CN115029126B - 近红外二区量子点微球及制备方法、标记胶原蛋白的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种近红外二区量子点微球及制备方法、标记胶原蛋白的方法，近红外二区量子点微球包括近红外二区量子点，近红外二区量子点包括以金属硫化物量子点的核和包裹在所述核外层的蛋白分子，近红外二区量子点微球为近红外二区量子点的蛋白分子相互交联形成的。近红外二区量子点微球的制备方法包括：向近红外二区量子点溶液中加入EDC与NHS，在25℃‑37℃条件下磁力搅拌反应45‑60min；将上述的反应溶液进行超滤步骤以去除剩余反应底物。近红外二区量子点微球具有更高荧光强度，高量子产率与光稳定性的特点，有利于活体细胞长时间荧光成像。因此将近红外二区量子点微球标记胶原蛋白，采用体内荧光成像，观察标记的胶原蛋白在体内的分解过程和分解速率。
Description
技术领域
本发明属于生物医学领域，尤其涉及一种近红外二区量子点微球及制备方法、基于近红外二区量子点微球标记胶原蛋白的方法。
背景技术
胶原蛋白为富于结缔组织的蛋白质，组成人体总蛋白的30％，具有促进创面修复、组织再生等作用。因其有良好的生物相容性、低免疫原性与高可塑性，常被用作组织工程的基本材料。使用胶原蛋白的组织工程研究涉及面广泛，包括皮肤烧伤治疗、神经再生、骨再生、软骨与半月板再生等。多项研究表明，上述组织工程材料中胶原蛋白的降解与自体组织生长速率、附着细胞的生长与分化有较大关系，故胶原蛋白的降解影响了组织工程材料的疗效。然而，这些材料的降解数据多数来源于植入一段时间后的体外组织切片，连续性及准确性欠佳，而准确的降解速率和降解过程未知，限制了进一步的临床推广与材料的改进。
因此，若能够在体内观察胶原蛋白的降解速率和降解过程，为临床中组织工程材料的进一步推广应用将具有深远的影响。
近红外二区(NIR-II,1000-1400nm)光比近红外一区(NIR-II，700-950nm)光具有更高的组织穿透性从而呈现出更高的信噪比，故在生物活体成像方面有更广泛的应用。但是目前传统的有机荧光探针在生物活体内不能长时间的荧光成像，特别是标记胶原蛋白后，不能在体内观察胶原蛋白的降解过程。
发明内容
针对上述的技术问题，本发明的第一目的是提供一种近红外二区量子点微球及制备方法，得到的近红外二区量子点微球，为发射波长位于近红外二区的纳米材料，相较于传统有机荧光探针具有聚集荧光萃灭(aggregation-caused quenching,ACQ)现象，制备成微球后具有更高荧光强度，高量子产率与光稳定性的特点，有利于活体长时间荧光成像。
本发明的第二目的提供近红外二区量子点微球标记胶原蛋白的方法，将近红外二区量子点微球标记胶原蛋白，而将标记的胶原蛋白注射到体内，并用近红外活体成像仪进行检测。体内荧光强度随胶原蛋白的降解而逐渐减弱至荧光消失，故此方法能够实时监测体内植入的胶原蛋白，达到实时定量监测体内不同部位植入的胶原蛋白并获取其代谢数据的目的。
为实现上述目的，本发明的技术方案为：
一种近红外二区量子点微球，近红外二区量子点微球包括近红外二区量子点，所述近红外二区量子点为核壳结构，所述核壳结构包括以金属硫化物量子点的核和包裹在所述核外层的外壳，所述外壳为蛋白分子，多个所述近红外二区量子点的蛋白分子相互交联形成所述的近红外二区量子点微球。
本发明一实施例中，所述金属硫化物量子点为PbS、Ag2S中的任意一种或混合。
本发明一实施例中，所述蛋白分子为乳清蛋白或RNase A。
本发明一实施例中，所述近红外二区量子点微球的直径为50nm-1000nm，所述近红外二区量子点微球的发射波长峰值为1200-1600nm。
基于相同的构思，本发明还提供了一种近红外二区量子点微球的制备方法，包括以下步骤：
S1：制备近红外二区量子点微球母液：向近红外二区量子点溶液中加入EDC与NHS，在25℃-37℃条件下磁力搅拌反应45-60min；
S2：制备红外二区量子点微球：将所述近红外二区量子点微球母液倒入10-30kD超滤管，4℃以1000-8000rpm/min，超滤10-15min。
本发明一实施例中，每1ml所述近红外二区量子点溶液中加入16-32mg EDC与24-48mg NHS。
本发明一实施例中，所述近红外二区量子点溶液的制备包括：
S101：将10mM-20mM金属离子溶液与20mg-50mg/ml蛋白溶液混和均匀，pH调整在9-11范围内；
S102：向步骤S101的混合溶液内加入10mM-20mM Na2S溶液，70℃-80℃微波反应30s-45s。
本发明一实施例中，所述金属离子溶液为Pb2+、Ag2+溶液的一种或混合。
本发明一实施例中，所述蛋白溶液为乳清蛋白或RNase A的一种。
基于近红外二区量子点微球在生物活体内长时间荧光成像，可在近红外二区探测到的量子点微球能够在体内实现高特异性与高灵敏度的实时示踪和活体成像。故若能使用量子点微球，在近红外二区下观测胶原蛋白降解则能得到活体动态、高连续性的体内胶原蛋白降解的具体时间、速率与代谢过程数据，能够根据这些数据改进各类材料的成份组成，使其更加贴合临床应用需求，为临床中组织工程材料的进一步推广应用奠定基础。基于相同的构思，本发明还提供了一种近红外二区量子点微球标记胶原蛋白的方法，所述近红外二区量子点为上述实施方式中所述的或权利要求5-9任意一项所述的制备方法制备得到的，包括以下步骤：
向胶原蛋白溶液中加入EDC与NHS混合均匀，在25℃条件下，置于摇床上反应15-30min后，再加入近红外二区量子点微球，调节pH4.5-6.0，在25℃条件下，置于摇床上继续反应2h。
本发明一实施例中，所述胶原蛋白为I型胶原蛋白和II型胶原蛋白的任意一种或其混合物。
本发明一实施例中，所述胶原蛋白：EDC：NHS：量子点微球的摩尔比为1:5-10:50-100：5-10。
本发明一实施例中，反应完成后采用超滤步骤以去除剩余反应底物，所述超滤步骤为：10-30kD超滤管，4℃，以1000-8000rpm/min，超滤10-15min，超滤2-3次。
本发明由于采用以上技术方案，使其与现有技术相比具有以下的优点和积极效果：
本发明的近红外二区量子点微球包括近红外二区量子点，近红外二区量子点为核壳结构，以金属硫化物量子点为核，以蛋白分子为壳层，多个近红外二区量子点的蛋白分子壳层相互交联形成近红外二区量子点微球，近红外二区量子点微球具有更高荧光强度，高量子产率与光稳定性的特点，有利于活体细胞长时间荧光成像。近红外二区量子点微球与现有的量子点或现有的荧光探针相比，通过聚集制备成微球，拥有更高的荧光强度与敏感性，更适用于进行活体内微量目标物质或细胞的定量监测。特别是标记少量的胶原蛋白时，也能够实现长时间荧光成像，在活体内能够清楚的观察胶原蛋白的降解过程。其激发光谱范围宽、发射光谱范围窄，故适用性强，且安全无毒性，与生物体空间兼容性好。同时，由于其制备方法简便、成本低廉，不仅可作为荧光探针应用于分析检测领域，还在生物医学领域，尤其是活体成像的应用中有巨大潜力。
本发明提供的近红外二区量子点微球可成功标记胶原蛋白，近红外二区量子点微球与胶原蛋白的交联产物可应用于活体内胶原蛋白示踪，为临床中实现胶原蛋白的活体内成像，以及了解各类以胶原为基础的组织工程材料的降解速率及代谢过程，为材料的改进与进一步完善组织工程材料的临床应用奠定基础。
本发明提供的近红外二区量子点微球安全无毒性，与生物体空间兼容性好，具有良好的市场应用前景。
附图说明
图1为近红外二区量子点微球-胶原蛋白复合物在808nm激发光下的荧光性能图；
图2为近红外二区量子点微球-胶原蛋白复合物在808nm激发光下的光致发光光谱图；
图3为实施例1-3中近红外二区量子点微球标记后的胶原蛋白信号在体内随时间变化图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明提出的一种近红外二区量子点微球及制备方法、标记胶原蛋白的方法作进一步详细说明。根据下面说明，本发明的优点和特征将更清楚。
本发明的近红外二区量子点微球包括近红外二区量子点，近红外二区量子点为核壳结构，所述核壳结构包括以金属硫化物量子点为核和包裹在金属硫化物量子点外层的蛋白分子，金属硫化物外层的蛋白分子相互交联成微球，近红外二区量子点为PbS、Ag2S中的任意一种或其混合，所述蛋白分子为乳清蛋白或RNase A。近红外二区量子点微球具有高量子产率、光稳定性好、同一波长激发下发出不同波长荧光、安全无毒性的特点。
将近红外二区量子点微球与胶原蛋白的交联产物被植入体内后仍有较强的组织穿透性，尤其是在胶原蛋白量特别少的情况下，采用近红外二区量子点微球标记后，进入植入活体后，仍具有较长时间的荧光成像和亮度，能够提供胶原在体内的实时定量监测和讲解代谢数据，可为含胶原组织工程材料的降解速率调整、安全性验证提供科学依据，拥有较大的市场应用价值。
以下以具体的实施例阐述本发明：
实施例1
制备近红外二区量子点溶液：以10mMPb(OAc)2·3H2O与10mMNa2S为主要原料，加入20mgRNase A，并使用NaOH将反应体系的pH值控制在10左右，置入微波反应仪，反应30s。
制备近红外二区量子点微球：向近红外二区量子点溶液中加入16mg EDC与24mgNHS，室温下磁力搅拌反应45min，将上述的溶液使用10kD超滤管，4℃以1000rpm/min，超滤10min，得到红外二区量子点微球。
近红外二区量子点微球标记胶原蛋白：
在200μl 5mg/L胶原蛋白溶液中加入EDC和NHS，25℃置于摇床上反应15min，继续加入300μl近红外二区量子点微球，25℃置于摇床中反应2h进行交联；将产物置于超滤管，3000rpm/min超滤10min去除未反应的EDC与NHS，完成近红外二区量子点微球标记胶原蛋白。
在波长808nm激发光下，验证近红外二区量子点微球标记的胶原蛋白是否具有荧光性能，以及是否能发光，得到图1和图2，图1中的荧光性能图说明被近红外二区量子点微球标记的胶原蛋白具有优良的荧光性能，且发射光波长位于近红外二区。
于小鼠下肢肌肉内注射10μl近红外二区量子点微球标记后的胶原。
于07、14、21天进行小鼠下肢肌肉活体成像，实时定量监测下肢肌肉植入胶原的降解和代谢，如图3所示，短波红外活体成像系统参数为：激发光808nm，电流6000mA，1250nm长通滤光片，曝光时长50ms。
实施例2
制备近红外二区量子点溶液：以20mMPb(OAc)2·3H2O与20mM Na2S为主要原料，加入50mgRNase A，并使用NaOH将反应体系的pH值控制在10左右，置入微波反应仪，反应40s。
制备近红外二区量子点微球：向近红外二区量子点溶液中加入32mg EDC与48mgNHS，室温下磁力搅拌反应60min，将上述的溶液使用30kD超滤管，4℃以8000rpm/min，超滤10min，得到红外二区量子点微球。
近红外二区量子点微球标记胶原蛋白：
在200μl 5mg/L胶原蛋白溶液中加入EDC和NHS，25℃置于摇床上反应15min，继续加入300μl近红外二区量子点微球，25℃置于摇床中反应2h进行交联；将产物置于超滤管，3000rpm/min超滤10min去除未反应的EDC与NHS，完成近红外二区量子点微球标记胶原蛋白。
于小鼠肩关节注射10μl近红外二区量子点微球标记后的胶原。
于0、7、14、21天进行小鼠肩关节活体成像，实时定量监测皮下植入胶原的降解和代谢，如图3所示，短波红外活体成像系统参数为：激发光808nm，电流6000mA，1250nm长通滤光片，曝光时长100ms。
实施例3
制备近红外二区量子点溶液：以15mMPb(OAc)2·3H2O与15mM Na2S为主要原料，加入30mg乳清蛋白，并使用NaOH将反应体系的pH值控制在10左右，置入微波反应仪，反应35s。
制备近红外二区量子点微球：向近红外二区量子点溶液中加入24mg EDC与36mgNHS，室温下磁力搅拌反应60min，将上述的溶液使用20kD超滤管，4℃以5000rpm/min，超滤10min，得到红外二区量子点微球。
近红外二区量子点微球标记胶原蛋白：
在200μl 5mg/L胶原蛋白溶液中加入EDC和NHS，25℃置于摇床上反应15min，继续加入300μl近红外二区量子点微球，25℃置于摇床中反应2h进行交联；将产物置于超滤管，3000rpm/min超滤10min去除未反应的EDC与NHS，完成近红外二区量子点微球标记胶原蛋白。
于小鼠膝关节内注射10μl近红外二区量子点微球标记后的胶原。
于0、7、14、21天进行小鼠膝关节活体成像，实时定量监测膝关节植入胶原的降解和代谢，如图3所示，短波红外活体成像系统参数为：激发光808nm，电流6000mA，1250nm长通滤光片，曝光时长100ms。
从图3展示的结果看，利用荧光成像，被标记的胶原蛋白在活体内可被实时动态成像，能够清楚的观察胶原蛋白在活体内的分解过程。
综上，采用本发明的近红外二区量子点微球可成功标记胶原蛋白，将标记的胶原蛋白注入活体内，利用荧光成像，能够清楚的观察胶原蛋白的分解速率和分解过程。
上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式。即使对本发明做出各种变化，倘若这些变化属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则仍落入在本发明的保护范围之中。
Claims (8)
1.一种近红外二区量子点微球，其特征在于，近红外二区量子点微球包括近红外二区量子点，所述近红外二区量子点包括以金属硫化物量子点的核和包裹在所述金属硫化物量子点外的蛋白分子；
所述近红外二区量子点微球为多个所述近红外二区量子点外层的蛋白分子相互交联形成的；
所述金属硫化物为PbS、Ag2S中的任意一种或混合；
所述蛋白分子为乳清蛋白或RNase A；
所述近红外二区量子点微球的直径为50nm-1000nm，所述近红外二区量子点微球的发射波长峰值为1200-1600nm；
所述的近红外二区量子点微球的制备方法，包括以下步骤：
S1：制备近红外二区量子点微球母液：向近红外二区量子点溶液中加入EDC与NHS，每1ml所述近红外二区量子点溶液中加入16-32mg EDC与24-48mg NHS，在25℃-37℃条件下搅拌反应45-60min；
S2：制备近红外二区量子点微球：将所述近红外二区量子点微球母液倒入10-30kD超滤管，4℃以1000-8000rpm/min，超滤10-15min。
2.一种近红外二区量子点微球的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：制备近红外二区量子点微球母液：向近红外二区量子点溶液中加入EDC与NHS，每1ml所述近红外二区量子点溶液中加入16-32mg EDC与24-48mg NHS，在25℃-37℃条件下搅拌反应45-60min；
S2：制备近红外二区量子点微球：将所述近红外二区量子点微球母液倒入10-30kD超滤管，4℃以1000-8000rpm/min，超滤10-15min。
3.根据权利要求2所述的近红外二区量子点微球的制备方法，其特征在于，所述近红外二区量子点溶液的制备包括：
S101：将10mM-20mM金属离子溶液与20mg-50mg/ml蛋白溶液混和，pH调整在9-11范围内；
S102：向步骤S101的混合溶液内加入10mM-20mM Na2S溶液，70℃-80℃微波反应30s-45s。
4.根据权利要求3所述的近红外二区量子点微球的制备方法，其特征在于，所述金属离子溶液为Pb2+、Ag+溶液的一种或混合。
5.根据权利要求3所述的近红外二区量子点微球的制备方法，其特征在于，所述蛋白溶液为乳清蛋白或RNase A的一种。
6.一种近红外二区量子点微球标记胶原蛋白的方法，其特征在于，所述近红外二区量子点微球为权利要求1任意一项所述的或权利要求2-5任意一项所述的制备方法制备得到的，包括以下步骤：
向胶原蛋白溶液中加入EDC与NHS混合，在25℃条件下，置于摇床上反应15-30min后，再加入近红外二区量子点微球，调节pH4.5-6.0，在25℃条件下，置于摇床上继续反应2h；
所述胶原蛋白：EDC：NHS：近红外二区量子点微球的摩尔比为1:5-10:50-100:5-10。
7.根据权利要求6所述的近红外二区量子点微球标记胶原蛋白的方法，其特征在于，所述胶原蛋白为I型胶原蛋白和II型胶原蛋白的任意一种或其混合物。
8.根据权利要求6所述的近红外二区量子点微球标记胶原蛋白的方法，其特征在于，反应完成后采用超滤步骤以去除剩余反应底物，所述超滤步骤为：10-30kD超滤管，4℃，以1000-8000rpm/min，超滤10-15min，超滤2-3次。
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Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| CN109705861A (zh) * | 2019-01-11 | 2019-05-03 | 苏州大学 | 用于临床骨骼体内成像的量子点的制备方法及成像方法 |
| CN110559450A (zh) * | 2019-07-22 | 2019-12-13 | 复旦大学附属华山医院 | 针对关节细菌感染的水溶性近红外二区荧光示踪显影剂 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104177494A (zh) * | 2014-07-29 | 2014-12-03 | 复旦大学附属华山医院 | 近红外CdSexTe1-x量子点荧光动物体内标记的方法及其用途 |
| CN109705861A (zh) * | 2019-01-11 | 2019-05-03 | 苏州大学 | 用于临床骨骼体内成像的量子点的制备方法及成像方法 |
| CN110559450A (zh) * | 2019-07-22 | 2019-12-13 | 复旦大学附属华山医院 | 针对关节细菌感染的水溶性近红外二区荧光示踪显影剂 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Dong Shixian等.Nerve Suture Combined With ADSCs Injection Under Real-Time and Dynamic NIR-II Fluorescence Imaging in Peripheral Nerve Regeneration in vivo.《FRONTIERS IN CHEMISTRY》.2021,第9卷第3页. * |
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