一種生物素功能化的水溶性共軛聚合物及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】一種生物素功能化的水溶性共軛聚合物及其制備方法和應(yīng)用，聚合物采用先用叔丁氧羰基保護氨基，然后脫保護得到側(cè)鏈連接氨基的中性聚合物，最后進行離子化和接生物素，得到生物素化的水溶性共軛聚合物。該合成方法簡單，而且聚合物側(cè)鏈的連接基團可進行靈活調(diào)控，得到側(cè)鏈連接不同基團的熒光共軛聚合物。該聚合物是一類具有特異性識別能力和高靈敏的熒光傳感材料，可彌補傳統(tǒng)的非功能化水溶性共軛聚合物在識別生物分子時由于非特異性吸附的問題而導(dǎo)致的選擇性下降的不足。此外，由于生物素－親和素連接已被廣泛應(yīng)用，故該聚合物有望在化學(xué)/生物傳感、生物標(biāo)記等領(lǐng)域得到較好的應(yīng)用。
【專利說明】一種生物素功能化的水溶性共軛聚合物及其制備方法和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于化學(xué)/生物傳感材料【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種生物素功能化的水溶性共軛聚合物及其制備方法和應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]水溶性共軛聚合物是一類具有共軛鍵長鏈結(jié)構(gòu)的兩親性共軛聚合物，同時具備了傳統(tǒng)共軛聚合物優(yōu)異的光電活性和聚電解質(zhì)的水溶性特點。與傳統(tǒng)的有機小分子相t匕，共軛聚合物具有很高的摩爾消光系數(shù)(IO6M-1CnT1)和熒光量子產(chǎn)率，并且具有“分子導(dǎo)線”功能。共軛聚合物共軛骨架上的電子很容易受外界環(huán)境的影響，使其性質(zhì)對外界的微小變化非常敏感，由此可以實現(xiàn)高靈敏度檢測。另一方面，由于共軛聚合物側(cè)鏈常帶有一定的電荷，使其可以與相反電荷的分子之間發(fā)生靜電結(jié)合，為超低濃度靶分子的檢測奠定了基礎(chǔ)。利用這些特性，將具有特異性識別功能的基團與猝滅劑相連接，通過觀察熒光的猝滅或恢復(fù)就能簡便的實現(xiàn)對多種有機、無機及生物分子的高靈敏檢測。自2000年起，諾貝爾獎獲得者A.J.Heeger以及G.C.Bazan > Leclerc、Wang、Liu等課題組相繼開展了這方面的研究。
[0003]目前，應(yīng)用于化學(xué)及生物檢測分析領(lǐng)域的水溶性共軛聚合物大多都不含特殊功能基團，主要通過聚合物與蛋白質(zhì)之間的靜電相互作用、疏水作用和氫鍵等弱相互作用來實現(xiàn)對某些生物分子的檢測。由于這些非特異性的弱相互作用也常常存在于非靶蛋白和聚合物之間，因此，使蛋白質(zhì)檢測存在特異性較低、背景信號較強等問題。相比之下，生物功能化的水溶性聚合物，則可以通過受體-配體之間的特異性反應(yīng)而引起的聚合物光學(xué)性質(zhì)的變化來實現(xiàn)對蛋白質(zhì)的靈敏檢測。
[0004]生物素，是一種水溶性B族維生素。生物素-親和素系統(tǒng)具有親和力強、靈敏度高、特異性強和穩(wěn)定性好等優(yōu)點，已被廣泛應(yīng)用于抗原、抗體、細(xì)胞等的定位和檢測。生物素功能化的水溶性共軛聚合物可利用側(cè)鏈的生物素與親和素的特異性識別能力，將生物素一親和素系統(tǒng)與共軛聚合物信號放大技術(shù)聯(lián)用，更能成倍的放大目標(biāo)信號，使檢測的靈敏度更高，在作為熒光報告基團用于腫瘤標(biāo)志物的檢測、標(biāo)記等方面有較好的應(yīng)用潛力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提出一種生物素功能化水溶性共軛聚合物，可用作化學(xué)/生物傳感材料。
[0006]本發(fā)明的另一目的在于提供一種上述聚合物的制備方法及應(yīng)用。
[0007]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)手段為:
[0008]—種生物素功能化的水溶性共軛聚合物，生物素通過其結(jié)構(gòu)中的羧基與聚合物側(cè)
鏈的氨基之間形成酰胺鍵的方式掛接在共軛聚合物側(cè)鏈，其分子結(jié)構(gòu)如下:
[0009]
【權(quán)利要求】
1.一種生物素功能化的水溶性共軛聚合物，其特征在于:生物素通過其結(jié)構(gòu)中的羧基與聚合物側(cè)鏈的氨基之間形成酰胺鍵的方式掛接在共軛聚合物側(cè)鏈，其分子結(jié)構(gòu)如下:
2.一種如權(quán)利要求1所述的生物素功能化的水溶性共軛聚合物的合成方法，其特征在于包括如下步驟: 1)二碘苯單體的合成 在氮氣氣氛下，將5.52 g碳酸鉀、2.38 g 3-溴丙基-氨基甲酸叔丁酯加入到100 mL丙酮中得溶液A，然后將1.44 g 1，4-二碘-2，5-苯二酚溶于50 mL丙酮后加入到上述溶液A中參與反應(yīng)，60 °C回流72小時，冷卻至室溫，減壓脫溶劑，用100 mL三氯甲烷溶解；然后洗滌，干燥，抽濾，重結(jié)晶得白色晶體，即為二碘苯單體； 2)側(cè)鏈連接叔丁氧羰基的中性共軛聚合物的合成 將芴炔單體、二碘苯單體、碘苯、Pd(PPh3)4和CuI按質(zhì)量比0.167:202:13:15:3混合，在避光且氮氣保護下，通入二異丙胺和甲苯的混合溶劑，其中二異丙胺:甲苯=l:2(v/v)，然后在70 1:下回流反應(yīng)24 h，再注入61 mg碘苯封端，在氮氣氣氛下繼續(xù)反應(yīng)2 h，所得產(chǎn)物經(jīng)過萃取、抽濾、沉降、干燥得到側(cè)鏈連接叔丁氧羰基的中性共軛聚合物； 3)側(cè)鏈連接氨基的中性共軛聚合物的合成 將步驟2)合成得到的側(cè)鏈連接叔丁氧羰基的中性共軛聚合物溶解于氯仿中，然后注入三氟乙酸反應(yīng)過夜，減壓除溶劑，以堿調(diào)節(jié)pH為12，然后乙酸乙酯萃取，減壓脫溶劑至粘稠狀，于石油醚中沉降，得黃色纖維狀固體即為側(cè)鏈連接氨基的中性聚合物；其中:每IOOmg側(cè)鏈連接叔丁氧羰基的中性共軛聚合物需加入30mL氯仿和ImL三氟乙酸； 4)生物素功能化水溶性共軛聚合物的合成 將步驟3)得到的側(cè)鏈連接氨基的中性共軛聚合物、EDC、生物素和吡啶按68mg:60mg:60mg:50mL混合，60 1:反應(yīng)過夜，減壓蒸餾除去吡啶，加入30 mL四氫呋喃，于-78 1:下，滴AlO mL三甲胺，溶液產(chǎn)生白色沉淀，繼續(xù)滴加四氫呋喃至沉淀溶解，25 °C反應(yīng)24 h，減壓脫溶劑后溶于甲醇透析5天，冷凍干燥得黃色蓬松顆粒狀固體產(chǎn)物，即為生物素功能化的水溶性共軛聚合物。
3.如權(quán)利要求1所述的生物素功能化的水溶性共軛聚合物作為熒光傳感材料的應(yīng)用。
【文檔編號】C08G61/02GK103665329SQ201310556359
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年11月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月11日
【發(fā)明者】劉興奮, 范曲立, 黃艷琴, 黃維, 蔡小慧 申請人:南京郵電大學(xué)