一种基于肽和光敏剂的光热纳米粒子、其制备方法和用途技术

技术编号:14781739 阅读:10 留言:0更新日期:2017-03-10 00:14
本发明专利技术涉及一种基于肽和光敏剂的光热纳米粒子、其制备方法及用途。所述光热纳米粒子由肽‑光敏剂共价复合物在水体系中自组装形成;所形成的光热纳米粒子具有粒径大小可控、在水体系中稳定分散、光热转换效率高的优点,其光热转换效率可达到40%以上,该光热纳米粒子在制备光声成像试剂、光热治疗试剂等方面具有广阔的应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于纳米生物医药领域,涉及一种基于肽和光敏剂的光热纳米粒子、其制备方法和用途
技术介绍
光热纳米粒子是一种可以捕获光并将光能转换为热量的新型纳米粒子。光热纳米粒子具有广泛的应用前景,比如可以应用于光声成像和光热治疗试剂的制备。在光声成像技术中,纳米粒子将光转换为热,热导致的膨胀进一步生成超声信号,从而结合了光的指向性和超声检测的高分辨特性,在肿瘤的检查中展现出了检测深度大、灵敏度高、安全性高的优点。基于同样的光热转换过程,光热纳米粒子可以使其周围的细胞和组织的温度升高,实现定向杀伤病变细胞的目的。与传统的放射检测和治疗相比较,光声成像和光热治疗中利用到的可见光和近红外光对正常的细胞和组织没有直接的杀伤作用。因此,光热纳米粒子为肿瘤的诊断和治疗提供了一种高效、安全的途径。用于光声成像和光热治疗的纳米粒子需要具备在近红外区吸收强、光热转换效率高的性质。得到广泛研究的光热纳米粒子包括金纳米颗粒、石墨烯及氧化石墨烯、碳纳米管等。这些无机纳米粒子具有较大的光热转换效率和光稳定性,但是其在体内无法降解,长期安全性没有得到证实。为克服无机纳米粒子存在的不可降解的问题,人们发展了基于聚吡咯、聚苯胺等高分子聚合物的光热纳米粒子,但这些材料还存在表面修饰困难、降解机制复杂的问题。肽是生物体天然存在的重要结构单元,肽分子的氨基酸序列决定了其在一定条件下可以自组装形成各种形貌的纳米粒子。肽分子不仅自身能自组装形成纳米粒子,包含肽分子结构的共价复合物也能够在肽分子的作用下形成各种有序结构,这些结构在化疗药物的递送等方面已经展示了一些优势。基于肽分子的自组装纳米粒子用于生物医药方面具有无免疫原性、化学结构明确、毒副作用小的优点。然而,如何设计合理的肽-光敏剂分子,并制备基于肽和光敏剂的光热纳米粒子,目前还未见报道。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于肽和光敏剂的光热纳米粒子、其制备方法及用途;本专利技术形成的光热纳米粒子具有水体系中分散稳定、粒径分布均匀、大小可控、光热转换效率高、生物安全性高的特性。为达此目的,本专利技术采用以下技术方案:第一方面,本专利技术提供了一种光热纳米粒子,该光热纳米粒子由肽-光敏剂共价复合物经分子自组装形成。本专利技术中,所述纳米粒子是由肽-光敏剂共价复合物在水体系中自组装形成的,其中需要强调的是,所涉及的肽-光敏剂共价复合物是指肽链和光敏剂之间通过共价结合,不同于以往的肽和光敏剂分子的共组装形式。本专利技术通过采用以肽-光敏剂共价复合物的形式自组装,能够形成粒径大小可控、在水体系中稳定分散的光热纳米粒子,其突出的优点是光热转换效率高,可达到40%以上,从而可以应用于制备光声成像试剂、光热治疗试剂等领域。根据本专利技术,所述肽-光敏剂共价复合物由光敏剂分子通过烷基链以酰胺键共价连接于肽链上,例如可以连接于肽链的碳端,也可以连接于肽链的氮端。本专利技术中,所述烷基链主要用于连接光敏剂分子和肽链,其可以选自含有0-10个碳原子的烷基链,例如0个、1个、2个、3个、4个、5个、7个、9个或10个,当碳原子个数为0时,即光敏剂分子和肽链之间不含有烷基链。根据本专利技术,所述肽-光敏剂共价复合物中,光敏剂分子可以是亲水性和/或疏水性光敏剂分子,然而采用疏水性光敏剂分子时所形成的光热纳米粒子,其在光热转换效率上表现出更大的优势。本专利技术中,所述光敏剂分子为卟啉、卟啉衍生物或卟啉类似物,优选四苯基卟啉、二氢卟吩E6、焦脱镁叶绿酸、细菌叶绿素、叶绿素a、四羟基苯基二氢卟酚、红紫素、苯并二氢卟酚、萘并二氢卟酚、酮二氢卟酚、氮杂二氢卟酚、细菌二氢卟酚、甲苯基卟啉、苯并细菌二氢卟酚、酞菁、萘酞菁、卟啉烯或反转卟啉中的任意一种或至少两种的混合物,典型但非限制性的混合物为:卟啉和卟啉衍生物、细菌叶绿素和叶绿素a、萘并二氢卟酚和酮二氢卟酚。根据本专利技术,所述肽-光敏剂共价复合物中的肽链是由苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸、谷氨酰胺、谷氨酸、天冬氨酸、赖氨酸、组氨酸或精氨酸中的任意一种、两种或三种组合的寡肽序列。本专利技术中的肽链选择氨基酸在1-3的寡肽序列,其有助于形成的光热纳米粒子发挥更大的光热转换效率。本专利技术中,所述肽链可以选自L-苯丙氨酸、L-苯丙氨酸-L-苯丙氨酸、L-苯丙氨酸-L-苯丙氨酸-L-苯丙氨酸、L-天冬氨酸、L-天冬氨酸-L-天冬氨酸、L-天冬氨酸-L-天冬氨酸-L-天冬氨酸、L-组氨酸、L-组氨酸-L-组氨酸或L-组氨酸-L-组氨酸-L-组氨酸中的任意一种,优选含有L-苯丙氨酸的肽链。本专利技术中的光热纳米粒子形貌为球形,其直径在10-200nm范围内。示例性地,本专利技术中的肽-光敏剂共价复合物的结构式如下所示:第二方面,本专利技术提供了如第一方面所述的光热纳米粒子的制备方法,其包括以下步骤:(1)将肽-光敏剂共价复合物于良溶剂中配成溶液;(2)将步骤(1)得到的溶液加入不良溶剂中,得到基于肽-光敏剂共价复合物的光热纳米粒子。本专利技术中,步骤(1)所述肽-光敏剂共价复合物在良溶剂中的浓度为0.1-100mg/mL,例如0.1mg/mL、0.5mg/mL、1mg/mL、5mg/mL、10mg/mL、20mg/mL、30mg/mL、50mg/mL、60mg/mL、70mg/mL、90mg/mL或100mg/mL,优选1-50mg/mL。本专利技术中,步骤(2)所述肽-光敏剂共价复合物在不良溶剂中的浓度为0.01-20mg/mL,例如0.01mg/mL、0.05mg/mL、0.1mg/mL、0.5mg/mL、1mg/mL、3mg/mL、5mg/mL、8mg/mL、10mg/mL、12mg/mL、15mg/mL、18mg/mL或20mg/mL,优选0.1-15mg/mL。本专利技术中,步骤(1)所述良溶剂为二甲基亚砜、乙醇、甲醇、四氢呋喃、二甲基甲酰胺或乙腈中的任意一种或至少两种的混合物;步骤(2)所述不良溶剂为水、磷酸盐缓冲液、三羟甲基氨基甲烷-盐酸缓冲液、醋酸-醋酸铵缓冲液、氨-氯化铵缓冲液或枸橼酸-磷酸氢二钠缓冲液中的任意一种或至少两种的混合物。具体地,本专利技术提供的光热纳米粒子的制备方法,可以包括以下步骤:(1)将肽-光敏剂共价复合物于良溶剂中配制成0.1-100mg/mL的溶液;所述良溶剂为二甲基亚砜、乙醇、甲醇、四氢呋喃、二甲基甲酰胺或乙腈中的任意一种或至少两种的混合物;(2)将上述溶液加入不良溶剂中,所述肽-光敏剂共价复合物在不良溶剂中浓度为0.01-20mg/mL,得到基于肽-光敏剂共价复合物的光热纳米粒子;所述不良溶剂为水、磷酸盐缓冲液、三羟甲基氨基甲烷-盐酸缓冲液、醋酸-醋酸铵缓冲液、氨-氯化铵缓冲液或枸橼酸-磷酸氢二钠缓冲液中的任意一种或至少两种的混合物。示例性地,所述光热纳米粒子的制备方法,包括以下步骤:(1)将肽-光敏剂共价复合物于二甲基亚砜中配制成10mg/mL的溶液;(2)将上述溶液加入水中,所述肽-光敏剂共价复合物在不良溶剂中浓度为5mg/mL,得到基于肽-光敏剂共价复合物的光热纳米粒子。或者,所述光热纳米粒子的制备方法,包括以下步骤:(1)将肽-光敏剂共价复合物于乙醇中配制成50mg/mL的溶液;(2)将上述溶液加入磷酸盐缓冲溶液中,所述肽-光敏剂共价复本文档来自技高网
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一种基于肽和光敏剂的光热纳米粒子、其制备方法和用途

【技术保护点】
一种光热纳米粒子,其特征在于,所述光热纳米粒子由肽‑光敏剂共价复合物经分子自组装形成。

【技术特征摘要】
1.一种光热纳米粒子,其特征在于,所述光热纳米粒子由肽-光敏剂共价复合物经分子自组装形成。2.如权利要求1所述的光热纳米粒子,其特征在于,所述肽-光敏剂共价复合物由光敏剂分子通过烷基链以酰胺键共价连接于肽链上,优选连接于肽链的碳端或氮端;优选地,所述烷基链含有0-10个碳原子。3.如权利要求2所述的光热纳米粒子,其特征在于,所述光敏剂分子为亲水性和/或疏水性光敏剂分子,优选疏水性光敏剂分子;优选地,所述光敏剂分子为卟啉、卟啉衍生物或卟啉类似物,优选四苯基卟啉、二氢卟吩E6、焦脱镁叶绿酸、细菌叶绿素、叶绿素a、四羟基苯基二氢卟酚、红紫素、苯并二氢卟酚、萘并二氢卟酚、酮二氢卟酚、氮杂二氢卟酚、细菌二氢卟酚、甲苯基卟啉、苯并细菌二氢卟酚、酞菁、萘酞菁、卟啉烯或反转卟啉中的任意一种或至少两种的混合物。4.如权利要求1-3之一所述的光热纳米粒子,其特征在于,所述肽链为苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸、谷氨酰胺、谷氨酸、天冬氨酸、赖氨酸、组氨酸或精氨酸中的任意一种、两种或三种组合的寡肽序列;优选地,所述肽链为L-苯丙氨酸、L-苯丙氨酸-L-苯丙氨酸、L-苯丙氨酸-L-苯丙氨酸-L-苯丙氨酸、L-天冬氨酸、L-天冬氨酸-L-天冬氨酸、L-天冬氨酸-L-天冬氨酸-L-天冬氨酸、L-组氨酸、L-组氨酸-L-组氨酸或L-组氨酸-L-组氨酸-L-组氨酸中的任意一种。5.如权利要求1-4之一所述的光热纳米粒子的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)将肽-光敏剂共价复合物于良溶剂中配成溶液;(2)将步骤(1)得到的溶液加入不良溶剂中...

【专利技术属性】
技术研发人员:闫学海邹千里李淑坤
申请(专利权)人:中国科学院过程工程研究所
类型:发明
国别省市:北京;11

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