基于RGD配体设计的CdTe量子点靶向探针的直接合成及其应用

RGD 是一段由精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸（Arg-Gly-Asp）组成的三肽序列，是跨膜蛋白整合素的特异性配体。本项目旨在基于RGD序列，以巯基乙酸（TGA）或半胱氨酸（Cys）为S源引入巯基，修饰与改造RGD序列N端和C端结构以提高其亲和性，设计一系列既可作为量子点表面配体又可特异性识别细胞表面整合素受体的RGD短肽分子，通过筛选合适结构的RGD肽和优化水相合成条件（配比、温度、pH值等），建立以RGD肽为稳定剂直接合成CdTe量子点靶向探针的新方法，研制出量子产率高、发射光谱窄、稳定性好、细胞靶向性强的高质量CdTe量子点，将该荧光量子点靶向探针用于恶性肿瘤细胞成像。

量子点是近年来发展的一类重要的荧光纳米探针，在生物标记和生物医学诊断领域具有重要的应用前景。然而，目前发展较为成熟的量子点的表面通常覆盖了一层疏水性的配体，在应用到生物体系之前，需要经过复杂的表面修饰处理和与生物分子共轭后才能使其获得亲水性和生物特异性，这些过程极易导致量子点的光学性能和稳定性的下降，从而限制了量子点的有效使用。本项目基于RGD序列，以半胱氨酸（Cys）为S源引入巯基，通过修饰与改造RGD序列结构设计一系列既可作为量子点表面配体又可特异性识别细胞表面整合素受体的RGD短肽分子，通过优化RGD肽的结构的和水相合成条件（配比、浓度、pH值等），成功建立了以RGD肽为稳定剂直接合成CdTe和CdZnTe量子点功能探针的新方法。我们所设计的RGD肽包括RGD、RGDS、CRGD、CGGGRGD、CRGDS、CGGGRGDS、 Ac-CRGDS、CRGDS-CONH2、Ac-CRGDS-CONH2、RGDSC、CCRGDS、CCCRGDS以及环肽cyclo(RGDfC)。结果表明：在这些RGD肽中，CRGDS肽包覆的CdTe量子点具有相对较高的荧光量子产率（大约15%）和生物亲和性，可调的荧光发射波长范围为500-650 nm， 荧光发射半峰宽为40-60 nm。为了进一步提高RGD功能化量子点的光学性能，我们将 Zn掺杂进入CdTe纳米晶体，同时使用CRGDS和Cys的混合物作为稳定剂，成功合成了质量更高的CdZnTe合金量子点。通过优化各种反应条件，CdZnTe量子点的量子产率最高可达60%。尤其重要的是，量子点在各种pH溶液和饱和NaCl溶液中均能保持良好的稳定性，而且量子点水溶液在放置3个月后几乎没有任何的荧光强度下降。最后，细胞实验证实了RGD功能化的CdTe和CdZnTe量子点能够较好地与多种细胞（贴壁细胞和悬浮细胞）特异性地结合。本项目建立的基于RGD肽的量子点功能探针合成策略为量子点生物标记技术提供了一条切实可行的简便路线，对于量子点更广泛地用于生物医学诊断和治疗具有非常重要的意义。