一种具有近红外光响应性的纳米诊疗剂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种具有近红外光响应性的纳米诊疗剂及其制备方法，所述的纳米诊疗剂包括具有近红外光吸收的纳米载体和其孔道内负载的治疗性气体。此外，本发明专利技术还提供一种肿瘤靶向的纳米诊疗剂的制备方法及其用途。本发明专利技术通过鼓泡加压吸附法将治疗性气体(氢气)装载于所述近红外光吸收纳米颗粒内，不仅制备工艺简单、成本低廉，且所述气体装载效率较高。本发明专利技术的纳米诊疗剂具有被动靶向肿瘤输运和在肿瘤部位近红外光响应释放治疗性气体及光声(PAI)成像监测，能够实现PAI成像监测下的低毒高效抗肿瘤气体治疗和光热治疗的联合治疗，同时也解决了光热治疗不彻底等不足，大大提高了治疗效率，具有很好的临床应用前景。

A nanometer diagnostic and therapeutic agent with near infrared light responsiveness and its preparation method

The invention relates to a nano diagnostic agent with near infrared light responsiveness and a preparation method thereof. The nano diagnostic agent comprises a nano carrier with near infrared light absorption and a therapeutic gas loaded in its channel. In addition, the invention also provides a preparation method and application of a nano diagnostic and therapeutic agent targeting tumors. The therapeutic gas (hydrogen) is loaded into the near infrared light absorption nanoparticles by bubbling pressure adsorption method. The preparation process is simple, the cost is low, and the gas loading efficiency is high. The nanometer diagnostic and therapeutic agent of the invention has passively targeted tumor transport and near infrared light response release therapeutic gas and photoacoustic (PAI) imaging monitoring at the tumor site. It can realize the combined treatment of low toxicity and high efficiency anti-tumor gas therapy and photothermal therapy under the monitoring of PAI imaging. At the same time, it also solves the shortcomings of incomplete photothermal treatment, greatly improves the treatment efficiency, and has good clinical response. Use the future.

【技术实现步骤摘要】
一种具有近红外光响应性的纳米诊疗剂及其制备方法
本专利技术涉及一种肿瘤靶向的纳米诊疗，其制备方法及其用途，属于纳米材料
和生物医学材料领域。
技术介绍
化学药物治疗是临床上治疗癌症，尤其中晚期癌症的主要方法，是一种有效的全身性治疗手段。然而，目前多数化疗药物无特异性识别，易损伤正常细胞和组织，甚至引发全身性中毒，并且肿瘤细胞摄入药物效率低，反复给药易致肿瘤细胞产生耐药性等缺点。光热治疗是光热治疗法是利用具有较高光热转换效率的材料，将其注射入人体内部，利用靶向性识别技术聚集在肿瘤组织附近，并在外部光源(一般是近红外光)的照射下将光能转化为热能来杀死癌细胞的一种新型治疗方法。为了避免过强的激光对人体正常组织造成伤害，一般光热治疗所用近红外光强度较低，导致治疗效率变低。为了解决光热治疗无法完全杀死肿瘤细胞，一方面需要研发光热效率更高的纳米材料，以满足低光强下的高光热杀伤效果；另一方面则进行多模式联合治疗，比如光热-化疗结合，光热-气体治疗等，通过纳米光热材料的肿瘤靶向传输和多模式治疗联合来实现完全根除肿瘤细胞和组织。气体治疗作为一种新兴的肿瘤治疗技术，主要利用具有治疗性的气体(一氧化氮(NO)、一氧化碳(CO)、硫化氢(H2S)、氢气(H2)等)取代传统的化疗药物。H2治疗性气体药物是在适当的浓度下，能够选择性地诱导肿瘤细胞的凋亡，同时又可以保护正常细胞，因而被视为一种“绿色”的治疗技术。然而，临床上的气体治疗的两种给药方式——直接吸入治疗性气体和注射含氢溶液，均难以控制气体的血药浓度和病灶区的有效浓度。目前还没有可控性释放氢气的纳米生物材料报道，因而开发这种智能响应氢气的前体药物结合光热治疗技术是一种极具科学创新性的研究和具有良好抗癌医用的应用前景。
技术实现思路
本专利技术是为解决上述化疗和光热治疗在临床应用上的不足，提供一种特异性强、氢气可控释放、且合成工艺简单肿瘤靶向的纳米诊疗剂及其制备方法，旨在使其同时具有光热治疗和氢气治疗能力，使两种治疗方法优势互补。所述的诊疗剂包括有纳米载体、担载在所述的纳米载体上的并能在光作用下释放出来的生物活性气体和用于照射所述的纳米载体的光。优选的，所述的纳米载体为基于具有近红外(780-950nm)响应的纳米载体，通过化学键或吸附作用担载具有生物活性的气体，形成近红外光控气体释放的智能纳米诊疗剂。优选的，所述的近红外光响应的纳米载体为贵金属纳米颗粒或有机类染料，贵金属纳米颗粒包括但不限于纳米立方钯、钯纳米片、纳米铂、纳米铑,有机类染料包括但不限于普鲁士蓝纳米颗粒、钯卟啉，所述贵金属纳米颗粒或有机类染料的颗粒尺寸优选为20-200nm。进一步的，所述的生物活性气体为氢气、一氧化碳、一氧化氮、硫化氢，其中优选为氢气。一种采用上述肿瘤靶向的纳米诊疗剂作为制备治疗肿瘤的制剂的应用。所述治疗肿瘤的制剂是将合成的纳米诊疗剂制备成注射液体，浓度范围2mg/mL-10mg/mL,有效注射剂量为8mg/Kg-50mg/Kg治疗使用方法为尾静脉注射，通过静脉注射后，纳米诊疗剂能够1-2h后靶向聚集于肿瘤区域，且具有近红外响应性释放的活性气体的性能。因而治疗窗口时间约为药物注射后1-4h左右。治疗使用的光波长为近红外1区(780nm-960nm)，光强在2.0W/cm2以下，光照时间控制在5-12min。所述纳米诊疗制剂具有优异的光热性能，其中光热转化效率为20％-70％；所述的纳米诊疗剂在生物体内的肿瘤区域富集后具有光热成像(PTI)和光声成像(PAI)信号。一种上述肿瘤靶向的纳米诊疗剂的制备方法，其包括如下步骤：首先制备具有近红外吸收的纳米载体；然后采用鼓泡加压法，将治疗性气体通过化学键合或化学吸附作用装载于所述纳米载体中，以得到所述纳米诊疗剂。相较于现有技术，本专利技术的纳米诊疗剂，通过采用生物相容性好且无毒的纳米颗粒为载体，并高效吸附具有生物学效应的气体，以构建一种集气体治疗和治疗监控于一体的纳米诊疗剂。本专利技术的纳米诊疗剂具有肿瘤部位近红外响应性的释放气体的特性，因此，采用上述纳米诊断剂治疗肿瘤是一种无创、绿色的治疗方式。本专利技术的纳米诊疗剂具有光热和光声成像信号，从而能够利用其特性来实时而有效地监控肿瘤中纳米药物的蓄积，以实现气体在体内可控释放和释放监控的一体化。此外，本专利技术的纳米诊疗剂合成工艺简单，且合成效率高。进一步地，由于药物合成的原料低廉，从而降低生产成本，因而适合大规模生产。附图说明图1是本专利技术的纳米诊疗剂的SEM照片。图2是本专利技术纳米诊疗剂的光热转化效率图。图3是本专利技术的纳米诊疗剂通过近红外响应性释放H2的结果图。图4是本专利技术的纳米诊疗剂通过作用不同细胞的毒性测试结果图.图5是本专利技术的PdH纳米颗粒通过作用肿瘤细胞后的响应性释放H2的示踪图。图6是本专利技术的纳米诊疗剂通过作用正常细胞和肿瘤细胞后的ROS示踪图。图7是本专利技术的纳米诊疗剂在生物水平上的肿瘤治疗效果的评价图。图8是本专利技术的纳米诊疗剂在生物体内光热成像效果和ICP图。图9是本专利技术的纳米诊疗剂在生物体内的的光声效果图。图10是小鼠经过不同模式治疗22天后的主要的器官(心、肝、脾、肺、肾)的生理组织切片图。具体实施方式为详细说明本专利技术的结构特征、技术手段以及所实现的目的及效果，以下结合实施方式并配合附图进行详细说明。请参阅图1至图2，本专利技术的一较佳实施方式的纳米诊疗剂的合成示意图及合成流程图。所述纳米诊疗剂的制备方法包括以下步骤：步骤1，制备纳米立方钯。具体的，将Na2PdCl4,KBr,poly(vinylpyrrolidone)(PVP)和L-ascorbicacid(AA)在水溶液中混合，并在适当的温度反应一段时间。随后用100kDa的超滤管超滤离心、清洗，以得到所述Pd纳米颗粒。所述Na2PdCl4,BrK,poly(vinylpyrrolidone)(PVP)和L-ascorbicacid(AA)为本领域制备Pd纳米颗粒常用的化学原料，均可从试剂网上订购。所述反应温度为60-90℃，反应时间为2-6h，优选的反应温度为70-80℃，反应时间为3-4h。经超滤离心后得到的产物用水洗。将清洗后得到的所述Pd纳米颗粒溶解于去离子水中，以得到Pd纳米颗粒的水溶液。步骤2，在所述Pd纳米颗粒中充入纯净的氢气鼓泡，以得到PdH纳米颗粒。在本实施例中，所述PdH纳米颗粒包括PVP保护层和PdH纳米颗粒核心。所述Pd以及PdH纳米颗粒的粒径均为20-60nm。所述纳米诊疗剂中的Pd的载氢量H：Pd(原子比)为0.1-0.5。可以理解的，当通入氢气的压力越大，其Pd负载氢气量越大，但是常温常压下H/Pd是0.2-0.3，并具有很好的稳定性。可以理解的，本专利技术的纳米诊疗剂具有被动靶向肿瘤输运，在肿瘤部位响应释放H2及PTI和PAI成像监测。本专利技术的PdH纳米颗粒能够在肿瘤部位蓄积并在近红外环境下响应性释放活性H2气体和产生热量，以杀死肿瘤细胞且抑制肿瘤细胞的生长。此外，PdH和Pd纳米颗粒具备光热成像(PTI)和光声成像(PAI)功能，因此通过建立PTI和PAI信号强度和纳米药物在肿瘤部位蓄积的定量关系，从而实现通过PTI和PAI信号来实时而有效地监控纳米药物的肿瘤部位蓄积治疗。因此，本专利技术的纳米诊疗剂实现了H2气体的响应本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种肿瘤靶向纳米诊疗剂,其特征在于，所述的诊疗剂包括有纳米载体、担载在所述的纳米载体上的并能在光作用下释放出来的生物活性气体。

【技术特征摘要】
1.一种肿瘤靶向纳米诊疗剂,其特征在于，所述的诊疗剂包括有纳米载体、担载在所述的纳米载体上的并能在光作用下释放出来的生物活性气体。2.如权利要求1所述的一种肿瘤靶向纳米诊疗剂,其特征在于，所述的纳米载体为近红外光响应的纳米载体，所述的光为照射所述的纳米载体的近红外光。3.如权利要求1所述的一种肿瘤靶向纳米诊疗剂,其特征在于，所述的纳米载体为贵金属纳米颗粒或有机类染料。4.如权利要求3所述的一种肿瘤靶向纳米诊疗剂,其特征在于，所述的贵金属纳米颗粒为纳米立方钯、钯纳米片、纳米铂和/或纳米铑，所述的有机类染料为普鲁士蓝纳米颗粒和/或钯卟啉。5.如权利要求1所述的一种肿瘤靶向纳米诊疗剂,其特征在于，所述的生物活性气体为氢气、一氧化碳、一氧化氮和/或硫化氢。6.如权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：何前军，赵鹏赫，金召奎，杨天，温艳媛，
申请(专利权)人：深圳大学，
类型：发明
国别省市：广东,44