一种卟啉纳米材料及其制备方法和在制备近红外光热治疗用药物中的应用技术

本发明专利技术提供了一种卟啉纳米材料的制备方法，属于材料化学和生物学领域。本发明专利技术采用质子酸掺杂的共溶剂法制备的卟啉纳米材料尺寸小、近红外吸收强、具有很高的光热性能。在本发明专利技术中，通过调控质子酸的加入量从而实现卟啉前驱体质子化程度的调控，从而可以调控组装体由纳米短棒、纳米线及纳米颗粒的可控制备，结合了极性溶剂对卟啉前驱体良好的溶解性能，利用阴离子乳化剂减缓卟啉前驱体在不良溶剂中的沉出速度，通过调节质子酸的加入量进而调节卟啉前驱体分子间弱相互作用力，实现卟啉前驱体自组装体的近红外吸收。

Porphyrin nanomaterial and its preparation method and application in preparing near infrared photothermal therapy medicine

The invention provides a preparation method of porphyrin nanomaterials, which belongs to the field of material chemistry and biology. The porphyrin nanometer material prepared by the co-solvent method doped with protonic acid has small size, strong near infrared absorption and high photothermal performance. In the invention, the degree of protonation of porphyrin precursor can be controlled by adjusting the amount of protonic acid added, so that the assembly can be controlled by the preparation of nanorods, nanowires and nanoparticles. The good solubility of porphyrin precursor in polar solvents is combined, and the porphyrin precursor can be slowed down by using anionic emulsifier. The near infrared absorption of porphyrin precursor self-assembled monomers can be achieved by adjusting the deposition rate of porphyrin precursor in bad solvents by adjusting the amount of protonic acid.

【技术实现步骤摘要】
一种卟啉纳米材料及其制备方法和在制备近红外光热治疗用药物中的应用
本专利技术涉及材料化学和生物学
，尤其涉及一种卟啉纳米材料及其制备方法和在制备近红外光热治疗用药物中的应用。
技术介绍
随着经济社会的发展，环境污染、不健康的饮食问题日渐突出，全球范围内癌症的发病率呈持续增长的趋势，中国癌症发病率占全球癌症发病率的21.8％，成为了影响人类身体健康的头号杀手。“癌症”是所有恶性肿瘤的全称，是由控制细胞增殖机制失常而引起的一类疾病。如何有效的预防和治疗癌症，是人类目前面临的重大挑战，也是亟待解决的难题。近几十年来，人们在癌症治疗方面做了大量的研究，较为传统的三种治疗方式为：手术治疗、放射治疗、化学治疗，但是手术治疗需切开创口切除病患组织，给患者带来极大痛苦的同时也无法完全切除病灶；放疗原则上可以全部杀死癌细胞，但是也同样可以杀死正常的细胞，对人体伤害很大；化疗的毒副作用大，长时间的服用会使癌细胞产生抗药性，癌症容易复发，治疗效果有限。而光热治疗(PhotothermalTherapy，PTT)是一种新型的肿瘤治疗方法，其在光热转换试剂的作用下，吸收光的能量转换为局部热能，进而杀死癌细胞。这种技术对设备的要求极低、成本低廉、操作简便且容易控制，该局域疗法具有简单、有效、疼痛轻、恢复快等优点，且对人体正常组织产生的副作用很小，被称为“绿色疗法”，因此近年来受到科学家们的青睐。卟啉分子具有刚性平面的18π电子大环共轭结构，其高度的分子对称性、高的摩尔吸光系数，使之具有一定的化学和热稳定性。此外，卟啉分子具有良好的生物相容性和良好的光学特性，使之在生物诊疗和治疗方面有很好的应用前景。目前，已有研究表明通过自组装的方法可以拓展卟啉的吸收峰到可见光区(紫外光波长：400nm以下，可见光波长：400～760nm，红外光:大于760nm)，但是，卟啉纳米材料在近红外吸收较弱。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种卟啉纳米材料及其制备方法和在生物近红外光热治疗中的应用。本专利技术提供的卟啉纳米材料在近红外具有较强的吸收，在近红外激光的照射下可以短时间内达到较高的升温。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：一种卟啉纳米材料的制备方法，包括以下步骤：将阴离子乳化剂与质子酸和水混合，得到阴离子乳化剂酸性溶液；将卟啉前驱体与极性溶剂混合，得到卟啉前驱体溶液；将得到的卟啉前驱体溶液与阴离子乳化剂酸性溶液混合，发生自组装反应，得到卟啉纳米材料。优选地，所述质子酸为无机质子酸，所述无机质子酸为盐酸或高氯酸。优选地，所述质子酸为有机质子酸，所述有机质子酸为甲酸、乙酸、丙酸、对甲基苯磺酸或乳酸。优选地，所述阴离子乳化剂为十二烷基苯磺酸钠或十二烷基硫酸钠。优选地，所述阴离子乳化剂酸性溶液中阴离子乳化剂的浓度为0.01～0.025mol/L，pH值为2.5～3.9。优选地，所述卟啉前驱体为5,10,15,20-四(4-氨基苯)-21H,23H-卟啉或5,10,15,20-四(4-氨基苯基)卟啉；优选地，所述极性溶剂为N,N-二甲基甲酰胺或二甲基亚砜。优选地，所述卟啉前驱体溶液的浓度为0.01～0.05mol/L。本专利技术还提供了上述技术方案所述制备方法制得的卟啉纳米材料，所述卟啉纳米材料的吸收峰波长范围为780～950nm，所述卟啉纳米材料的形貌包括纳米短棒、纳米线和纳米颗粒，所述卟啉纳米材料的长度为50nm～2μm。本专利技术还提供了上述技术方案所述卟啉纳米材料在制备近红外光热治疗用药物中的应用。本专利技术提供了一种卟啉纳米材料的制备方法，将阴离子乳化剂与质子酸和水混合，得到阴离子乳化剂酸性溶液；将卟啉前驱体与极性溶剂混合，得到卟啉前驱体溶液；将得到的卟啉前驱体溶液与阴离子乳化剂酸性溶液混合，发生自组装反应，得到卟啉纳米材料。本专利技术采用质子酸掺杂的共溶剂法制备的卟啉纳米颗粒尺寸小(<100nm)、近红外吸收强(811nm处的IQ：IB＝0.8)、具有很高的光热性能。本专利技术结合了极性溶剂对卟啉前驱体良好的溶解性能，利用阴离子乳化剂减缓卟啉前驱体在不良溶剂(水)中的沉出速度，通过调节质子酸的加入量进而调节卟啉前驱体分子间弱相互作用力，进而调控组装，实现卟啉前驱体自组装体的近红外吸收，通过卟啉分子的堆积淬灭荧光并产生高的光热性能。本专利技术由于卟啉前驱体在极性溶剂中大量溶解，解决了产量问题，并且以阴离子乳化剂作为限域模板，通过使卟啉前驱体分子由可溶变为不溶的状态，在阴离子乳化剂的辅助下，通过分子之间弱相互作用进行自组装，并最终得到形貌可控的卟啉自组装体，这种自组装之后的材料在光热治疗癌症方面具有很重要的作用。本专利技术提供的制备方法合成工艺简单，对设备要求低，所制备的卟啉纳米材料在近红外具有较强的吸收，且在近红外激光的照射下可以短时间内达到较高的升温，在光热治疗癌症方面具有较好的应用前景。进一步的，在本专利技术中，通过调控质子酸的加入量从而实现卟啉前驱体质子化程度的调控，从而可以调控卟啉纳米材料组装体由纳米短棒、纳米线及纳米颗粒的可控制备。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。图1为实施例1制得的卟啉纳米材料的紫外吸收光谱图；图2为实施例1阴离子乳化剂酸性溶液pH值为6.66时制得的卟啉纳米材料的SEM图；图3为实施例1阴离子乳化剂酸性溶液pH值为3.21时制得的卟啉纳米材料的SEM图；图4为实施例1阴离子乳化剂酸性溶液pH值为2.71时制得的卟啉纳米材料的SEM图；图5为实施例1阴离子乳化剂酸性溶液pH值为2.71时制得的卟啉纳米材料的TEM图；图6为实施例2不同质子酸掺杂下卟啉纳米材料的紫外吸收光谱图；图7为实施例3不同浓度下卟啉纳米材料的的光热测试图；图8为实施例3卟啉纳米材料的光热循环测试图；图9为实施例4卟啉纳米材料的体外共聚焦细胞成像图；图10为实施例5卟啉纳米材料的细胞光毒性测试图。具体实施方式本专利技术提供了一种卟啉纳米材料的制备方法，包括以下步骤：将阴离子乳化剂与质子酸和水混合，得到阴离子乳化剂酸性溶液；将卟啉前驱体与极性溶剂混合，得到卟啉前驱体溶液；将得到的卟啉前驱体溶液与阴离子乳化剂酸性溶液混合，发生自组装反应，得到卟啉纳米材料。本专利技术将阴离子乳化剂与质子酸和水混合，得到阴离子乳化剂酸性溶液。在本专利技术中，所述质子酸优选为无机质子酸或有机质子酸。在本专利技术中，所述无机质子酸优选为盐酸或高氯酸。在本专利技术中，所述无机质子酸的浓度优选为0.3M。在本专利技术中，所述有机质子酸优选为甲酸、乙酸、丙酸、对甲基苯磺酸或乳酸，所述有机质子酸的浓度优选为纯的有机质子浓酸以体积比为1：400～3000稀释。本专利技术采用质子酸掺杂的共溶剂法制备的卟啉纳米材料尺寸小、近红外吸收强、具有很高的光热性能。在本专利技术中，通过调控质子酸的加入量从而实现苯氨基卟啉质子化程度的调控，调节卟啉前驱体分子间弱相互作用力，从而可以调控组装体由纳米短棒、纳米线及纳米颗粒的可控制备，通过卟啉分子的堆积淬灭荧光并产生高的光热性能。在本专利技术中，随着质子酸掺杂量的逐渐增加，200nm的纳米短棒簇逐渐增长，吸收光谱逐渐红移；当增加到溶液pH为3.21时，组装体为1～2μm的纳米线，其Q带的吸收峰红移至811nm；继续增加，溶液pH逐渐降低，组装体为纳本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种卟啉纳米材料的制备方法，包括以下步骤：将阴离子乳化剂与质子酸和水混合，得到阴离子乳化剂酸性溶液；将卟啉前驱体与极性溶剂混合，得到卟啉前驱体溶液；将所述卟啉前驱体溶液与阴离子乳化剂酸性溶液混合，发生自组装反应，得到卟啉纳米材料。

【技术特征摘要】
1.一种卟啉纳米材料的制备方法，包括以下步骤：将阴离子乳化剂与质子酸和水混合，得到阴离子乳化剂酸性溶液；将卟啉前驱体与极性溶剂混合，得到卟啉前驱体溶液；将所述卟啉前驱体溶液与阴离子乳化剂酸性溶液混合，发生自组装反应，得到卟啉纳米材料。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述质子酸为无机质子酸，所述无机质子酸为盐酸或高氯酸。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述质子酸为有机质子酸，所述有机质子酸为甲酸、乙酸、丙酸、对甲基苯磺酸或乳酸。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述阴离子乳化剂为十二烷基苯磺酸钠或十二烷基硫酸钠。5.根据权利要求1或4所述的制备方法，其特征在于，所述阴离子乳化剂酸性溶液中阴离子乳化剂的浓度为0.01～0.025mo...

【专利技术属性】
技术研发人员：白锋，王静菡，钟永，王杰菲，王孝，胡姚情，
申请(专利权)人：河南大学，
类型：发明
国别省市：河南,41