胺基硅酞菁-氧化石墨烯复合纳米材料、其制备方法及应用技术

本发明专利技术涉及胺基硅酞菁‑氧化石墨烯复合纳米材料、其制备方法及应用。所述胺基硅酞菁‑氧化石墨烯复合纳米材料是胺基硅酞菁通过共价键键合到氧化石墨烯上而形成的复合物；该复合纳米材料在体外细胞实验及小鼠活体实验中均表现出了良好光动力治疗和光热治疗的协同作用，提高癌细胞的致死率和治疗效率。本发明专利技术还提供所述胺基硅酞菁‑氧化石墨烯复合纳米材料的制备方法,工艺简单,适用范围广。

Amino silicon phthalocyanine graphene oxide nano composite material, preparation method and application thereof

【技术实现步骤摘要】
胺基硅酞菁-氧化石墨烯复合纳米材料、其制备方法及应用
本专利技术涉及一种胺基硅酞菁-氧化石墨烯复合纳米材料、其制备方法及应用，属于功能材料领域。
技术介绍
光动力治疗(Photodynamictherapy,PDT),是近几十年来发展起来的一种癌症治疗技术。该技术利用光激发癌细胞内部的光敏剂分子,产生高细胞毒性的单线态氧从而在细胞内部杀死癌细胞,而使正常组织免受伤害。它具有微创、低细胞毒性、可重复治疗等优点。近来关于新型的第二代光敏剂-近红外光敏剂的研发已成为光动力治疗领域的研究热点和迫切需求,近红外光敏剂可使吸收红移到最佳的治疗窗口。相较于第一代光敏剂，酞菁类化合物的吸收波长较长，有利于治疗更深处的癌症；成分单一，能够精确的控制用量；理化性质稳定,而且在体内的动力学作用比第一代光敏剂卟啉快得多。因此,酞菁类是最具有应用前景的近红外光敏剂之一。硅酞菁是中心配位原子为硅的酞菁，与其他金属离子酞菁配合物相比，硅酞菁的生物相容性更好。由于硅酞菁可以在轴向上接入基团进行修饰，增加了酞菁的空间位阻，降低了酞菁分子之间的π-π聚集，使酞菁能够更好的分散在溶剂中，从而更好的发挥光动力治疗的作用。又可以通过接入亲水性的基团来改善酞菁的溶解性，增加其生物相容性。但其应用还仅限于光动力治疗方面。光敏剂、光和分子氧是光动力治疗的三大基本要素，但癌细胞中是缺氧的，所以当细胞中所有的分子氧转化为单线态氧以后，热疗药物能够继续发挥作用，增加治疗效果。迄今为止，尚未见有关于能用于光动力治疗和光热治疗协同作用的硅酞菁类药物的报道。
技术实现思路
针对现有技术的不足，为了在光动力治疗基础上进一步增加癌症治疗的效率，本专利技术提供一种胺基硅酞菁与氧化石墨烯复合纳米材料及其制备方法。本专利技术还提供胺基硅酞菁-氧化石墨烯复合纳米材料作为具有光动力治疗和光热治疗协同作用抗癌药物的应用。术语说明：氧化石墨烯,简称GO；胺基硅酞菁,简称PC；胺基硅酞菁-氧化石墨烯，简称PG；二氯硅酞菁，简称SiPcCl2；常温，具有本领域公知的含义，一般是指25℃±2℃。本专利技术的技术方案如下：一种胺基硅酞菁-氧化石墨烯复合纳米材料，是将式I所示的胺基硅酞菁通过共价键键合到氧化石墨烯上而形成的复合物，其中，胺基硅酞菁与氧化石墨烯的质量比为0.1～8∶1～9；优选的质量比为0.5～4:1，进一步优选质量比为1.5～3:1。结构式I中，n＝0-10；优选的，n＝0～5；进一步优选n＝0～3。根据本专利技术优选的，所述胺基硅酞菁-氧化石墨烯复合纳米材料的平均粒径为20～500nm；进一步优选的，该复合纳米材料的平均粒径为100～200nm。本专利技术中所述胺基硅酞菁原料可以市购，或按现有技术制备。本专利技术优选的，所述胺基硅酞菁是按以下方法制备的：按比例取二氯硅酞菁、胺基长链化合物、碳酸钾(K2CO3)与吡啶溶于适量甲苯中，加热到130℃，氮气保护下回流12-24h。将溶液真空蒸除溶剂后，用氯仿溶解固体物并过滤，水洗。滤液减压蒸干后，用氯仿/正己烷重结晶得到胺基硅酞菁(I)。所述胺基长链化合物结构式为其中n＝0-10；优选n＝0-5；进一步优选n＝0-3。特别优选的，所述胺基长链化合物选自2-(2-胺基乙氧基)乙醇。上述胺基硅酞菁制备方法中，优选的，所述二氯硅酞菁和胺基长链的摩尔比为1:2-10，特别优选1:5-8；所述二氯硅酞菁和K2CO3的摩尔比为1:2-10，特别优选1：5-10；以每克二氯硅酞菁计，吡啶的用量为5-10毫升，特别优选8-10毫升；以每克二氯硅酞菁计，甲苯的用量为75-150毫升，特别优选100-150毫升。所得固体产物用氯仿/正己烷重结晶2-6次，特别优选3-5次。根据本专利技术，一种胺基硅酞菁-氧化石墨烯复合纳米材料的制备方法，包括步骤：(1)氧化石墨烯加入到N,N-二甲基甲酰胺中，超声分散，得悬浮液；(2)向悬浮液中加入1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐、N-羟基琥珀酰亚胺、N,N-二异丙基乙胺和胺基硅酞菁(I)，在氮气氛下常温搅拌反应；(3)将反应产物分离提纯，然后将所得固体产物冻干。根据本专利技术优选的，上述步骤(1)中，氧化石墨烯的质量与N,N-二甲基甲酰胺的体积之比为1：0.5-10，特别优选1：2-5；上述比例的单位为：g/L。所述超声分散3-5小时；使氧化石墨烯分散均匀。根据本专利技术优选的，所述1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐与N-羟基琥珀酰亚胺的摩尔比为1:1。所述N,N-二异丙基乙胺与N-羟基琥珀酰亚胺的摩尔比为1-10:1；特别优选5-10:1。所述N,N-二异丙基乙胺与胺基硅酞菁的摩尔比为10:0.1-1，特别优选10：0.1-0.5。所述氧化石墨烯和胺基硅酞菁原料质量比为1:1-10，特别优选1：3-7。根据本专利技术优选的，上述步骤(2)中，搅拌反应时间为3-8天。根据本专利技术优选的，上述步骤(3)中，所述的分离提纯是：将反应产物放入透析袋中先用N,N-二甲基甲酰胺透析至透析液变为无色，然后用超纯水透析1～3天。过量的胺基硅酞菁透析除去。优选的，所述冻干是将分离提纯的固体产物分散在超纯水中进行冻干。本专利技术如未特殊说明的，均按本领域常规操作。以氧化石墨烯键合2个胺基硅酞菁为例，胺基硅酞菁-氧化石墨烯复合纳米材料结构如下所示：通过测试n＝0、1、2、3、4、5时的胺基硅酞菁的单线态氧产发现，当n＝1时胺基硅酞菁的单线态氧产率最高，即光动力治疗效果最好。其次是n＝0～3的胺基硅酞菁，再其次是n＝0～5的胺基硅酞菁。本专利技术所述的胺基硅酞菁-氧化石墨烯复合纳米材料是一种由有机胺基硅酞菁和无机氧化石墨烯通过共价键键合的复合纳米材料，有较高的单线态氧产率，同时在808nm的激光照射具有良好的光热响应，是一种在肿瘤治疗中同时具有光动力治疗和光热治疗协同作用的新复合纳米材料。基于此，本专利技术提供所述的胺基硅酞菁与氧化石墨烯复合纳米材料的应用：本专利技术所述的胺基硅酞菁-氧化石墨烯复合纳米材料在制备协同光动力治疗和光热治疗的抗癌药物中的应用。一种药物组合物，包括本专利技术的胺基硅酞菁-氧化石墨烯复合纳米材料，以及药学上可接受的辅料和/或载体。将光动力治疗与热疗相结合能够提高癌症治疗的效率，同时两种治疗方法可以互补。因此，制备具有光动力治疗和光热治疗协同作用的抗癌药物具有很大的实际应用价值。氧化石墨烯是由氧化石墨发生剥离而形成的单层或多层氧化石墨，具有典型的准二维空间结构，其片层上含有很多含氧基团，氧化石墨烯表面具有丰富的功能团，当氧化石墨烯受到一定波长的光照射时，会将光转化为热量并释放，以此来破坏肿瘤细胞。因此本专利技术将胺基硅酞菁键合到氧化石墨烯上，制备出具有光动力治疗和光热治疗协同作用的抗癌药物。且胺基硅酞菁能防止了高温下氧化石墨烯的还原。本专利技术的有益效果如下：1、本专利技术提供了一种新的复合纳米材料，所述的胺基硅酞菁-氧化石墨烯复合纳米材料作为结合光动力治疗和光热疗法的新型抗癌药物。本专利技术的胺基硅酞菁与氧化石墨烯复合纳米材料有较高的单线态氧产率，同时在808nm的激光照射具有良好的光热响应，说明该类复合纳米材料同时具有较好的光动力治疗和光热效果。2、本专利技术的胺基硅酞菁-氧化石墨烯复合纳米材料在体外细胞实验以及小鼠活体实验中均表现出了很好的肿瘤抑制作本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种胺基硅酞菁‑氧化石墨烯复合纳米材料，是将式I所示的胺基硅酞菁通过共价键键合到氧化石墨烯上而形成的复合物，其中，胺基硅酞菁与氧化石墨烯的质量比为0.1～8∶1～9；

【技术特征摘要】
1.一种胺基硅酞菁-氧化石墨烯复合纳米材料，是将式I所示的胺基硅酞菁通过共价键键合到氧化石墨烯上而形成的复合物，其中，胺基硅酞菁与氧化石墨烯的质量比为0.1～8∶1～9；式I中，n＝0～10。2.如权利要求1所述的胺基硅酞菁-氧化石墨烯复合纳米材料，其特征在于胺基硅酞菁与氧化石墨烯的质量比为0.5～4:1；优选胺基硅酞菁与氧化石墨烯的质量比为1.5～3.0:1。3.如权利要求1所述的胺基硅酞菁-氧化石墨烯复合纳米材料，其特征在于所述胺基硅酞菁式I中，n＝0～5；优选n＝0～3。4.如权利要求1所述的胺基硅酞菁-氧化石墨烯复合纳米材料，其特征在于，所述胺基硅酞菁-氧化石墨烯复合纳米材料的平均粒径为20～500nm；优选的，该复合纳米材料的平均粒径为100～200nm。5.权利要求1-4中任一项所述一种胺基硅酞菁-氧化石墨烯复合纳米材料的制备方法，包括步骤：(1)氧化石墨烯加入到N,N-二甲基甲酰胺中，超声分散，得悬浮液；(2)向悬浮液中加入1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐、N-羟基琥珀酰亚胺、N,N-二异丙基乙胺和胺基硅酞菁(I)，在氮气氛下常温搅拌反应；(3)将反应产物分离提纯，然后将所得固体产物冻干。6.如权利要求5所述一种胺基硅酞菁-氧化...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘伟，潘佳宝，李相芝，杨阳，刘久荣，乐凯，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：山东,37