一种靶向光热黑磷纳米制剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种靶向光热黑磷纳米制剂，包括黑磷纳米薄片、通过静电引力吸附在所述黑磷纳米薄片表面的聚乙二醇、以及通过酰胺键连接在所述聚乙二醇上的叶酸，所述聚乙二醇的一端为氨基，另一端为亚氨基，所述亚氨基的氮原子与所述叶酸中的羰基碳原子相连构成所述酰胺键，所述叶酸暴露在所述纳米制剂的最外层。该靶向光热黑磷纳米制剂稳定性高、靶向识别能力好、光热性能优异、能够有效杀死癌细胞，可在细胞层面进行癌症的靶向光热治疗。本发明专利技术还提供了该靶向光热黑磷纳米制剂的制备方法和应用。

Target light and heat black phosphorus nanometer preparation and preparation method and application thereof

The invention provides a nano target to photothermal black phosphorus preparation, including black phosphorus nanosheets, through electrostatic attraction adsorbed on the surface of black phosphorus nanosheets and polyethylene glycol, through an amide bond connected with polyethylene glycol on folic acid, wherein one end of the peg for amino, imino carbonyl to the other end. Carbon atoms of nitrogen atoms of the imino group and the folic acid in the amide bond to form, the exposure in the outermost layer of the folic acid nano preparation. The targeted photothermal phosphorus nanoparticles preparation has the advantages of high stability, good target recognition ability, excellent light and heat performance, and effective killing of cancer cells. Targeted photothermal therapy of cancer can be carried out at the cellular level. The invention also provides the preparation method and application of the target light and heat black phosphorus nanometer preparation.

【技术实现步骤摘要】
一种靶向光热黑磷纳米制剂及其制备方法和应用
本专利技术涉及生物医用纳米材料
，特别是涉及一种靶向光热黑磷纳米制剂及其制备方法和应用。
技术介绍
作为威胁人类健康的重大恶性疾病之一，癌症的治疗无论是化学治疗、手术治疗或放射治疗都是对身体有极大副作用的，并且在发生恶性转移以后，无论采用上述何种方式都难以彻底治愈。虽然已有大量的人力、物力、财力已经投入到癌症的研究，但进展十分有限、并且其有效治疗仍然是人类面对的极大考验。有研究表明，将纳米技术应用到癌症诊断治疗领域，具有广阔的前景及临床价值。光热治疗作为一种新型的癌症治疗方式，利用光热转换产生的热效应以杀死癌细胞、对肿瘤部位进行热消融治疗，其照射用的激发光一般采用近红外光，是一种非侵入性的癌症治疗方式，能够有效穿透人体正常组织到达癌症部位，极大程度地减少对正常组织的损害。近期研究发现，黑磷二维材料由于具有低毒性、高消光系数和高光热转换效率，在生物医用领域，尤其是癌症的光热治疗方面具有极大的应用潜力。然而，现有方式制备的单纯黑磷纳米材料在直接应用于癌症的光热治疗时，其在生理状态下稳定性较差，并且血液循环时间不长，且在癌症部位的富集效果有待改善。
技术实现思路
鉴于此，本专利技术第一方面提供了一种靶向光热黑磷纳米制剂，该靶向光热黑磷纳米制剂稳定性高、靶向识别能力好、光热性能优异、能够有效杀死癌细胞，可在细胞层面进行癌症的靶向光热治疗。第一方面，本专利技术提供了一种靶向光热黑磷纳米制剂，包括黑磷纳米薄片、通过静电引力吸附在所述黑磷纳米薄片表面的聚乙二醇、以及通过酰胺键连接在所述聚乙二醇上的叶酸，所述聚乙二醇的一端为氨基，另一端为亚氨基，所述亚氨基的氮原子与所述叶酸中的羰基碳原子相连构成所述酰胺键，所述叶酸暴露在所述纳米制剂的最外层。本专利技术通过采用聚乙二醇对黑磷纳米薄片进行修饰，并同时采用叶酸进行靶向修饰，其中，聚乙二醇可以有效避免黑磷纳米薄片发生聚集，且聚乙二醇兼具亲水特性和极性，可以显著抑制免疫系统的识别，减少单核-吞噬细胞系统的吞噬，并有效延长纳米薄片的血液长循环时间，从而增强纳米制剂的生物利用度和癌症部位的富集。而叶酸暴露在所述纳米制剂最外层提供靶向配体，所述靶向配体可以和癌细胞特异性结合，提高纳米制剂对癌细胞的靶向特异性，进一步增强纳米制剂在癌症部位的聚集，显著提高光热治疗效果。可选地，所述靶向光热黑磷纳米制剂通过将黑磷纳米薄片、双氨端聚乙二醇、叶酸按质量比(1～3)∶(5～12)∶(2～6)配比制得。本专利技术中，所述黑磷纳米薄片的尺寸为50nm-200nm。本专利技术中，所述黑磷纳米薄片的厚度为2nm-3nm。本专利技术中，所述双氨端聚乙二醇的重均分子量为550-30000。本专利技术第一方面提供的所述靶向光热黑磷纳米制剂，稳定性高、靶向识别能力好、光热性能优异、能够有效杀死癌细胞，可在细胞层面进行癌症的靶向光热治疗，从而可显著减少黑磷纳米薄片的体内清除；且该靶向光热黑磷纳米制剂具有良好的生物相容性，可通过生物降解或者正常的生理途径排出体外，对生物体无毒副作用、生物安全性高。第二方面，本专利技术提供了一种靶向光热黑磷纳米制剂的制备方法，包括以下步骤：提供黑磷纳米薄片；将羟基琥珀酰亚胺活化叶酸加入到双氨端聚乙二醇的二甲基亚砜溶液中，并加入适量催化剂，得到混合溶液，所述混合溶液在室温、避光条件下进行搅拌反应16-32小时，反应完成后过滤，得到叶酸修饰的聚乙二醇，所述叶酸通过酰胺键连接在聚乙二醇上，所述聚乙二醇的一端为氨基，另一端为亚氨基，所述亚氨基的氮原子与所述叶酸中的羰基碳原子相连构成所述酰胺键；依次采用探针超声、磁力搅拌的方式，在所述黑磷纳米薄片的表面包覆叶酸修饰的聚乙二醇，得到靶向光热黑磷纳米制剂，所述叶酸修饰的聚乙二醇通过静电引力吸附在所述黑磷纳米薄片表面，所述叶酸暴露在所述靶向光热黑磷纳米制剂的最外层。本专利技术中，可选地，所述黑磷纳米薄片、双氨端聚乙二醇、叶酸按质量比(1～3)∶(5～12)∶(2～6)投料。本专利技术中，所述催化剂可以是三乙胺。所述催化剂与反应体系的体积比为1:75-85。本专利技术中，可选地，所述探针超声的时间为20-40分钟，所述探针超声过程中，持续超声45秒-1小时，及等待15秒-1小时为一个周期，功放为12％-20％。本专利技术中，可选地，所述磁力搅拌的转速可以为800rpm-1200rpm，持续时间为3-4小时。本专利技术中，所述黑磷纳米薄片采用溶液剥离结合探针超声法制备，并采用离心管离心方式收集、纯化，所述探针超声的超声时间为12-18小时，所述探针超声过程中，持续超声45秒-1小时，及等待15秒-1小时为一个周期，功放为20％-30％，所述离心的速率为1000rpm-2000rpm，时间为6-15分钟，温度为4℃。本专利技术中，所述羟基琥珀酰亚胺活化叶酸采用如下方式制备：将叶酸溶解于无水二甲基亚砜(DMSO)中，再加入羟基琥珀酰亚胺和N,N'-二环己基碳酰亚胺得到混合液，所述混合液在室温、避光和三乙胺催化条件下进行搅拌反应16-32小时，反应完成后过滤，得到所述羟基琥珀酰亚胺活化叶酸。本专利技术中，所述靶向光热黑磷纳米制剂的制备方法进一步包括采用超滤膜离心的方式对所得靶向光热黑磷纳米制剂进行至少一次纯化、筛选，得到优化粒径大小的纯净靶向光热黑磷纳米制剂，所述超滤膜离心的速率为2000-4000rpm，时间为30-60分钟，温度为4-8℃。本专利技术第二方面提供的靶向光热黑磷纳米制剂的制备方法，通过将黑磷纳米薄片与叶酸修饰的聚乙二醇通过静电吸附的方式包覆结合，制得靶向光热黑磷纳米制剂，制备过程简单易操作。第三方面，本专利技术提供了一种上述的靶向光热黑磷纳米制剂在制备癌症光热消融治疗药物中的应用。所述靶向光热黑磷纳米制剂应用于癌症的靶向光热消融治疗。所述光热消融治疗通过808nm近红外波段激光激发。所述808nm近红外波段激光具有很强的皮肤穿透能力，能够有效到达深层组织及癌症部位。同时，所述靶向光热黑磷纳米制剂具有很好的生物相容性、无毒副作用。综上所述，本专利技术有益效果包括以下几个方面：(1)本专利技术所述的靶向光热黑磷纳米制剂可以有效防止黑磷纳米薄片的聚集，提高黑磷纳米薄片的稳定性，延长血液循环时间，增强黑磷纳米薄片的靶向效果；(2)本专利技术方法制备过程简单易操作，制备的靶向光热黑磷纳米制剂具备优异生物相容性、无毒副作用；(3)本专利技术制备的所述靶向光热黑磷纳米制剂可以应用于癌症的靶向光热治疗。附图说明图1为本专利技术实施例1制备的靶向光热黑磷纳米制剂(BP-PEG-FA)的结构示意图；图2为本专利技术实施例1制备的靶向光热黑磷纳米制剂BP-PEG-FA的扫描透射电子显微镜(STEM)和X射线能量色散谱(EDSmapping)；图3为本专利技术实施例1制备的靶向光热黑磷纳米制剂BP-PEG-FA的粒径分布图；图4为本专利技术实施例1靶向光热黑磷纳米制剂BP-PEG-FA在制备过程中Zeta电位的变化图；图5为本专利技术实施例1制备的靶向光热黑磷纳米制剂BP-PEG-FA的傅里叶红外光谱图(FT-IR)；图6为不同浓度的本专利技术实施例2制备的靶向光热黑磷纳米制剂BP-PEG-FA在808nm近红外激光照射下随时间变化的光热曲线图谱；图7为本专利技术实施例2制备的靶向光热黑磷纳米制剂BP-PEG-FA在多本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种靶向光热黑磷纳米制剂，其特征在于，包括黑磷纳米薄片、通过静电引力吸附在所述黑磷纳米薄片表面的聚乙二醇、以及通过酰胺键连接在所述聚乙二醇上的叶酸，所述聚乙二醇的一端为氨基，另一端为亚氨基，所述亚氨基的氮原子与所述叶酸中的羰基碳原子相连构成所述酰胺键，所述叶酸暴露在所述纳米制剂的最外层。

【技术特征摘要】
1.一种靶向光热黑磷纳米制剂，其特征在于，包括黑磷纳米薄片、通过静电引力吸附在所述黑磷纳米薄片表面的聚乙二醇、以及通过酰胺键连接在所述聚乙二醇上的叶酸，所述聚乙二醇的一端为氨基，另一端为亚氨基，所述亚氨基的氮原子与所述叶酸中的羰基碳原子相连构成所述酰胺键，所述叶酸暴露在所述纳米制剂的最外层。2.如权利要求1所述的靶向光热黑磷纳米制剂，其特征在于，所述靶向光热黑磷纳米制剂通过将黑磷纳米薄片、双氨端聚乙二醇、叶酸按质量比(1～3)∶(5～12)∶(2～6)配比制得。3.如权利要求1所述的靶向光热黑磷纳米制剂，其特征在于，所述黑磷纳米薄片的长宽尺寸为100nm-200nm；所述黑磷纳米薄片的厚度为2nm-3nm。4.如权利要求2所述的靶向光热黑磷纳米制剂，其特征在于，所述双氨端聚乙二醇的重均分子量为550-30000。5.一种靶向光热黑磷纳米制剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：提供黑磷纳米薄片；将羟基琥珀酰亚胺活化叶酸加入到双氨端聚乙二醇的二甲基亚砜溶液中，并加入适量催化剂，得到混合溶液，所述混合溶液在室温、避光条件下进行搅拌反应16-32小时，反应完成后过滤，得到叶酸修饰的聚乙二醇，所述叶酸通过酰胺键连接在聚乙二醇上，所述聚乙二醇的一端为氨基，另一端为亚氨基，所述亚氨基的氮原子与所述叶酸中的羰基碳原子相连构成所述酰胺键；依次采用探针超声、磁力搅拌的方式，在所述黑磷纳米薄片的表面包覆叶酸修饰的聚乙二醇，得到靶向光热黑磷纳米制剂，所述叶酸修饰的聚乙二醇通过静电引力吸附在所述黑磷纳米薄片表面，所述叶酸暴露在所述靶向光热黑磷纳米制剂的最外层。6.如权利要求5所述的靶向光热黑磷纳米制剂的制备方法，其特征在于，所述黑磷纳米薄片、双氨端聚乙二醇、叶酸按质量比(1～3)∶(5～12)∶(2～6)...

【专利技术属性】
技术研发人员：张晗，陶伟，张家宜，
申请(专利权)人：深圳大学，
类型：发明
国别省市：广东,44