189 fluorescence spectrum Methods 0.000 description 1
- 230000002068 genetic effect Effects 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 230000012010 growth Effects 0.000 description 1
- 239000001963 growth medium Substances 0.000 description 1
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003999 initiator Substances 0.000 description 1
- 238000000386 microscopy Methods 0.000 description 1
- 150000007522 mineralic acids Chemical class 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000017074 necrotic cell death Effects 0.000 description 1
- DFPAKSUCGFBDDF-UHFFFAOYSA-N nicotinic acid amide Natural products NC(=O)C1=CC=CN=C1 DFPAKSUCGFBDDF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 description 1
- 235000005985 organic acids Nutrition 0.000 description 1
- 229940055726 pantothenic acid Drugs 0.000 description 1
- 235000019161 pantothenic acid Nutrition 0.000 description 1
- 239000011713 pantothenic acid Substances 0.000 description 1
- 231100000683 possible toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 1
- 239000002096 quantum dot Substances 0.000 description 1
- 230000004043 responsiveness Effects 0.000 description 1
- 235000019515 salmon Nutrition 0.000 description 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 1
- IZTQOLKUZKXIRV-YRVFCXMDSA-N sincalide Chemical compound C([C@@H](C(=O)N[C@@H](CCSC)C(=O)NCC(=O)N[C@@H](CC=1C2=CC=CC=C2NC=1)C(=O)N[C@@H](CCSC)C(=O)N[C@@H](CC(O)=O)C(=O)N[C@@H](CC=1C=CC=CC=1)C(N)=O)NC(=O)[C@@H](N)CC(O)=O)C1=CC=C(OS(O)(=O)=O)C=C1 IZTQOLKUZKXIRV-YRVFCXMDSA-N 0.000 description 1
- 150000003384 small molecules Chemical class 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 230000000638 stimulation Effects 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001308 synthesis method Methods 0.000 description 1
- 229960003495 thiamine Drugs 0.000 description 1
- DPJRMOMPQZCRJU-UHFFFAOYSA-M thiamine hydrochloride Chemical compound Cl.[Cl-].CC1=C(CCO)SC=[N+]1CC1=CN=C(C)N=C1N DPJRMOMPQZCRJU-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000001161 time-correlated single photon counting Methods 0.000 description 1
- 238000004627 transmission electron microscopy Methods 0.000 description 1
- 235000010374 vitamin B1 Nutrition 0.000 description 1
- 239000011691 vitamin B1 Substances 0.000 description 1
- 235000019164 vitamin B2 Nutrition 0.000 description 1
- 239000011716 vitamin B2 Substances 0.000 description 1
- 235000019160 vitamin B3 Nutrition 0.000 description 1
- 239000011708 vitamin B3 Substances 0.000 description 1
- 235000021467 vitamin B7(Biotin) Nutrition 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G69/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic amide link in the main chain of the macromolecule
- C08G69/02—Polyamides derived from amino-carboxylic acids or from polyamines and polycarboxylic acids
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G69/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic amide link in the main chain of the macromolecule
- C08G69/02—Polyamides derived from amino-carboxylic acids or from polyamines and polycarboxylic acids
- C08G69/04—Preparatory processes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G69/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic amide link in the main chain of the macromolecule
- C08G69/02—Polyamides derived from amino-carboxylic acids or from polyamines and polycarboxylic acids
- C08G69/08—Polyamides derived from amino-carboxylic acids or from polyamines and polycarboxylic acids derived from amino-carboxylic acids
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
- C09K11/06—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing organic luminescent materials
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
- G01N1/28—Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q
- G01N1/30—Staining; Impregnating ; Fixation; Dehydration; Multistep processes for preparing samples of tissue, cell or nucleic acid material and the like for analysis
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
- G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
- G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence
- G01N21/6486—Measuring fluorescence of biological material, e.g. DNA, RNA, cells
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K2211/00—Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
- C09K2211/14—Macromolecular compounds
- C09K2211/1408—Carbocyclic compounds
- C09K2211/1425—Non-condensed systems
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K2211/00—Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
- C09K2211/14—Macromolecular compounds
- C09K2211/1441—Heterocyclic
- C09K2211/1466—Heterocyclic containing nitrogen as the only heteroatom
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K2211/00—Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
- C09K2211/14—Macromolecular compounds
- C09K2211/1441—Heterocyclic
- C09K2211/1483—Heterocyclic containing nitrogen and sulfur as heteroatoms
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
- Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
Abstract
本发明公开了一类碳化聚合物点材料的制备方法及其在活细胞寿命成像及超分辨成像中的应用，制备方法包括：以芳香胺化合物为主要前驱体原料，将主要前驱体原料和酸催化剂同时溶解或分散于某种纯溶剂或混合溶剂中得到前驱体溶液，再将前驱体溶液在常压加热或高压加热，反应一段时间得到粗产物分散液，进一步提纯和干燥以得到碳化聚合物点材料。采用上述制备方法制备得到的碳化聚合物点材料具有良好的生物相容性、低毒性、低受激损耗饱和强度、高亮度、高光学稳定性，及对核酸分子的高灵敏和选择性响应的特征，适用于基于STED和FLIM技术实现对活细胞内核酸结构进行超分辨成像和寿命成像。
Description
技术领域
本发明属于生物光子学和纳米材料科学领域，尤其涉及一种碳化聚合物点材料的制备方法及其在活细胞寿命成像及超分辨成像中的应用。
背景技术
核酸大分子，包括核糖核酸(RNA)和脱氧核糖核酸(DNA)是大多数生物的遗传信息“蓝图”；通过显微手段观察核酸结构形态及时空分布的变化对研究基因控制的生长发育、凋亡坏死等生命过程具有重要意义。以共聚焦成像为代表的荧光成像显微术由于工作条件与活细胞生存条件兼容而在活细胞核酸成像的应用中具有重要地位。特别地，近年来基于共聚焦技术发展的STED和FLIM显微技术不仅突破了原有的衍射分辨极限，而且进一步提供了丰富的荧光寿命信息，为面向活细胞核酸的生物光子学研究打开了新的局面。与此同时，新成像方法中更高的激光功率、更长的激发时间也对激发材料的抗漂白性能提出了更高要求。在当前的荧光探针材料体系中，有机小分子具有较好的响应性/靶向性，但光漂白效益严重；无机纳米材料光稳定性较优，但多含重金属元素而具有潜在毒性，且在活细胞中跨膜运输能力差、难以特异性标记活细胞中的核酸结构。因此，现有的大部分荧光探针材料难以满足面向活细胞核酸结构的长效超分辨和荧光寿命成像应用需求。
发明内容
本发明实施例提供了一种碳化聚合物点材料的制备方法及其在活细胞寿命成像及超分辨成像中的应用，旨在解决现有的探针不适宜对活细胞进行长时间的超分辨成像及荧光寿命成像的问题。
第一方面，本发明实施例提供了一种碳化聚合物点材料的制备方法，其中，包括：
将芳香胺化合物溶解或分散于溶剂中得到浓度为1～10mmol/L的分散液；
在所述分散液中加入酸催化剂以得到氢离子的最终浓度为0.01～10mmol/L的前驱体溶液；
将所述前驱体溶液在常压及100～240℃下加热反应0.5～24h，或将所述前驱体溶液在压强大于101kPa及100～240℃下加热反应0.5～24h，得到粗产物溶液；
对所述粗产物溶液进行柱层析提纯和真空干燥得到所述碳化聚合物点材料成品。
第二方面，本发明实施例还提供了一种碳化聚合物点材料，其中，所述碳化聚合物点材料采用上述第一方面所述的制备方法制备得到。
第三方面，本发明实施例还提供了一种碳化聚合物点材料在活细胞寿命成像中的应用，其中，包括：
将所述碳化聚合物点材料添加至细胞培养基中染色1.5-3h，所述细胞培养基中所述碳化聚合物点材料的浓度为2-80μg/mL；
使用配备脉冲光源和单光子计数器的共聚焦设备对所述细胞培养基中的染色细胞进行荧光寿命显微成像，基于荧光寿命的差异信息，得到包含不同核酸结构的活细胞成像图像。
第四方面，本发明实施例还提供了一种碳化聚合物点材料在超分辨成像中的应用，其中，包括：
将所述碳化聚合物点材料添加至细胞培养基中染色1.5-3h，所述细胞培养基中所述碳化聚合物点材料的浓度为2-80μg/mL；
使用环形连续或脉冲激光作为受激发射损耗光源，基于受激发射损耗原理对所述细胞培养基中的染色细胞进行超分辨成像，得到细胞超分辨成像图像。
本发明实施例提供了一种碳化聚合物点材料的制备方法及其在活细胞寿命成像及超分辨成像中的应用，制备方法包括：以芳香胺化合物为主要前驱体原料，将主要前驱体原料和酸催化剂同时溶解或分散于某种纯溶剂或混合溶剂中得到前驱体溶液，再将前驱体溶液在常压加热或高压加热，反应一段时间得到粗产物分散液，进一步提纯和干燥以得到碳化聚合物点材料。采用上述制备方法制备得到的碳化聚合物点材料具有良好的生物相容性、低毒性、低受激损耗饱和强度、高亮度、高光学稳定性，及对核酸分子的高灵敏和选择性响应的特征，适用于基于STED和FLIM技术实现对活细胞内核酸结构进行超分辨成像和寿命成像。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的碳化聚合物点材料的制备方法的方法流程图；
图2为本发明实施例1的碳化聚合物点材料的透射电镜形貌及粒径统计图；
图3为本发明实施例1～6的碳化聚合物点材料的效果示意图；
图4为本发明实施例1～4的碳化聚合物点材料的效果示意图；
图5为本发明实施例1的碳化聚合物点材料的效果示意图；
图6为本发明实施例1的碳化聚合物点材料的效果示意图；
图7为本发明实施例1的碳化聚合物点材料的效果示意图；
图8为本发明实施例1的碳化聚合物点材料的效果示意图；
图9为本发明实施例1的碳化聚合物点材料的效果示意图；
图10为本发明实施例1的碳化聚合物点材料的效果示意图；
图11为本发明实施例4的碳化聚合物点材料的效果示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
还应当理解，在本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
还应当进一步理解，在本发明说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
在本实施例中，请参阅图1，图1为本发明实施例提供的碳化聚合物点材料的制备方法的方法流程图。如图所示，本发明实施例提供了一种碳化聚合物点材料的制备方法，包括步骤S110～S140。
S110、将芳香胺化合物溶解或分散于溶剂中得到浓度为1～10mmol/L的分散液。
具体的，所述芳香胺化合物为2,4-二氨基甲苯、2,6-二氨基甲苯、2,4-二氨基苯磺酸或3,5-二氨基苯甲酸。所述溶剂为盐酸、硫酸、磷酸、氢溴酸、氢碘酸、甲酸、乙酸、柠檬酸中的一种或多种，若溶剂为单一种化合物，则该溶剂为纯溶剂，若溶剂由两种以上化合物配比组成，则该溶剂为混合溶剂。
S120、在所述分散液中加入酸催化剂以得到氢离子的最终浓度为0.01～10mmol/L的前驱体溶液。
具体的，酸催化剂为盐酸、硫酸、磷酸、氢溴酸、氢碘酸、甲酸、乙酸、柠檬酸中的一种或多种。其中，盐酸、硫酸、磷酸、氢溴酸、氢碘酸均为无机酸，甲酸、乙酸、柠檬酸均为有机酸。
更具体的，所述前驱体溶液中还添加有表面修饰剂和/或电荷调节剂。所述前驱体溶液中所述表面修饰剂的最终浓度为0.01～5mmol/L；所述前驱体溶液中所述电荷调节剂的最终浓度为0.01～5mmol/L。其中，所述表面修饰剂为B族维生素及其衍生物，包括但不限于维生素B1(硫铵)、B2(核黄素)、B3(烟酸)、B5(泛酸)、B7(生物素)、维生素B9(叶酸)；所述电荷调节剂为季铵盐化合物，包括但不限于甜菜碱、胆碱、氯化苄基三乙基铵、四丁基硫酸氢铵。
S130、将所述前驱体溶液盛装于烧杯中在常压及100～240℃下加热反应0.5～24h，或将所述前驱体溶液封装于反应釜中在压强大于101kPa及100～240℃下加热反应0.5～24h，得到粗产物溶液。
具体的，反应釜中压强为1.2～40个大气压。
S140、对所述粗产物溶液进行柱层析提纯和真空干燥得到所述碳化聚合物点材料成品。
具体的，所合成的碳化聚合物点材料具有典型纳米点形貌(粒径为1～10nm)和位于可见光范围(400～800nm)的光致发光，并在溶解于一定浓度核酸大分子(DNA/RNA)的水溶液中发生光致发光的显著增强(≥200％)的特性。
使用碳化聚合物点材料对活细胞进行颜色后，可使用配备脉冲光源和单光子计数器(Time-Correlated Single Photon Counting，TCSPC)的共聚焦设备对染色细胞进行荧光寿命显微成像(Fluorescence Lifetime Imaging，FLIM)，基于荧光寿命的差异信息，得到包含不同核酸结构的活细胞成像图像；还可使用环形连续或脉冲激光作为受激发射损耗(Stimulated Emission Depletion，STED)光源，基于受激发射损耗原理对所述细胞培养基中的染色细胞进行超分辨成像，得到细胞超分辨成像图像。
采用上述制备方法所制备得到的碳化聚合物点材料具有以下有益技术效果：(1)实现碳化聚合物点材料对活细胞中核酸分子的刺激响应性荧光和主动靶向，整合材料的低生物毒性和抗光漂白性，实现对活细胞中核酸结构的长效动态跟踪。(2)合成方法便捷、可靠、可控性高，通过调整反应条件(温度，时间，引发剂，催化剂)可以对得到的碳化聚合物点的光谱和寿命进行微调。(3)所合成的碳化聚合物点材料具有较小尺寸(<10nm)和较高的跨膜运输效率，可在短时间(≤2小时)内完成对细胞内核酸结构的着色。(4)所合成的碳化聚合物点材料具有较低的饱和受激损耗功率，在STED成像模式下只需要较低的损耗光功率(<10mW)就可实现对细胞内核酸结构的超分辨成像(≤100nm)。(5)所合成的碳化聚合物点材料与核酸结合、富集后根据具体化学环境及富集程度的不同可表现出荧光寿命的差异，基于这一差异在FLIM成像模式下可以有效区分细胞质RNA、细胞核染色质及核仁等不同结构。
实施例1
称取200μmol(24.4mg)2,4-二氨基甲苯、25μmol(11mg)维生素B9(叶酸)和20μmol(2.3mg)甜菜碱分散于25mL去离子水中，超声分散均匀。向此溶液中加入25μL 10mol/L盐酸，充分搅拌混匀后封装于50mL水热反应釜中，反应釜压强为9个大气压，升温至180℃反应20h得到粗产品溶液。收集粗产品溶液旋转蒸发除去溶剂后透析24小时(截留分子量2000Da)，并使用硅胶柱层析进一步提纯(展开剂为1：9的甲醇/二氯甲烷混合溶剂)。收集提纯后的组分，旋转蒸发除去溶剂后分散于去离子水，过滤后冻干得到目标产物固体粉末。图2为本发明实施例1的碳化聚合物点材料的透射电镜形貌及粒径统计图，采用实施例1中的制备方法制备得到的碳化聚合物点材料的外观特性如图2所示，其中图2(a)为碳化聚合物点材料的透射电镜形貌图，图2(b)为碳化聚合物点材料的粒径统计图，由图中信息可知碳化聚合物点材料的粒径为2至4.4nm之间，粒径绝大部分分布于2～4nm之间，其平均粒径约为3nm。
实施例2
称取500μmol(61mg)2,6-二氨基甲苯分散于5mL甘油中，搅拌下加热至100摄氏度至完全溶解。加入50μL 1mol/L盐酸后进一步升温至220℃，常压下搅拌反应90min后冷却至室温，加入20mL甲醇超声分散后离心除去不溶物，取上清液旋干、透析24小时(截留分子量2000Da)，并进一步通过硅胶柱层析提纯(展开剂为1：9的甲醇/二氯甲烷混合溶剂)。收集提纯后的荧光组分，旋转蒸发除去溶剂后目标产物固体粉末。
实施例3
称取500μmol(61mg)2,4-二氨基甲苯和50μmol(22mg)维生素B3(烟酸)分散于5mL甘油中，搅拌下加热至100℃至完全溶解。加入50μL浓磷酸后进一步升温至220℃，常压下搅拌反应30min后冷却至室温，加入20mL甲醇超声分散后离心除去不溶物，取上清液旋干、透析24h(截留分子量2000Da)，并进一步通过硅胶柱层析提纯(展开剂为1：9的甲醇/二氯甲烷混合溶剂)。收集提纯后的荧光组分，旋转蒸发除去溶剂后目标产物固体粉末。
实施例4
称取200μmol(24.4mg)2,4-二氨基甲苯、25μmol(11mg)维生素B9(叶酸)分散于25mL去离子水中，超声分散均匀。向此溶液中加入25μL 10mol/L盐酸，充分搅拌混匀后封装于50mL水热反应釜中，升温至180℃反应20h得到粗产品。收集粗产品旋转蒸发除去溶剂后透析24h(截留分子量2000Da)，并使用硅胶柱层析进一步提纯(展开剂为1：9的甲醇/二氯甲烷混合溶剂)。收集提纯后的组分，旋转蒸发除去溶剂后分散于去离子水，过滤后冻干得到目标产物固体粉末。
实施例5
称取1mmol(188.2mg)2,4-二氨基苯磺酸、200μmol(48.8mg)维生素B7(生物素)和80μmol(8.3mg)胆碱分散于125mL乙醇中，超声分散均匀。向此溶液中加入100μL 10mol/L硫酸，充分搅拌混匀后封装于200mL水热反应釜中，升温至80℃反应24h得到粗产品。收集粗产品旋转蒸发除去溶剂后使用硅胶柱层析进一步提纯(展开剂为1：5的甲醇/二氯甲烷混合溶剂)。收集提纯后的组分，旋转蒸发除去溶剂后分散于去离子水，过滤后冻干得到目标产物固体粉末。
实施例6
称取250μmol(38.3mg)3,5-二氨基苯甲酸、50μmol(18.8mg)维生素B2(核黄素)和50μmol(16.9mg)四丁基硫酸氢铵分散于125mL乙醇中，超声分散均匀。向此溶液中加入100μL 10mol/L硫酸，充分搅拌混匀后封装于200mL水热反应釜中，升温至160摄氏度反应4小时得到粗产品。收集粗产品旋转蒸发除去溶剂后使用硅胶柱层析进一步提纯(展开剂为1：4的甲醇/二氯甲烷混合溶剂)。收集提纯后的组分，旋转蒸发除去溶剂后重新分散于去离子水中，过滤后冻干得到目标产物固体粉末。
图3为本发明实施例1～6的碳化聚合物点材料的效果示意图，如图3所示，其中呈现了对实施例1～6所得固体粉末材料进行3D荧光光谱等高线分析所得到的分析结果。
实施例7
将实施例1～4中制备得到的固体粉末材料分别溶解于pH为7.0～7.4的PBS缓冲液中配制成10μg/mL的溶液，向其中分别加入DNA(提取自鲑鱼精)和RNA(提取自酵母菌)分子至1mg/mL终浓度。图4为本发明实施例1～4的碳化聚合物点材料的效果示意图，图4为各材料对核酸分子的响应性荧光增强系数对比图，分别测试实施例1～4中各材料在DNA、RNA环境中的荧光增强系数，所得测试结果如图4所示。
图5为本发明实施例1的碳化聚合物点材料的效果示意图，具体的，图5为对不同浓度核酸分子的响应性荧光增强系数进行分析的分析结果，可进一步对实施例1中所得到的材料进行响应性荧光增强系数分析，测量其在不同浓度DNA/RNA溶液中荧光强度随核酸分子浓度的变化，结果如图5所示。
图6为本发明实施例1的碳化聚合物点材料的效果示意图，具体的，图6为材料在不同浓度下与DNA分子结合后的荧光寿命分布图，对实施例1中所得到的材料进行荧光寿命分析，测量其在不同浓度下与DNA分子结合后荧光寿命分布的变化，所得结果如图6所示。
实施例8
图7为本发明实施例1的碳化聚合物点材料的效果示意图，具体的，图7为材料单点分辨率随损耗光功率提高的变化图，将实施例1中所得的碳化聚合物点材料溶于乙醇中并旋涂至玻片表面，选取488nm激发波长和592nm损耗波长，测量分析不同损耗光功率下发光点分辨率的提升(以半峰宽计)，结果如图7所示。
可根据公式(1)对图7所示的分析结果进行拟合计算，公式(1)如下所示：
计算得实施例1中所得到的材料的受激损耗饱和功率为0.68mW(0.23MW/cm2)，显著低于现有的小分子STED激发材料，其中，δSTED为STED模式下的成像分辨率，λ为荧光探针(实施例1中所得到的碳化聚合物点材料)发射波长，NA为数值孔径，ISTED为损耗激光功率，Isat为材料的受激损耗饱和功率。
将该碳化聚合物点材料分散于去离子水中得到浓度为1mg/mL的溶液。量取不同体积的上述水溶液，与含有10％FBS的RPMI1640培养基混合配制成浓度为0～50μg/mL的溶液，加入贴壁生长有KYSE-150细胞(每孔约104细胞)的标准96孔板中，在37℃，5％CO2条件下孵育24h，通过标准CCK-8法评估其细胞毒性。图8为本发明实施例1的碳化聚合物点材料的效果示意图，具体的，图8为KYSE-150细胞存活率随着材料浓度增加的变化。如图8所示，在0～50μg/mL浓度下，细胞存活率超过90％，显示材料具有较低的毒性，适宜对活细胞进行长实现成像的应用。
量取20μL含有1mg/mL材料的溶液加入2mL含有10％FBS的RPMI1640培养基，在贴壁生长有KYSE-150细胞(浓度大约3x105/L)的35mm共聚焦培养皿中染色120min后对染色质部位进行共聚焦/STED成像，图9为本发明实施例1的碳化聚合物点材料的效果示意图，使用实施例1中的材料对KYSE-150细胞染色后在共聚焦和STED成像条件下的成像效果及分辨率对比，所得图像如图9所示。其中，共聚焦成像的成像条件为：激发波长488nm，功率0.72μW；STED成像的成像条件为：激发波长488nm，功率0.72μW；损耗光波长592nm，功率(连续光)4.1mW；由图9可见，STED成像模式下对染色质成像的分辨率(以半峰宽计)提高至100nm附近，显著优于共聚焦成像(>200nm)的分辨率。
图10为本发明实施例1的碳化聚合物点材料的效果示意图，在图9的成像条件下，图10为材料的荧光强度在共聚焦/STED成像条件下随连续成像帧数增长的衰减情况。如图10所示，在共聚焦成像模式下，荧光强度在前200帧内几乎不发生衰减；而在STED成像模式下，荧光强度在前200帧内维持在初始强度的70％以上，显示该材料在实际应用中有较优的抗光漂白性质。
实施例9
将实施例4中得到的碳化聚合物点材料分散于去离子水中得到浓度为1mg/mL的溶液。量取20μL该溶液加入2mL含有10％FBS的RPMI1640培养基，在贴壁生长有KYSE-150细胞(浓度大约3x105/L)的35mm共聚焦培养皿中染色120min后对染色质部位进行共聚焦(Confocal)/STED成像，图11为本发明实施例4的碳化聚合物点材料的效果示意图，使用实施例4中的材料对KYSE-150活细胞染色后对细胞内核算结构进行荧光寿命成像，所得到的荧光寿命分布图及相量分析结果如图11所示。其中，成像条件(FLIM)为：激发波长：488nm，40MHz，滤光片：495LP。其中，图11(a)为荧光寿命分布图，图11(b)为相量分析图，由图11中荧光寿命分布图和相量分析图可见，在荧光寿命成像模式下经碳化聚合物点染色的活细胞核仁、染色质及细胞质具有明显的寿命差异。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (9)
1.一种碳化聚合物点材料的制备方法，其特征在于，包括：
将芳香胺化合物溶解或分散于溶剂中得到浓度为1～10mmol/L的分散液；
在所述分散液中加入酸催化剂以得到氢离子的最终浓度为0.01～10mmol/L的前驱体溶液；
将所述前驱体溶液在常压及100～240℃下加热反应0.5～24h，或将所述前驱体溶液在压强大于101kPa及100～240℃下加热反应0.5～24h，得到粗产物溶液；
对所述粗产物溶液进行柱层析提纯和真空干燥得到所述碳化聚合物点材料成品；
所述前驱体溶液中还添加有表面修饰剂；所述表面修饰剂为B族维生素及其衍生物。
2.根据权利要求1所述的碳化聚合物点材料的制备方法，其特征在于，所述前驱体溶液中还添加有电荷调节剂，所述前驱体溶液中所述表面修饰剂的最终浓度为0.01～5mmol/L；所述前驱体溶液中所述电荷调节剂的最终浓度为0.01～5mmol/L。
3.根据权利要求1或2所述的碳化聚合物点材料的制备方法，其特征在于，所述芳香胺化合物为2,4-二氨基甲苯、2,6-二氨基甲苯、2,4-二氨基苯磺酸或3,5-二氨基苯甲酸。
4.根据权利要求1或2所述的碳化聚合物点材料的制备方法，其特征在于，所述酸催化剂为盐酸、硫酸、磷酸、氢溴酸、氢碘酸、甲酸、乙酸、柠檬酸中的一种或多种。
5.根据权利要求1或2所述的碳化聚合物点材料的制备方法，其特征在于，所述溶剂为水、甲醇、乙醇、乙二醇、丙三醇、甲酰胺、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺中的一种或多种。
6.根据权利要求2所述的碳化聚合物点材料的制备方法，其特征在于，所述电荷调节剂为季铵盐化合物。
7.一种碳化聚合物点材料，其特征在于，所述碳化聚合物点材料采用如权利要求1至6中任意一项所述的制备方法制备得到。
8.权利要求7所述的碳化聚合物点材料在活细胞寿命成像中的应用，其特征在于，将所述碳化聚合物点材料添加至细胞培养基中染色1-2h，所述细胞培养基中所述碳化聚合物点材料的浓度为2-80μg/mL；
使用配备脉冲光源和单光子计数器的共聚焦设备对所述细胞培养基中的染色细胞进行荧光寿命显微成像，基于荧光寿命的差异信息，得到包含不同核酸结构的活细胞成像图像。
9.权利要求7所述的碳化聚合物点材料在超分辨成像中的应用，其特征在于，将所述碳化聚合物点材料添加至细胞培养基中染色1-2h，所述细胞培养基中所述碳化聚合物点材料的浓度为2-80μg/mL；
使用环形连续或脉冲激光作为受激发射损耗光源，基于受激发射损耗原理对所述细胞培养基中的染色细胞进行超分辨成像，得到细胞超分辨成像图像。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110851022.9A CN113527663B (zh) | 2021-07-27 | 2021-07-27 | 碳化聚合物点材料的制备方法及其在活细胞寿命成像及超分辨成像中的应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110851022.9A CN113527663B (zh) | 2021-07-27 | 2021-07-27 | 碳化聚合物点材料的制备方法及其在活细胞寿命成像及超分辨成像中的应用 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113527663A CN113527663A (zh) | 2021-10-22 |
| CN113527663B true CN113527663B (zh) | 2022-08-12 |
Family
ID=78089223
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202110851022.9A Active CN113527663B (zh) | 2021-07-27 | 2021-07-27 | 碳化聚合物点材料的制备方法及其在活细胞寿命成像及超分辨成像中的应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113527663B (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114426572B (zh) * | 2022-02-21 | 2023-10-24 | 中南大学湘雅三医院 | 一种复合碳化聚合物点及其制备方法和应用 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109385276A (zh) * | 2018-12-20 | 2019-02-26 | 南京大学 | 高性能红光碳量子点材料及其制备方法和生物成像应用 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101373898B1 (ko) * | 2012-02-24 | 2014-03-13 | 성균관대학교산학협력단 | 형광체 삽입된 핵산 복합체 기반 새로운 나노바코드를 이용한 생체 이미징 시스템, 이의 제조방법 및 이의 이용 |
-
2021
- 2021-07-27 CN CN202110851022.9A patent/CN113527663B/zh active Active
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109385276A (zh) * | 2018-12-20 | 2019-02-26 | 南京大学 | 高性能红光碳量子点材料及其制备方法和生物成像应用 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 刘彦峰.基于不饱和六元环-氨基的碳点构筑及光致发光应用研究.《中国博士学位论文全文数据库（工程科技I辑）》.2021,(第04期),B020-46. * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN113527663A (zh) | 2021-10-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Li et al. | Red fluorescent carbon dots for tetracycline antibiotics and pH discrimination from aggregation-induced emission mechanism | |
| Liu et al. | Carbon dots: synthesis, formation mechanism, fluorescence origin and sensing applications | |
| Kong et al. | Incorporation of well-dispersed sub-5-nm graphitic pencil nanodots into ordered mesoporous frameworks | |
| Shi et al. | Fluorescent carbon dots for bioimaging and biosensing applications | |
| CN104789217B (zh) | 一种两亲性碳量子点及其制备方法 | |
| Wang et al. | Synthesis and Applications of Red‐Emissive Carbon Dots | |
| CN106587005B (zh) | 一种分步碳化高量子效率碳量子点及其制备方法 | |
| US7229837B2 (en) | Enhanced photophysics of conjugated polymers | |
| CN103920889B (zh) | 一种基于巯基聚乙二醇的金纳米簇制备方法 | |
| CN110804190B (zh) | 嵌入芳酰胺片段的亲疏水分子自组装胶束及超分子光催化组装体的制备方法 | |
| Tao et al. | Multiporous supramolecular microspheres for artificial photosynthesis | |
| CN104694117A (zh) | 一种基于碳点的比率型荧光探针及其制备和应用 | |
| Wang et al. | Fluorescent Ag nanoclusters templated by carboxymethyl-β-cyclodextrin (CM-β-CD) and their in vitro antimicrobial activity | |
| CN109813690B (zh) | 一种石墨烯量子点荧光探针及其合成方法和应用 | |
| CN107541208B (zh) | 一种核壳型石墨烯量子点@介孔二氧化硅纳米材料的制备方法 | |
| CN113527663B (zh) | 碳化聚合物点材料的制备方法及其在活细胞寿命成像及超分辨成像中的应用 | |
| CN108504348B (zh) | 一种双荧光聚合物量子点材料的制备和应用 | |
| Liu et al. | Target-oriented synthesis of high synthetic yield carbon dots with tailored surface functional groups for bioimaging of zebrafish, flocculation of heavy metal ions and ethanol detection | |
| Zhang et al. | NIR‐II J‐Aggregated Pt (II)‐Porphyrin‐Based Phosphorescent Probe for Tumor‐Hypoxia Imaging | |
| Zhu et al. | Blue-emitting carbon quantum dots: Ultrafast microwave synthesis, purification and strong fluorescence in organic solvents | |
| Tang et al. | Nanoscale vesicles assembled from non-planar cyclic molecules for efficient cell penetration | |
| Meng et al. | A facile synthesis of long-wavelength emission nitrogen-doped carbon dots for intracellular pH variation and hypochlorite sensing | |
| CN114574196B (zh) | 一种高荧光量子产率的碳量子点制备方法及应用 | |
| Dong et al. | Synthesis and photoluminescence modulating of polypyrrole fluorescent nano-spheres/dots | |
| CN103275701B (zh) | 一种树枝状分子修饰的荧光量子点及其制备方法和应用 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |