一种应用于光动力治疗的卟啉/SiO2共组装纳米复合材料的可控制备方法技术

一种应用于光动力治疗的卟啉/SiO2共组装纳米复合材料的可控制备方法，该方法包括以下步骤：1）配制四吡啶基锌卟啉和盐酸的混合溶液、MTAB水溶液和正硅酸乙酯甲醇溶液；2）搅拌下，将四吡啶基锌卟啉和HCl的混合溶液加入至含有NaOH溶液的MTAB水溶液中，使混合后的溶液的pH为4.0~5.3；3）每间隔10~20分钟向步骤2）的溶液中滴加正硅酸乙酯甲醇溶液，3~4 h加完；4）将步骤3）得到的反应液在室温下搅拌40‑50 h，离心分离，所得沉淀即为卟啉/SiO2共组装纳米复合材料。本方法所制备的复合材料经叶酸靶向修饰后具有对迅速增殖的细胞有优先积聚作用、优异的荧光成像定位能力和高的光疗效率等性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于材料化学领域，具体涉及一种应用于光动力治疗的卟啉/SiO2共组装纳米复合材料的可控制备方法。
技术介绍
近年来，随着癌症的病发率呈现逐年递增的趋势，其治疗手段也日趋多样化、高效化，从传统的手术治疗、放疗和化疗转向了热疗、光疗与化疗和放疗相结合的多模态结合疗法，这样的转变大大降低了传统治疗疗法中术后易复发、全身性盲目性手术、局部副作用较大等缺点，其中特别是光动力疗法（PDT）由于剂量小、良好的生物相容性、优异的癌细胞靶向性和高的杀死癌细胞效率等优点受到了越来越多的关注。光动力疗法（PDT）是指有氧分子参与的伴随生物效应的光敏反应，它是一种光敏剂通过靶向到达癌细胞，吸收一定波长的激光而受到激发，与组织周围氧发生反应生成具有癌细胞杀伤效力的活性氧物种（ROSs），从而达到杀死靶向癌细胞的目标的高效非侵入的临床研究和治疗的疗法。其中，光敏剂（photosensitizer）和入射光是影响光动力疗法效率的主要影响因素，而如何选择高效的光敏剂是影响光疗效率最关键的因素。基于卟啉衍生物的光敏态氧产率、低的生物毒性，而备受研究者的青睐，但多数卟啉及其衍生物为非水溶性的，传统合成应用中通常需要通过微囊泡、磷脂、聚合物和纳米颗粒（如介孔SiO2纳米颗粒等）等不同的载体将光敏剂单体输送到靶向位点。文献中常常报道的介孔SiO2纳米颗粒做载体需要合成介孔SiO2，然后将光敏剂通过物理吸附或化学连接到介质表面或孔道内，从而步骤繁琐且负载效率非常低。因此，如何既能提高卟啉及其衍生物的水溶性及其生物相容性，又能提高其负载效率依然是卟啉及其衍生物在生物光疗中的应用挑战。专利
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种应用于光动力治疗的卟啉/SiO2共组装纳米复合材料的可控制备方法。基于上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种应用于光动力治疗的卟啉/SiO2共组装纳米复合材料的可控制备方法，包括以下步骤：1）配制四吡啶基锌卟啉和盐酸的混合溶液、MTAB水溶液和正硅酸乙酯甲醇溶液；2）搅拌下，将四吡啶基锌卟啉和盐酸的混合溶液加入至含有NaOH溶液的MTAB水溶液中，使混合后的溶液的pH为4.0~5.3；3）每间隔10~20分钟向步骤2）的溶液中滴加正硅酸乙酯甲醇（正硅酸乙酯简称TEOS）溶液，3~4h加完；4）将步骤3）得到的反应液在室温下搅拌40-50h，离心分离，所得沉淀即为卟啉/SiO2共组装纳米复合材料。优选地，四吡啶基锌卟啉和盐酸的混合溶液中四吡啶基锌卟啉浓度为0.01-0.015mol/L、盐酸浓度为0.1~0.2M；MTAB水溶液的浓度为0.01-0.015mol/L，正硅酸乙酯甲醇溶液的体积分数为15%-25%，四吡啶基锌卟啉和盐酸的混合溶液、MTAB水溶液、正硅酸乙酯甲醇溶液的体积比为（4.5-5）︰（85-95）︰（2.5-3）。进一步地，步骤（2）中精确调控溶液的pH分别为4.1、4.4、4.7和5.3，卟啉和SiO2共组装纳米复合材料的内部结构出现了连续过渡性变化，从完全核壳结构，分别经过两个过渡性形貌（核壳型居多、掺杂型居多），最后得到完全掺杂型卟啉/SiO2结构，实现了尺寸均一、形貌规整和高产率的复合物纳米材料的大规模制备。在本专利技术中，采用酸碱中和胶束限域的方法制备了卟啉组装的过程中，引入了二氧化硅的水解过程，通过精确调控溶液的pH值，可以有效的调控卟啉的组装过程及TEOS的水解过程，引入乳化剂MTAB可以有效的降低卟啉沉出速度，而调节溶液pH可以调节TEOS的水解和卟啉组装速度。在本专利技术中，通过精确调控溶液的pH值、正硅酸乙酯的加入量和卟啉溶液的加入量，从而实现卟啉与SiO2核壳结构、卟啉与SiO2共组结构的两种结构的可控制备。在后续实验中通过HCl溶液刻蚀掉卟啉证实了这两种结构的形成。通过在这两种结构外面修饰叶酸，实现了高的杀死癌细胞的光疗效率。本专利技术结合了卟啉溶液组装和正硅酸乙酯的水解过程，利用乳化剂减缓卟啉沉出速度，精确调控溶液pH从而减缓卟啉去质子化速度和正硅酸乙酯的水解速度，精确调节溶液中正硅酸乙酯与卟啉的加入比例，进而调控组装，实现卟啉与SiO2协同共组装复合纳米材料的可控制备，从而得到一系列尺寸均一、形貌规整的共组装纳米复合材料。该方法兼具了以往采用SiO2作为载体方法的优点，同时利用卟啉酸碱中和胶束限域共组装的优点，解决了卟啉负载量和产量的问题，并最终得到形貌可以控制的卟啉与SiO2协同共组装复合纳米材料，这种组装之后的材料在光动力治疗中将会有很重要的作用。本专利技术的方法工艺简单，对设备要求低，成本低廉，是制备卟啉与SiO2共组装复合纳米材料的好方法。附图说明图1为实施例1产物的TEM图；其中A为实施例1在pH=4.1时的产物的TEM图；B为实施例1用1M的HCl溶液浸泡5-10s后，离心分离，沉淀水洗2遍，得到产物的TEM图；图2为实施例2产物的TEM图；A为实施例2在pH=5.3时的产物的TEM图；B为实施例2用1M的HCl溶液浸泡5-10s后，离心分离，沉淀水洗2遍，得到产物的TEM图；图3为实施例3产物的TEM图；A、B分别为pH为4.4、4.7时所得材料用1M的HCl溶液浸泡5-10s后，离心分离，沉淀水洗2遍，得到产物的TEM图；图4为不同pH下所得材料的紫外可见吸收光谱；图5为实施例1和2的产物在空气下煅烧的热重分析图；图6为叶酸靶向修饰后的实施例1、2的激光共聚焦显微镜图；图7为叶酸靶向修饰后的实施例1、2在660nm的光照下的光动力效率比较图。具体实施方式以下以具体实施例来说明本专利技术的技术方案，但本专利技术的保护范围不限于此。下述实施例中的MTAB化学名为十四烷基三甲基溴化铵，购自Sigma，CAS号：1119-97-7；四吡啶基锌卟啉的化学全称：5,10,15,20-四吡啶基锌卟啉，购自FrontierScientific,Inc.，CAS号：31183-11-6；1N氢氧化钠标准溶液（NaOH1N），购自Acros，CAS号：1310-73-2；硅酸四乙酯（又称正硅酸乙酯，TEOS，99%，GC），购自阿拉丁，CAS号：78-10-4；叶酸（FA，>97%）购自阿拉丁，CAS号：59-30-3；实施例1一种应用于光动力治疗的卟啉/SiO2共组装纳米复合材料的可控制备方法，包括以下步骤：（1）配制四吡啶基锌卟啉和盐酸的混合溶液，使混合溶液中四吡啶基锌卟啉浓度为0.01M，盐酸浓度为0.2M；（2）配制0.01M的MTAB水溶液，（3）配制体积分数为20%的正硅酸乙酯甲醇溶液；（4）搅拌下，取0.5mL步骤（1）所得溶液快速注入到含有96μL的1N氢氧化钠标准溶液的9.5mL步骤（2）所得溶液中，此时测得混合后溶液pH=4.1；（5）每隔15min向步骤（4）所得溶液中手动加入步骤（3）所得溶液20μL，持续时间3.75h，加入总量为300μL；（6）步骤（5）完成后，室温下继续搅拌48h，离心分离，沉淀水洗得到卟啉/SiO2共组装纳米复合材料。如图1A所示的实例1的TEM图，显示为长95nm、宽55nm的长方块；图1B为将实例1所得的材料用1M的HCl溶液浸泡5-10s后，离心分离，沉淀水洗2遍，得到的材料TEM图显示为空心长方块。实施例2一种本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种应用于光动力治疗的卟啉/SiO2共组装纳米复合材料的可控制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1）配制四吡啶基锌卟啉和盐酸的混合溶液、MTAB水溶液和正硅酸乙酯甲醇溶液；2）搅拌下，将四吡啶基锌卟啉和盐酸的混合溶液加入至含有NaOH溶液的MTAB水溶液中，使混合后的溶液的pH为4.0~5.3；3）每间隔10~20分钟向步骤2）的溶液中滴加正硅酸乙酯甲醇溶液，3~4 h加完；4）将步骤3）得到的反应液在室温下搅拌40‑50 h，离心分离，所得沉淀即为卟啉/SiO2共组装纳米复合材料。

【技术特征摘要】
1.一种应用于光动力治疗的卟啉/SiO2共组装纳米复合材料的可控制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1）配制四吡啶基锌卟啉和盐酸的混合溶液、MTAB水溶液和正硅酸乙酯甲醇溶液；2）搅拌下，将四吡啶基锌卟啉和盐酸的混合溶液加入至含有NaOH溶液的MTAB水溶液中，使混合后的溶液的pH为4.0~5.3；3）每间隔10~20分钟向步骤2）的溶液中滴加正硅酸乙酯甲醇溶液，3~4h加完；4）将步骤3）得到的反应液在室温下搅拌40-50h，离心分离，所得沉淀即为卟啉/Si...

【专利技术属性】
技术研发人员：白锋，王杰菲，南楠，钟永，王亮，毛兴东，
申请(专利权)人：河南大学，
类型：发明
国别省市：河南;41