一种复合纳米粒子及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种复合纳米粒子及其制备方法和应用，所述复合纳米粒子包括如下组份：双芘分子、光敏剂、磷脂化合物和具有载氧能力的化合物，本发明专利技术提供的复合纳米粒子粒径均一，分散均匀，粒径约为200nm且粒径可调；并且采用双芘分子与光敏剂组成双光子吸收材料，相比于现有方法中的光敏剂，具有大吸收截面，能更有效地吸收光子，更深的探测深度，同时减少了对正常组织的损伤；荧光共振能量转移(FRET)效应将能量转移给光敏剂，更有效杀伤细胞，在光动力治疗中具有较高的应用价值。

【技术实现步骤摘要】
一种复合纳米粒子及其制备方法和应用
本专利技术属于生物纳米材料领域，涉及一种复合纳米粒子及其制备方法和应用，尤其涉及一种同时具有双光子吸收和载氧功能的复合纳米粒子及其制备方法和应用。
技术介绍
光动力疗法是近年来颇受重视的一种癌症新疗法。该疗法的基本过程是：特定波长的激光照射，光敏剂受到激发，激发态的光敏剂把能量传递给周围的氧，生成活性很强的单线态氧，单线态氧和相邻的生物大分子发生氧化反应，产生细胞毒作用而导致细胞受损乃至死亡。只有暴露在光线下的细胞才会损伤，因此这种方法具有独特的选择性。但是目前获得临床批准的光敏药物只能在700nm以下有效吸收光能，而这样的光因为强散射效应不能达到深层组织，仅能进行表浅治疗。双光子技术是在强脉冲激光的激发下，利用样品吸收波长2倍的光源激发，使样品直接吸收两个光子跃迁到高能态，然后产生双光子诱导荧光。双光子的吸收过程是长波激发短波发射，光波穿透能力强，漂白效应小，光毒性小，背景光干扰少，便于更清晰地观测。瑞利散射效应较小，探测深度比单光子更深。目前已报道的双光子光敏剂多数都不容易合成，而且水溶性较差，在生理环境中容易聚集，从而限制了它们的应用。CN105997877A公开了一种携氧增强光动力的光敏脂质体，由磷脂、胆固醇、长循环材料和血红蛋白，以及化疗药物和/或光敏剂组成，将各组分溶解于有机溶剂中，减压旋蒸形成薄膜，再加入氧合血红蛋白溶液，或光敏剂和/或化疗药物与氧合血红蛋白的混合溶液，水合反应，得到多层脂质体溶液，经超声、纯化即得，但是此专利技术制备的光敏脂质体不能到达深层组织，仅能进行表浅治疗，效果较差。肿瘤微环境常呈现为缺氧状态。尽管活体组织中含有一定量的氧气分子，因肿瘤组织中细胞长期处于迅速增殖的状态，其对氧气的需求量大大增加，并且随着肿瘤体积的增大，周围组织的血管也会出现血供不足，使肿瘤微环境呈现为缺氧状态。光动力疗法是一种依赖氧气的一种治疗方法，因为引起细胞毒性的1O2产生数量依赖于组织中氧气分子的含量。这对于用于癌症治疗来说是极其不利的因素。如果在光动力治疗过程中引入额外的O2分子到肿瘤部位，会显著提高治疗效果。脂质体具有两亲性，头部为亲水性，插入水中，尾部为疏水性，伸向空气，搅动后形成球形的磷脂双分子层膜脂质体结构，具有靶向给药功能。脂质体囊泡因具有与生物体相似的类细胞膜结构而显示良好的生物相容性，可用于多种药物的封装。血液代用品现主要有血红蛋白和氟碳化合物两种制品，天然无基质的血红蛋白由于游离的四聚体分子及分解产物能进入组织间质引起严重的副作用，而同人体红血球相近的细胞形态，能有效的发挥其氧气运输功能，并减小副作用。脂质体囊泡与血红蛋白共组装的微球结构，可有效屏蔽自由血红蛋白造成的副作用，并发挥携氧作用。磷脂的靶向性使粒子更有效地发挥抗肿瘤作用。因此，目前的复合粒子均存在一定的缺陷，如何开发出一种新型的复合纳米粒子应用于光动力治疗，具有重要的意义。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种复合纳米粒子及其制备方法和应用。为达到此专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：第一方面，本专利技术提供了一种复合纳米粒子，所述复合纳米粒子包括如下组份：双芘分子、光敏剂、磷脂化合物和具有载氧能力的化合物。本专利技术提供的复合纳米粒子粒径均一，分散均匀，粒径约为200nm且粒径可调；并且采用双芘分子与光敏剂组成双光子吸收材料，相比于现有方法中的光敏剂，具有大吸收截面，能更有效地吸收光子，更深的探测深度，同时减少了对正常组织的损伤；荧光共振能量转移(FRET)效应将能量转移给光敏剂，更有效杀伤细胞。此外，由于复合纳米粒子包括具有载氧能力的化合物，使得自身有载氧功能，在肿瘤缺氧微环境中仍能有效提供充足氧气，大大提高了光动力治疗的效率；并且，磷脂化合物提供的靶向功能，使粒子更有效富集到肿瘤部位，提高治疗效率，减少正常损伤。另外，复合纳米粒子中由于双芘分子自身的荧光性，可以对肿瘤细胞进行荧光标记和定位，用于标记肿瘤细胞，实现诊疗一体化和精准靶向治疗。在本专利技术中，双芘分子的结构式如下所示：优选地，所述光敏剂为紫外图谱与双芘分子荧光图谱重叠面积大于30％的化合物。在本专利技术中，紫外图谱与荧光图谱都为标准归一化后的图谱，而后计算二者的重叠面积。优选地，所述光敏剂为孟加拉红。在本专利技术中，优选光敏剂为孟加拉红，孟加拉红与双芘分子协同使用组成双光子吸收系统，具有更好的效果；在双光子激光照射下能够有效吸收光子，通过FRET效应将能量转移至光敏剂孟加拉红，孟加拉红与组织的氧气反应产生单线态氧，进而损伤肿瘤细胞；而如果使用吲哚菁绿衍生物、酞菁等光敏剂则达不到这种优良的效果，这是由于FRET发生的条件之一为供体的荧光图谱与受体的紫外图谱归一化后的重叠面积要大于30％，而这些光敏剂则不具有这样的效果。在本专利技术中，双芘分子与光敏剂形成了光动力治疗，这是由于荧光共振能量转移(FRET)效应，即将具有双光子吸收功能的染料(作为能量供体)与孟加拉红(作为能量受体)组成FRET配对，在双光子光源激发下，供体将能量传给光敏剂受体，从而起到双光子技术光动力疗法效应。优选地，所述双芘分子与光敏剂的质量比为1:1-30，例如可以是1:1、1:5、1:10、1:12、1:15、1:20、1:25或1:30，进一步优选为1:14。在本专利技术中，双芘分子与光敏剂的质量比的范围是特定的，如果光敏剂相对于双芘分子添加过少，会造成光敏剂产生的活性氧降低，不利于抗肿瘤效果的提高；如果光敏剂相对于双芘分子添加过多，会造成双光子荧光分子在纳米粒子中包载过少，双光子的吸收效率降低，影响抗肿瘤效果，同时不利于探测深度的增加。优选地，所述具有载氧能力的化合物包括血红蛋白和/或全氟碳化合物，优选为血红蛋白。优选地，所述双芘分子与具有载氧能力的化合物的质量比为1:8-120，例如可以是1:8、1:10、1:20、1:40、1:80、1:90、1:100、1:110或1:120。在本专利技术中，血红蛋白的载氧功能可以提供更多的氧气，并且更适应人体生理特性，克服肿瘤部位的缺氧微环境，使得光动力治疗的效率提高；而如果缺少血红蛋白，则光动力治疗的效率大大降低。优选地，在复合纳米粒子中，相对于1mg双芘分子，所述磷脂化合物的质量为1-50g，例如可以是1g、3g、5g、8g、10g、15g、20g、24g、28g、30g、35g、40g、44g、45g、48g或50g。优选地，所述磷脂化合物包括二肉豆蔻酰磷脂酰胆碱、二肉豆蔻酰磷脂酰甘油、1,2-二油酰基卵磷脂、二油酰磷脂酰乙醇胺、胆固醇、二硬脂酰基卵磷脂、1,2-二油酰基羟丙基-3-N,N,N-三甲基氯或二硬脂酞基磷脂酰乙醇胺-聚乙二醇-叶酸中的任意一种或至少两种的组合。优选低，所述磷脂化合物为二肉豆蔻酰磷脂酰胆碱和二硬脂酞基磷脂酰乙醇胺-聚乙二醇-叶酸的组合。优选地，所述磷脂化合物中二肉豆蔻酰磷脂酰胆碱和二硬脂酞基磷脂酰乙醇胺-聚乙二醇-叶酸的质量比为(10-50):1，例如可以是10:1、15:1、20:1、25:1、30:1、20:1、25:1、30:1、35:1、40:1、45:1、50:1，进一步优选为30:1。第二方面，本专利技术提供了如第一方面所述的复合纳米粒子的制备方法，所述制备方法包括以下本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种复合纳米粒子，其特征在于，所述复合纳米粒子包括如下组份：双芘分子、光敏剂、磷脂化合物和具有载氧能力的化合物。

【技术特征摘要】
1.一种复合纳米粒子，其特征在于，所述复合纳米粒子包括如下组份：双芘分子、光敏剂、磷脂化合物和具有载氧能力的化合物。2.根据权利要求1所述的复合纳米粒子，其特征在于，所述光敏剂为孟加拉红。3.根据权利要求1或2所述的复合纳米粒子，其特征在于，所述双芘分子与光敏剂的质量比为1:1-30。4.根据权利要求1-3中任一项所述的复合纳米粒子，其特征在于，所述具有载氧能力的化合物包括血红蛋白和/或全氟碳化合物，优选为血红蛋白；优选地，所述双芘分子与具有载氧能力的化合物的质量比为1:8-120。5.根据权利要求1-4中任一项所述的复合纳米粒子，其特征在于，在复合纳米粒子中相对于1mg双芘分子，所述磷脂化合物的质量为1-50g；优选地，所述磷脂化合物包括二肉豆蔻酰磷脂酰胆碱、二肉豆蔻酰磷脂酰甘油、1,2-二油酰基卵磷脂、二油酰磷脂酰乙醇胺、胆固醇、二硬脂酰基卵磷脂、1,2-二油酰基羟丙基-3-N,N,N-三甲基氯或二硬脂酞基磷脂酰乙醇胺-聚乙二醇-叶酸中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述磷脂化合物为二肉豆蔻酰磷脂酰胆碱和二硬脂酞基磷脂酰乙醇胺-聚乙二醇-叶酸的组合；优选地，所述磷脂化合物中二肉豆蔻酰磷脂酰胆碱和二硬脂酞基磷脂酰乙醇胺-聚乙二醇-叶酸的质量比为(10-50):1，进一步优选为30:1。6.根据权利要求1-5中任一项所述的复合纳米粒子的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：(1)将磷脂化合物制备得到磷脂化合物纳米微球分散液；(2)将双芘分子分散于溶剂中得到双芘分子微球分散液；(3)将具有载氧能力的化合物、光敏剂和步骤(1)得到的磷脂化合物纳米微球分散液加入到双芘分子微球分散液中，而后经过超声处理得到所述复合纳米粒子。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤(1)中所述磷脂化合物经过旋蒸、乳化、过膜得到磷脂化合物纳米微球分散液；优选地，步骤(1)中所...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨洋，曹洪倩，王磊，李峻柏，
申请(专利权)人：国家纳米科学中心，
类型：发明
国别省市：北京,11