一种装载光敏剂的介孔有机硅‑金纳米三角片复合材料及其制备方法、应用技术

技术编号:15668728 阅读:171 留言:0更新日期:2017-06-22 11:11
本发明专利技术属于自组装核壳材料技术领域,公开一种装载光敏剂的介孔有机硅‑金纳米三角片复合材料,以金纳米三角片为核心,金纳米三角片外包裹芳香族介孔有机二氧化硅层骨架,介孔有机二氧化硅层骨架上装载光敏材料。进一步还提供了该材料的制备方法以及应用。该材料的形貌尺寸稳定性高,在生物环境中具有良好的分散性、稳定性和生物相容性,经验证60h后光敏剂的释放率小于3%;制备方法操作简便,光敏剂的装载效率高,可达10%以上;材料的紫外‑可见吸收光谱峰值位于665nm左右,可利用单一波长的近红外激光同时激发光动力和光热效应,在近红外激光照射下,具有优秀的单线态氧产生能力和光热转化能力,在肿瘤光疗上具有巨大的应用潜力。

A kind of loading photosensitizer mesoporous organosilica gold nanoprisms composite material and preparation method and application thereof

The invention belongs to the technical field of self-assembled core-shell materials and discloses a photosensitizer loading mesoporous organosilica nano gold triangle composite material with nano gold triangle as the core, the gold nanoprisms wrapping aromatic organic mesoporous silica skeleton layer, mesoporous silicon oxide layer two organic photosensitive material on the loading frame. The preparation method and application of the material are also provided. Morphology and size stability of the material is high, in the biological environment has dispersed compatibility, stability and good biological, and verified by 60H after the release of the photosensitizer was less than 3%; the preparation method is simple, the photosensitizer loading efficiency is high and can reach more than 10%; the material UV visible absorption spectrum peak is around 665nm. Near infrared laser using the single wavelength and excitation power and the photothermal effect in near infrared laser irradiation, has excellent ability to produce singlet oxygen and photothermal conversion ability, have great potential applications in cancer phototherapy.

【技术实现步骤摘要】
一种装载光敏剂的介孔有机硅-金纳米三角片复合材料及其制备方法、应用
本专利技术属于自组装核壳材料
,涉及一种可装载光敏剂的核-壳结构复合材料,具体涉及一种装载光敏剂的介孔有机硅-金纳米三角片复合材料及其制备方法、应用。
技术介绍
光动力治疗作为一种近年来新兴的微创疗法,在肿瘤治疗领域正受到越来越多的关注。然而,传统的光动力治疗在临床应用中仍存在许多不足。一方面,目前临床应用的光敏剂多为芳香类分子,通常在水中溶解性差、易聚集,限制了其临床使用和治疗效果。另一方面,在光动力治疗过程中,随着氧气的消耗和光敏剂的分解,治疗效果难以维持在稳定的水平。将纳米载体用于光敏剂的装载,能够有效地改善光敏剂的水溶性。目前的纳米载体装载光敏剂多基于静电吸附、共价偶联、包裹封装等作用方式,然而,这些装载方式均在一定程度上存在着装载效率低或提前释放率高等问题。
技术实现思路
专利技术目的:本专利技术目的在于针对现有技术的不足,提供一种可高效装载光敏剂的介孔有机硅-金纳米三角片复合材料,该复合材料在生物环境中具有良好的分散性和稳定的光敏剂释放性能,能够在光疗过程中发挥协同性光治疗作用;本专利技术的另一目的是提供上述装载光敏剂的介孔有机硅-金纳米三角片复合材料的制备方法;本专利技术的第三目的是提供上述装载光敏剂的介孔有机硅-金纳米三角片复合材料的应用。技术方案:本专利技术所述的一种装载光敏剂的介孔有机硅-金纳米三角片复合材料,以金纳米三角片为核心,金纳米三角片外包裹芳香族介孔有机二氧化硅层骨架,所述介孔有机二氧化硅层骨架上装载光敏材料。进一步地,所述金纳米三角片为等边三角形结构,边长为50~130nm,包裹的芳香族介孔有机二氧化硅层骨架厚度为5~15nm,其介孔道孔径为1~6nm,介孔体积为0.3~0.55cm3/g;该复合材料的比表面积为400~500m2/g。进一步地,作为优选方案,所述金纳米三角片为等边三角形结构,边长为70~80nm,包裹的芳香族介孔有机二氧化硅层骨架厚度为10nm,其介孔道孔径为3.8nm,介孔体积为0.43cm3/g;该复合材料的比表面积为426m2/g。进一步地,所述光敏材料为酞菁锌或二氢卟吩e6等含芳香环结构光敏剂,装载率为2~15%。本专利技术还提供上述装载光敏剂的介孔有机硅-金纳米三角片复合材料的制备方法,包括如下步骤:(1)制备金纳米三角片并将其分散于水中,得到吸光度为2-4的金纳米三角片分散液;(2)将步骤(1)中分散液加入到表面活性剂混合溶剂中,搅拌条件下将体系温度升高至30~50℃,然后加入芳香族有机硅源,反应15~30h后将产物离心、洗涤;(3)将步骤(2)中产物转移至清洗混合液中,搅拌条件下升温至50~70℃下清洗2~4h、离心,此过程重复2~5次,得到芳香族介孔有机二氧化硅层包裹金纳米三角片材料;(4)将光敏剂溶于有机溶剂中,由稀释剂稀释得到A组溶液;将步骤(3)中产物溶于有机溶剂中得到B组溶液;将A组溶液搅拌条件下缓慢加入B组溶液中,然后置于摇床体系中摇匀,反应15~30h后将所得产物离心,依次用清洗剂C和清洗剂D洗涤3~5次,干燥后得到装载光敏剂的介孔有机硅-金纳米三角片复合材料。进一步地,为得到尺寸适合的金纳米三角片材料,步骤(1)中金纳米三角片的制备过程具体为:将浓度为20~30mM的氯金酸溶液与浓度为0.05~0.2M氢氧化钠溶液混合均匀得到A1组溶液;将浓度为10~20mM的十六烷基三甲基氯化铵溶液与浓度为0.5~1mM的碘化钾溶液混合均匀得到B1组溶液;混合均匀后将A1组溶液缓慢加入B1组溶液中,混合均匀后向混合溶液中依次加入浓度为60~100mM的抗坏血酸和浓度为0.05~0.2M的氢氧化钠溶液,再次混合均匀,室温下静置0.5~1h,得到金纳米三角片。进一步地,步骤(2)中所述表面活性剂混合溶剂为表面活性剂、氨水、乙醇和水的混合液,其中表面活性剂为十六烷基三甲基氯化铵或十六烷基三甲基溴化铵,浓度为5~20mM;氨水、乙醇和水的体积比例为0.1:(1~10):(5~20)。进一步地,步骤(2)中芳香族有机硅源为1,4-双(三乙氧基硅基)苯乙醇溶液,其体积浓度为1%~10%。进一步地,步骤(3)中所述清洗混合液为体积比例为450~550:1的乙醇与浓盐酸的混合溶液。进一步地,为提高光敏剂的自组装效果,步骤(4)中所述光敏剂为酞菁锌或二氢卟吩e6等含芳香环结构光敏剂,A组溶液中的有机溶剂为二甲基亚砜或二甲基甲酰胺,光敏剂的质量浓度为10~700μg/mL;B组溶液中的有机溶剂为乙醇,芳香族介孔有机二氧化硅层包裹金纳米三角片材料的质量浓度为10~700μg/mL;清洗剂C为乙醇;清洗剂D为水。本专利技术还提供了上述装载光敏剂的介孔有机硅-金纳米三角片复合材料在肿瘤协同性光治疗中的应用,所述肿瘤细胞包括但不专指乳腺癌肿瘤细胞。本专利技术中光敏剂的装载机理:金纳米三角片材料外包裹含苯环的介孔有机二氧化硅层骨架,壳层骨架中的苯环与芳香族光敏剂中的苯环产生介导π-π堆积作用,使芳香族光敏剂高效装载于含苯环的介孔有机二氧化硅层骨架上;在肿瘤光疗中,金纳米三角片材料可吸收近红外光并转化为热能,在光照下,光敏剂在光照早期即可激发,发挥光动力治疗效果;随着光照时间的延长,光热转化材料即金纳米三角片材料温度逐渐升高,光热治疗效果稳步提高,有效弥补光动力治疗效果的下降,将疗效始终维持在较高水平,实现协同性光治疗。有益效果:(1)本专利技术提供的材料中利用有机硅骨架中的苯环与光敏剂中苯环的介导π-π堆积作用使光敏剂高效装载于有机硅骨架上,材料的形貌尺寸稳定性高,在生物环境中具有良好的分散性、稳定性和生物相容性,经验证60h后光敏剂的释放率小于3%;(2)本专利技术提供的制备方法操作简便,光敏剂的装载效率高,可达10%以上;(3)本专利技术提供的材料的紫外-可见吸收光谱峰值位于665nm左右,可利用单一波长的近红外激光同时激发光动力和光热效应,在近红外激光照射下,具有优秀的单线态氧产生能力和光热转化能力,在肿瘤光治疗方面具有巨大的应用潜力。附图说明图1为本专利技术实施例1中制得的芳香族介孔有机二氧化硅层包裹金纳米三角片材料的电子显微镜照片;图2为本专利技术实施例1中制得的芳香族介孔有机二氧化硅层包裹金纳米三角片材料的傅里叶变化红外光谱图;图3为本专利技术实施例1中制得的装载光敏剂的介孔有机硅-金纳米三角片复合材料的紫外-可见吸收光谱图;图4为本专利技术实施例1中制得的装载光敏剂的介孔有机硅-金纳米三角片复合材料与单线态氧荧光探针混合溶液在1.0W/cm2的660nm近红外激光照射下的荧光强度曲线图;图5为本专利技术实施例1中制得的装载光敏剂的介孔有机硅-金纳米三角片复合材料在1.0W/cm2的660nm近红外激光照射下温度变化曲线图;图6为本专利技术实施例1中制得的装载光敏剂的介孔有机硅-金纳米三角片复合材料与其他对照材料在无激光照射条件下的对乳腺癌细胞生长的抑制作用柱状图,其中,W为载光敏剂复合材料组;X为单纯介孔有机二氧化硅层包裹金纳米三角片材料组;Y为单纯酞菁锌组;Z为阴性对照组;图7本专利技术实施例1中制得的装载光敏剂的介孔有机硅-金纳米三角片复合材料与其他对照材料在1.0W/cm2的660nm近红外激光照射下对乳腺癌细胞生长的抑制作用柱状图;其中本文档来自技高网...
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【技术保护点】
一种装载光敏剂的介孔有机硅‑金纳米三角片复合材料,其特征在于:以金纳米三角片为核心,金纳米三角片外包裹芳香族介孔有机二氧化硅层骨架,所述介孔有机二氧化硅层骨架上装载光敏材料。

【技术特征摘要】
1.一种装载光敏剂的介孔有机硅-金纳米三角片复合材料,其特征在于:以金纳米三角片为核心,金纳米三角片外包裹芳香族介孔有机二氧化硅层骨架,所述介孔有机二氧化硅层骨架上装载光敏材料。2.根据权利要求1所述的装载光敏剂的介孔有机硅-金纳米三角片复合材料,其特征在于:所述金纳米三角片为等边三角形结构,边长为50~130nm,包裹的芳香族介孔有机二氧化硅层骨架厚度为5~15nm,其介孔道孔径为1~6nm,介孔体积为0.3~0.55cm3/g;该复合材料的比表面积为400~500m2/g。3.根据权利要求1所述的装载光敏剂的介孔有机硅-金纳米三角片复合材料,其特征在于:所述光敏材料为酞菁锌或二氢卟吩e6,装载率为2~15%。4.一种权利要求1~3任一项所述装载光敏剂的介孔有机硅-金纳米三角片复合材料的制备方法,其特征在于包括如下步骤:(1)制备金纳米三角片并将其分散于水中,得到吸光度为2~4的金纳米三角片分散液;(2)将步骤(1)中分散液加入到表面活性剂混合溶剂中,搅拌条件下将体系温度升高至30~50℃,然后加入芳香族有机硅源,反应15~30h后将产物离心、洗涤;(3)将步骤(2)中产物转移至清洗混合液中,搅拌条件下升温至50~70℃下清洗2~4h、离心,此过程重复2~5次,得到芳香族介孔有机二氧化硅层包裹金纳米三角片材料;(4)将光敏剂溶于有机溶剂中,由稀释剂稀释得到A组溶液;将步骤(3)中产物溶于有机溶剂中得到B组溶液;将A组溶液搅拌条件下缓慢加入B组溶液中,然后置于摇床体系中摇匀,反应15~30h后将所得产物离心,依次用清洗剂C和清洗剂D洗涤3~5次,干燥后得到装载光敏剂的介孔有机硅-金纳米三角片复合材料。...

【专利技术属性】
技术研发人员:卢光明王守巨刘文斐滕兆刚刘莹唐玉霞田迎孙晶赵颖赵爽
申请(专利权)人:中国人民解放军南京军区南京总医院
类型:发明
国别省市:江苏,32

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