纳米钌复合材料及其制备方法和在载药和制备抗肿瘤药物中的应用技术

本发明专利技术属于纳米钌抗肿瘤材料技术领域，公开了一种纳米钌复合材料及其制备方法和在载药和制备抗肿瘤药物中的应用，实现对肿瘤部位的精确定位和精确治疗。本发明专利技术制备方法先通过多元醇还原法和模板法合成钌纳米粒子；在其表面上修饰聚(N‑异丙基丙烯酰胺)外壳；再负载多吡啶钌配合物，得到纳米钌复合材料。本发明专利技术方法首先制备得到新型绒球状纳米钌。再用温敏性大分子作为控制释放的开关，由于激光容易被操控，控制释放的准确度更高。本发明专利技术材料不仅可精准识别肿瘤部位边缘，从而控制治疗面积，还能实时监控药物分布，更能实现控制释放，是一个新兴的诊断治疗平台，可以用于载药和制备抗肿瘤药物，实现对肿瘤部位的精确定位和精准治疗。

Nano ruthenium composite and its preparation methods and its application in drug loading and preparation of antitumor drugs

The invention belongs to the technical field of nano ruthenium anti-tumor material, discloses a nano ruthenium composite material and its preparation method, and its application in drug loading and preparation of anti-tumor drugs, so as to achieve precise location and precise treatment of tumor location. The preparation method of the invention by polyol reduction method and template method synthesis of ruthenium nanoparticles; on the surface modification of poly (N isopropylacrylamide) shell; then supported polypyridyl ruthenium complexes, nano ruthenium composite. The method of the invention firstly prepared new spherical nano ruthenium. Thermosensitive macromolecules are used to control the release of the switch, because the laser is easily manipulated, the accuracy of control release is higher. The material of the invention not only can accurately identify the edge of the tumor, so as to control the treatment area, but also monitor the drug distribution, can achieve controlled release, is an emerging treatment platform can be used for diagnosis, drug loading and preparation of antitumor drugs, the tumor site of the precise positioning and precise treatment.

【技术实现步骤摘要】
纳米钌复合材料及其制备方法和在载药和制备抗肿瘤药物中的应用
本专利技术属于纳米钌抗肿瘤材料
，特别涉及一种纳米钌复合材料及其制备方法和在载药和制备抗肿瘤药物中的应用，实现对肿瘤部位的精确定位和精准治疗。
技术介绍
癌症是威胁人类健康的头号杀手，目前主要有化疗、放疗和手术治疗等手段，但治愈率仍然很低，且存在很多并发症和毒副作用。近年研究表明，联合光热和光动力治疗成为非常有前途的治疗方式，且光声成像为精准治疗肿瘤和指导手术提供了重要的指导。其中，纳米材料的发展为肿瘤诊断和精准生物医药提供了革命性的新平台。光学治疗，以光热治疗(PTT)和光动力学治疗(PDT)为主要代表，是一种比传统治疗更有前途的原位肿瘤治疗的策略，是因为它们都是在特定光激活下实现非介入性和定位治疗效果。PTT是一种新发展得肿瘤治疗途径，是在特定激发波长下利用光热转换试剂产生过高热(大于42℃)来杀死肿瘤细胞的。PDT是一种临床已经使用的技术，利用光敏剂在光激活下产生高毒性的活性氧(ROS)来杀死肿瘤细胞。光声成像是一种新型的、非介入性的生物成像模态，基于组织对光学吸收效率具有深穿透作用和高空间分辨率的特点，这让其在体内预临床研究中愈有分量。而且，光声成像技术能够提供三维空间信息和直接测量肿瘤体积，这是目前其他生物成像(包括核磁、超声、CT)所无法相比的优势。纳米载药体系可以将多种功能结合在一个简单的诊断治疗平台上，在实现多模成像的同时具有治疗功能，能够实现高效、低毒、方便的肿瘤治疗。快速发展及其具有靶向给药、成像诊断、高效抗肿瘤等联合治疗的潜能，可以极大地提高治疗效率，使正常组织受损最小化的功能为实现高效诊断治疗肿瘤带来了新希望。在治疗肿瘤的过程中，所制备的纳米药物可以在肿瘤部位累积，实现准确的肿瘤定位和高效的联合PTT/PDT治疗。至今未发现有关功能化纳米钌负载钌配合物用于肿瘤诊断治疗功能的报道。纳米钌材料多用于化学催化方面，现在还很少有研究者将纳米钌材料应用于生物方面。其具有很好的生物相容性和光热转换效率，并且具有表面易修饰性。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的缺点与不足，本专利技术的首要目的在于提供一种纳米钌复合材料。本专利技术复合材料不仅可精准识别肿瘤部位，还能实时监控药物分布，其结构外层的温敏性大分子聚(N-异丙基丙烯酰胺)(pNIPAM)更能实现控制释放，是一个新兴的诊断治疗平台，可以用于载药和制备抗肿瘤药物。本专利技术另一目的在于提供一种上述纳米钌复合材料的制备方法。本专利技术再一目的在于提供上述纳米钌复合材料在载药和制备抗肿瘤药物中的应用，实现对肿瘤部位的精确定位和精准治疗。本专利技术的目的通过下述方案实现：一种纳米钌复合材料的制备方法，先通过多元醇还原法和模板法合成钌纳米粒子(pRuNPs)；在其表面上修饰聚(N-异丙基丙烯酰胺)外壳(pRu-pNIPAM)；再负载多吡啶钌配合物，得到纳米钌复合材料(pRu-pNIPAM@RBT)。本专利技术先通过多元醇还原法和模板法合成钌纳米粒子(pRuNPs)，其呈绒球状(称为绒球状钌纳米粒子：pRuNPs)，具有相通的内部孔径，能够提高药物负载效率。本专利技术纳米钌复合材料在激光照射下，外壳聚(N-异丙基丙烯酰胺)发生相变，从而释放出里面负载的多吡啶钌配合物，实现控制释放。进一步地，所述通过多元醇还原法和模板法合成钌纳米粒子(pRuNPs)具体包括以下步骤：mg/mL，将15～20质量份的三氯化钌(RuCl3)和40～50质量份的聚乙烯吡咯烷酮(PVP)溶于10～14体积份的三羧酸聚乙二醇(TEG)中，170～180℃加热40～80分钟，加入6～7.2质量份的十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)保温反应140～220分钟，洗涤，烘干，得到钌纳米粒子(pRuNPs)。更进一步地，所述通过多元醇还原法和模板法合成钌纳米粒子(pRuNPs)具体包括以下步骤：mg/mL，将15质量份的三氯化钌(RuCl3)和45质量份的聚乙烯吡咯烷酮(PVP)溶于10体积份的三羧酸聚乙二醇(TEG)中，180℃加热60分钟，加入7.2质量份的十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)保温反应180分钟，洗涤，烘干，得到钌纳米粒子(pRuNPs)。进一步地，所述修饰聚(N-异丙基丙烯酰胺)外壳具体包括以下步骤：将钌纳米粒子(pRuNPs)与巯基修饰的聚乙二醇混合，搅拌反应，离心、洗涤后，水重悬，再加入N-异丙基丙烯酰胺单体、N,N’-亚甲基双丙烯酰胺、稳定剂和引发剂，加热反应，得到修饰聚(N-异丙基丙烯酰胺)外壳的钌纳米粒子(pRu-pNIPAM)。所用钌纳米粒子、巯基修饰的聚乙二醇、N-异丙基丙烯酰胺单体、N,N’-亚甲基双丙烯酰胺的摩尔比为1：(0.02～0.04)：(8000～10000)：(600～700)。所述巯基修饰的聚乙二醇分子量可为2000～5000，优选为PEG2000-SH。,所述搅拌反应优选为室温下搅拌反应24～48h，更优选为24h。所述N-异丙基丙烯酰胺单体、N,N’-亚甲基双丙烯酰胺可先配成溶液再加入体系中反应。所述稳定剂可为十二烷基硫酸钠(SDS)、N,N,N’,N’-四甲基乙二胺(TMEDA)等，优选为十二烷基硫酸钠(SDS)。所述稳定剂的用量为常规用量即可，优选为与钌纳米粒子的摩尔比为400：1～600：1。所述的引发剂可为过硫酸钾(KPS)、过硫酸铵(APS)等，优选为过硫酸钾(KPS)。所述引发剂的用量为常规用量即可，优选为与钌纳米粒子的摩尔比为400：1～600：1。所述加热反应优选为在65～75℃下加热3.5～4.5小时，更优选为在70℃下加热4小时。所述加热反应优选在氮气氛围下进行。进一步地，所述负载多吡啶钌配合物具体包括以下步骤：将多吡啶钌配合物与修饰聚(N-异丙基丙烯酰胺)外壳的钌纳米粒子于溶液体系中混合，搅拌反应，离心、洗涤、干燥后，得到纳米钌复合材料(pRu-pNIPAM@RBT)。所用多吡啶钌配合物与修饰聚(N-异丙基丙烯酰胺)外壳的钌纳米粒子的质量比为8:1～10:1。所述搅拌反应优选为室温下搅拌10～24h，更优选为10h。所述离心可通过高速离心机实现；所述洗涤可利用蒸馏水反复洗涤多次；所述干燥可通过冷冻干燥得到干燥后产物。所述多吡啶钌配合物优选为[Ru(bpy)2(tip)]2+(缩写为：RBT)，结构式如下：本专利技术方法首先制备得到新型绒球状纳米钌。绒球状纳米钌不仅具有生物相容性高、光热转换效率高，还有较高的药物负载能力，是一种理想的药物载体。再用温敏性大分子作为控制释放的开关，由于激光容易被操控，控制释放的准确度更高。相对于本领域现有技术中将其结合到光热材料中从而通过材料发热释放药物，其控制准确性低，容易提前释放，降低治疗效果。本专利技术的纳米钌复合材料(pRu-pNIPAM@RBT)不仅可精准识别肿瘤部位边缘，从而控制治疗面积，指导高效的联合光热治疗和光动力学治疗，还能实时监控药物分布，其结构外层的温敏性大分子聚(N-异丙基丙烯酰胺)(pNIPAM)更能实现控制释放，是一个新兴的诊断治疗平台，可以用于载药和制备抗肿瘤药物。本专利技术相对于现有技术，具有如下的优点及有益效果：(1)本专利技术的纳米钌复合材料(pRu-pNIPAM@RBT)将多吡啶钌配合物完全包裹在温敏性大分子内部，不本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种纳米钌复合材料的制备方法，其特征在于先通过多元醇还原法和模板法合成钌纳米粒子；在其表面上修饰聚(N‑异丙基丙烯酰胺)外壳；再负载多吡啶钌配合物，得到纳米钌复合材料。

【技术特征摘要】
1.一种纳米钌复合材料的制备方法，其特征在于先通过多元醇还原法和模板法合成钌纳米粒子；在其表面上修饰聚(N-异丙基丙烯酰胺)外壳；再负载多吡啶钌配合物，得到纳米钌复合材料。2.根据权利要求1所述的纳米钌复合材料的制备方法，其特征在于：所述多吡啶钌配合物为[Ru(bpy)2(tip)]2+，结构式如下：3.根据权利要求1所述的纳米钌复合材料的制备方法，其特征在于：所述通过多元醇还原法和模板法合成钌纳米粒子具体包括以下步骤：mg/mL，将15～20质量份的三氯化钌和40～50质量份的聚乙烯吡咯烷酮溶于10～14体积份的三羧酸聚乙二醇中，170～180℃加热40～80分钟，加入6～7.2质量份的十六烷基三甲基溴化铵保温反应140～220分钟，洗涤，烘干，得到钌纳米粒子。4.根据权利要求1所述的纳米钌复合材料的制备方法，其特征在于：所述通过多元醇还原法和模板法合成钌纳米粒子具体包括以下步骤：mg/mL，将15质量份的三氯化钌和45质量份的聚乙烯吡咯烷酮溶于10体积份的三羧酸聚乙二醇中，180℃加热60分钟，加入7.2质量份的十六烷基三甲基溴化铵保温反应180分钟，洗涤，烘干，得到钌纳米粒子。5.根据权利要求1所述的纳米钌复合材料的制备方法，其特征在于：所述修饰聚(N-异丙基丙烯酰胺)外壳具体包括以下步骤：将钌纳米粒子与巯基修饰的聚乙二醇混合，搅拌反应，离...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘杰，陈耿佳，叶刚，
申请(专利权)人：暨南大学，
类型：发明
国别省市：广东,44