一种集荧光成像与载药一体化的稀土上转换纳米药物载体的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种集荧光成像与载药一体化的稀土上转换纳米药物载体的制备方法，包括：(1)利用稀土氯化物为原料，油酸为配体，油酸/1‑十八烯为混合溶剂，采用高温溶剂热法合成油酸包裹的稀土上转换纳米粒子(OA‑UCNPs)；(2)将所述上转换纳米粒子、DSPE‑PEG

【技术实现步骤摘要】
一种集荧光成像与载药一体化的稀土上转换纳米药物载体的制备方法
本专利技术涉及一种纳米药物载体的制备方法，具体涉及一种能同时进行荧光成像和包载抗肿瘤药物的稀土上转换纳米药物载体的简易制备方法，属于纳米生物医学领域。
技术介绍
恶性肿瘤是影响人类健康的主要疾病之一，目前，化疗、手术、放疗是治疗癌症的三大手段。化疗具体指用化学药物治疗恶性肿瘤，进入人体后迅速分布到全身，是一种全身治疗。由于传统的化疗药物不具有明显的靶向性，因此杀死肿瘤细胞的同时，也会损伤人体正常细胞、组织、器官，产生明显的毒副作用，使人体免疫力下降。同时，传统的化疗药物还存在代谢快、易产生耐药性等问题。随着纳米技术的快速发展，纳米药物载体由于尺寸小、毒性低、比表面积大、物理化学稳定性好等优点在肿瘤诊断和治疗方面逐渐受到关注。纳米药物载体可以延长药物半衰期、增加血液循环时间、提高吸收率、增加特异性和靶向性，利用实体瘤的高通透性和滞留效应(EPR效应)使药物富集在肿瘤部位并实现药物可控释放，有助于提高药效，降低毒副作用。目前被用作纳米药物载体的材料主要有脂质体、树枝状纳米材料、聚合物纳米材料、高分子胶束、碳纳米管、介孔二氧化硅等，但这些药物载体只能用于肿瘤治疗，而不具有诊断功能，只有利用共价结合或物理吸附等方式将荧光标记物或造影剂修饰到其表面形成复合型纳米材料，才能实现成像介导的诊断与治疗一体化，精确定位肿瘤、及早实施高效治疗。近年来发展的稀土上转换纳米材料(UCNPs)由于具有生物毒性低、穿透深度大、光损伤小、荧光背景低、信噪比高等优点，是具有良好应用前景的生物标记材料，即一种新型的荧光探针，可以克服传统荧光染料易光漂白、不稳定、背景荧光干扰大等固有缺点，和细胞毒性较大的量子点相比，上转换纳米粒子生物毒性更低。同时，上转换纳米材料还可以包载抗肿瘤药物用于药物载体，包载方式主要有形成疏水口袋结构包载药物、表面修饰介孔二氧化硅包载药物、形成中空孔道结构包载药物等。文献(Kang,X.；Cheng,Z.；Li,C.；Yang,D.；Shang,M.；Ma,P.；Li,G.；Liu,N.；Lin,J.Core–shellstructuredup-conversionluminescentandmesoporousNaYF4:Yb3+/Er3+@nSiO2@mSiO2nanospheresascarriersfordrugdelivery.J.Phys.Chem.C2011,115,15801-15811.)通过两步溶胶-凝胶法制备出介孔二氧化硅包覆的UCNPs，将消炎药布洛芬包载在介孔结构中，进行药物包载和释放。文献(Zhang,F.；Braun,G.B.；Pallaoro,A.；Zhang,Y.；Shi,Y.；Cui,D.；Moskovits,M.；Zhao,D.；Stucky,G.D.Mesoporousmultifunctionalupconversionluminescentandmagnetic"nanorattle"materialsfortargetedchemotherapy.NanoLett.2012,12,61-67.)通过表面保护的刻蚀和离子交换过程制备了一种纳米环状的核壳结构，外面是介孔结构，中间为中空结构，内部是实心核层，药物可以被包限在中空结构中。通常表面介孔结构对药物的固定性较差，药物容易从孔中泄露，需要在表面再修饰一层聚合物保护层(Lai,J.P.；Shah,B.P.；Zhang,Y.X.；Yang,L.T.；Lee,K.B.Real-timemonitoringofATP-responsivedrugreleaseusingmesoporous-silica-coatedmulticolorupconversionnanoparticles.ACSNano2015,9,5234-5245.)。但上述载药方法都需要多步反应和严格的条件控制，操作过程相对繁琐且耗时。此外，上转换纳米粒子经过多次处理增加了猝灭的几率，导致上转换发光效率降低。为了实现纳米载体在生物医学领域更广泛的应用，希望通过简单的合成方法制备基于上转换纳米材料的纳米药物载体，并应用于肿瘤诊断与治疗。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的缺点，一种集荧光成像与载药的稀土上转换纳米药物载体，主要包括：具有荧光成像功能的稀土上转换纳米粒子(UCNPs)，负载在上转换纳米粒子表面的抗肿瘤药物以及包覆在纳米粒子表面的两亲性聚合物分子二硬脂酰基磷脂酰乙醇胺-聚乙二醇(DSPE-PEG)。作为优选，所述稀土上转换纳米粒子的化学组成为NaYF4:Yb,Ln，Ln是Er或Tm，更优选为结晶度高、形貌均匀的六方相纳米晶。作为优选，所述抗肿瘤药物为修饰了长链基团的药物前体，其中药物前体选自7-乙基-10-羟基-喜树碱(SN38)和卡巴他赛药物(CTX)。单纯的药物前体不能和UCNPs的疏水层进行组装，可能和其自身的刚性平面结构有关，而修饰了长链后，具有高弹性可自由旋转，增强和油酸分子之间的疏水作用实现组装。另一方面，这些药物前体能溶解于水中。其中，所述长链基团优选为长链烷基脂肪酸，所述脂肪酸可选择饱和脂肪酸或不饱和脂肪酸，优选为不饱和脂肪酸，更优选为油酸、亚油酸或亚麻酸，最优选为亚油酸或亚麻酸。所述前体药物结构式为(I-1)至(I-2)所述化合物之一：所述两亲性聚合物分子二硬脂酰基磷脂酰乙醇胺-聚乙二醇(DSPE-PEG)的分子量有750、2000、5000、10000等，优选为分子量2000，即DSPE-PEG2000。选择两亲性分子DSPE-PEG来进行包覆，主要有以下优点：(1)DSPE-PEG是PEG化的磷脂分子，具有良好的水溶性和生物相容性，已被FDA批准用于人体；(2)DSPE-PEG的脂肪链和UCNPs表面的油酸分子、抗肿瘤药物的不饱和脂肪酸结构极为相似，易于通过疏水作用发生超分子组装，进行吸附；(3)纳米粒子表面修饰DSPE-PEG后形成一层亲水层，避免疏水纳米粒子表面和网状内皮系统(RES)细胞通过非特异性疏水作用而被RES细胞摄取、清除，进而延长了在血液循环中的半衰期和提高稳定性，有利于通过EPR效应实现药物被动靶向。另一方面，本专利技术提供了一种集荧光成像与载药一体化的稀土上转换纳米药物载体的简易制备方法，该制备方法操作工艺简单易行，成本低。所述方法包括：(1)利用稀土氯化物为原料，油酸为配体，油酸/1-十八烯为混合溶剂，采用高温溶剂热法合成油酸包裹的稀土上转换纳米粒子(OA-UCNPs)；稀土氯化物优选为YCl3、YbCl3和ErCl3/TmCl3或其水合物。(2)将所述上转换纳米粒子、DSPE-PEG2000、抗肿瘤药物分散在同一介质中，使用原位搅拌法使三者充分混合，彼此之间发生疏水相互作用；具体地，先将三者分别分散在DMSO溶剂中，制备成母液，浓度分别为12mg/mL，100mg/mL，20mg/mL。按照一定比例混合，三者质量比OA-UCNPs：DSPE-PEG2000：抗肿瘤药物为10：(10～20)：(1～10)，进一步优选为10：20：1。混合后在室温下搅拌反应4h。(3)通过纳米沉淀法将所述混合物在超声下滴加到水溶液中，在扩散进入水相时合本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种集荧光成像与载药的稀土上转换纳米药物载体的制备方法，包括：(1)利用稀土氯化物为原料，油酸为配体，油酸/1‑十八烯为混合溶剂，采用高温溶剂热法合成油酸包裹的稀土上转换纳米粒子(OA‑UCNPs)；(2)将所述上转换纳米粒子、DSPE‑PEG

【技术特征摘要】
1.一种集荧光成像与载药的稀土上转换纳米药物载体的制备方法，包括：(1)利用稀土氯化物为原料，油酸为配体，油酸/1-十八烯为混合溶剂，采用高温溶剂热法合成油酸包裹的稀土上转换纳米粒子(OA-UCNPs)；(2)将所述上转换纳米粒子、DSPE-PEG2000、抗肿瘤药物分散在同一介质中，使用原位搅拌法使三者充分混合，彼此之间发生疏水相互作用；(3)通过纳米沉淀法将所述混合物在超声下滴加到水溶液中，在扩散进入水相时合成载药纳米颗粒；(4)对上述载药纳米粒子进行分离纯化，干燥备用。2.根据权利要求1所述的制备方法，其中所述抗肿瘤药物为修饰了疏水性基团的7-乙基-10-羟基-喜树碱药...

【专利技术属性】
技术研发人员：王杭祥，袁莹莹，王敏，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33