DNA、聚合物量子点编码荧光纳米探针的制备及癌症细胞的示踪研究

We designed and modified effectively fluorescent polymer monomer to prepare fluorescent polymers with different luminescence characteristics. In the ultrasonic oscillation condition，the sudden change in solvent quality resulted in the bending or kinking of the polymer backbone and prepared polymer nanoparticles precursor with high chemical stability and excellent morphology. DNA-dots with excellent luminescent properties, high biocompatibility as well as low toxicity were prepared with different animal and plant DNA. As encoding elements DNA and polymer quantum dots are an effective method of coding by means of metal ion selective quenching and used as effective encoding fluorescent nanoparticle probes, which are further investigated in vivo and in vitro marker on different cancer cells. Means including the use of fluorescence microscopy and flow cytometry to realize the tracing and identification of these cells, is expected to initially realize the early diagnosis of cancer.

通过对荧光聚合物单体的有效设计和修饰，制备具有不同发光特性的荧光聚合物，并通过在超声振荡条件下，利用溶剂的突然变化，把各种聚合物高分子诱导折叠成纳米颗粒，制备性质稳定、形貌俱佳的半导体聚合物荧光纳米颗粒前驱体；利用不同的动植物DNA制备发光性能优越、生物相容性佳、无细胞毒性的DNA量子点。以DNA和聚合物量子点为荧光编码元素，采用金属离子选择性猝灭等有效手段实施编码，制备生物相容、无细胞毒性的编码荧光纳米颗粒探针；进一步展开对不同癌症细胞进行体内和体外标记，然后，利用荧光显微和流式细胞仪等技术和手段实现对这些细胞的示踪和识别，有望初步实现癌症的早期诊断。

编码荧光纳米颗粒由荧光编码元素和纳米载体两部分组成。荧光半导体量子点（QDs）具有激发光谱宽而连续、发射光谱窄且对称以及光学稳定性好等优点，提高生化分析的分辨率和灵敏度。同时，QDs 能在活细胞生理条件下或活体内对多种活细胞和活细胞内多中生物分子“编码”标记后，直接观察活细胞和活细胞中这些生物分子之间的活动规律及相互作用，以实现多通道、高通量、原位、在线对肿瘤的发生、发展和药物多靶点作用等过程的体内实时动态研究。然而，由于无机半导体量子点的细胞毒性和生物相容性等缺陷，限制了其作为编码元素在编码荧光纳米探针中的应用。因此，人们在不断探索新的、具有更好的生物相容性、无细胞毒性的荧光编码元素。.半导体聚合物量子点（Pdots）因独特的光学特性、良好的水溶性和生物相容性而引起人们广泛的关注。通过把各种荧光聚合物量子点可控地组装到二氧化硅纳米颗粒的内部、或让其与两亲聚合物进行共沉淀、或直接将聚合物官能团化等技术，改善聚合物荧光纳米颗粒的生物相容性，对其的生物应用具有重要的意义。一种由鲑鱼 DNA 制得的量子点成为纳米材料家族的新宠，称之为 DNA量子点（DNA Dots）。这种量子点的最大特征是因不破坏 DNA 的磷酸骨架，故具有极高的生物相容性。此外，还具有较高荧光量子产率。在生物成像实验中，DNA 量子点表现出良好的生物相容性和低生物毒性，并且能够很快的渗透入活细胞中，有效标记细胞质。.基于上述方法本课题组制备了FITC doped PFBT/PFO Pdots（Pdots-PPF）、鲑鱼精子DNA Dots、ITO/TiO2/CdS、ITO/TiO2/PbS、ITO/TiO2/CdS/aptamer的材料。Pdots-PPF中的PFO和FITC在380 nm波长下单次激发后分别产生pH不敏感（λ= 439 nm）和pH敏感（λ= 517 nm）荧光，这使Pdots-PPF比例pH传感成为可能，更重要的是，Pdots-PPF已成功用于Hela细胞的细胞成像，表现出有效的细胞摄取和低细胞毒性。建立了基于 DNA 量子点（DNA QDs）与聚多巴胺（PDA）荧光共振能量转移（FRET）的检测半胱氨酸的方法。以硫化镉量子点-二氧化钛(CdS QDs/TiO 2 )复合材料作为光电转换单元，构建了汞离子(Hg2+)光电化学(PEC)生物传感器。