一种高pH响应的聚苯胺-BSA及其制备和应用制造技术

本发明专利技术涉及一种高pH响应的聚苯胺‑BSA及其制备和应用，所述的聚苯胺‑BSA主要用于制备肿瘤光热诊疗剂等，其制备方法为以功能白蛋白(BSA)为生物模板及利用BSA对pH的敏感性，通过形成BSA‑过渡金属离子Fe

Polyaniline-BSA with High pH Response and Its Preparation and Application

The invention relates to a polyaniline BSA with high pH response and its preparation and application. The polyaniline BSA is mainly used for preparing photothermal diagnostic and therapeutic agents for tumors, etc. The preparation method is to use functional albumin (BSA) as biological template and BSA's sensitivity to pH to form BSA transition metal ion Fe.

【技术实现步骤摘要】
一种高pH响应的聚苯胺-BSA及其制备和应用
本专利技术属于纳米材料
，涉及一种高pH响应的聚苯胺-BSA及其制备和应用。
技术介绍
目前恶性肿瘤是造成全世界人类死亡的主要原因之一，已经成为严重危害人类生命健康、制约社会经济发展的一类重大疾病。近红外光热治疗是当前肿瘤治疗研究的热点，与传统治疗方式相比，近红外诊疗一体化具有非侵入性、副作用小等诸多优点。但目前该技术对于肿瘤的治疗仍面临着诸多挑战，如肿瘤病灶的精确定位、早期诊断、实时监测以及治疗有效性的提高等。将近红外光热治疗技术和肿瘤诊断技术有机地集成起来的近红外光热诊疗一体化可以很好的解决这些问题。近红外光热诊疗一体化既可以对肿瘤进行可视化检测，又可以动态评估肿瘤的光热治疗效果，实现针对肿瘤差异的个体化治疗。虽然已经取得了很大的成就，但由于光热剂(尤其是血管，肝脏和脾脏)的不可控分布，沿着光路到肿瘤的外来损伤是不可避免的，因此仍然无法实现高水平的选择性。因此，为了最小化对正常组织的非特异性热损伤并在肿瘤区域发挥最大治疗效果，迫切需要一种在正常组织中具有很小光毒性同时对靶癌细胞产生致死作用的光热诊疗剂。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种高pH响应的聚苯胺-BSA及其制备和应用。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：本专利技术的目的之一在于提供了一种高pH响应的聚苯胺-BSA的制备方法，包括以下步骤：(1)称取BSA溶于去离子水中，再加入FeCl3·6H2O，反应，得到一次反应溶液；(2)再取浓盐酸与苯胺溶于去离子水中，超声后加入步骤(1)所得的一次反应溶液中，继续在冰浴环境下反应，静置，超滤水洗，得到的纳米粒子即为高pH响应的聚苯胺-BSA。进一步的，步骤(1)中，BSA与FeCl3·6H2O的质量比为1:1，反应时间为30min。进一步的，步骤(2)中，浓盐酸的浓度为36％～38％，浓盐酸与苯胺的加入体积比为1:1，且BSA与苯胺的添加比为66.6mg：96μL。进一步的，步骤(2)中，冰浴环境的温度为4℃，反应时间为6h。本专利技术的目的之二在于提供了一种采用上述方法制备得到高pH响应的聚苯胺-BSA。本专利技术的目的之三在于提供了一种高pH响应的聚苯胺-BSA在制备肿瘤光热诊疗剂上的应用。进一步的，所述的肿瘤光热诊疗剂为乳腺癌肿瘤光热诊疗剂。本专利技术选用了易制备且光热转换效率高的聚苯胺，根据聚苯胺纳米粒子在遇到质子酸后会有本征态转化为掺杂态，从而在近红外具有强吸收这一特点，将此设计为pH响应性的功能化纳米粒子，应用于肿瘤光声成像及光热治疗。研究表明，肿瘤微环境pH～6.5，然而，PANI从翠绿亚胺盐(EB)到翠绿亚胺碱(ES)转变所需的pH值太低(pH<3)在肿瘤微环境中难以实现。因此，本专利技术采用酸性基团引入PANI链以阻止其翠绿亚胺盐形式的去质子化的方法来提高PANI由EB转换为ES的pH值。BSA是一种牛血清蛋白，因为蛋白质类有机物为两性物质，其分子式中既含有羧基官能团，又含有氨基酸官能团。在不同的pH值条件下，羧基及氨基官能团去质子/质子化的程度并不相同，导致蛋白质分子表面净电荷量会随着pH值的变化而变化。因此BSA具有高度的pH敏感性以及优良的生物相容性。实验结果也表明了聚苯胺-BSA在pH＝6.5的吸收峰红移到800nm，相对于pH＝7.4时吸收峰在600nm。这也就表明了由于BSA对pH的敏感性确实有益于提高PANI掺杂所需的pH值，展示出高pH响应的优良特点。同时，BSA优良的生物相容性提高聚苯胺-BSA的水溶性，符合运用到生物体中的研究的条件，因此能够运用于肿瘤的光声成像及光热治疗。将聚苯胺-BSA在注入肿瘤后，由于聚苯胺-BSA的高pH响应之后，使得聚苯胺-BSA在pH＝6.5的吸收发生红移，从而在800nm处有吸收，光声信号明显增强，提高材料光热转换效率，导致材料的肿瘤诊疗效果显著提高。因此，聚苯胺-BSA是肿瘤治疗研究中具有巨大潜力的一种纳米粒子，也可以应用到制备生物的肿瘤治疗剂上。与现有技术相比，本专利技术利用聚苯胺-BSA两者均对pH敏感的特点，使聚苯胺的吸收发生红移且改变聚苯胺掺杂所需的pH值<3这一条件的约束，扩大了聚苯胺在生物肿瘤组织上的运用。同时因为聚苯胺的翠绿亚胺盐(ES)形式在近红外有强吸收，能够应用于肿瘤光声检测及光热治疗。材料制备简单，水溶性好，响应灵敏度高，光热转换效率高，在肿瘤处成像信噪比高。附图说明图1为实施例1制备得到的聚苯胺-BSA的不同分辨率的TEM图；图2为实施例1制备得到的聚苯胺-BSA的不同分辨率的SEM图；图3为实施例2制备得到的聚苯胺-BSA在不同pH环境的溶液紫外吸收变化；图4-1和图4-2均为实施例3制备得到的聚苯胺-BSA在不同pH环境的溶液光声测试图；图5-1和图5-2均为实施例4制备得到的聚苯胺-BSA在不同pH环境的溶液光热测试图；图6-1和图6-2均为实施例5制备得到的聚苯胺-BSA在活体肿瘤中光声信号变化的追踪效果图；图7-1和图7-2为实施例6制备得到的聚苯胺-BSA在活体肿瘤中光热升温及光热成像图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明。本实施例以本专利技术技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围不限于下述的实施例。以下各实施例中，若无特别说明，则表明所采用的试剂均为常规市售商品或采用本领域常规技术制备得到。实施例1聚苯胺-BSA的制备称取66.6mgBSA溶于9mL去离子水中，搅拌溶解；然后取666μLFeCl3·6H2O(0.1g/mL)于BSA溶液中，反应30min；在BSA-FeCl3反应时，同时取96μLHCl和96μLAn溶于1mL去离子水，放置在超声机中超声30min；将HCl-An超声30min后，加入到BSA-FeCl3中。冰浴4℃环境下反应6h；静置在冰箱中12h，超滤离心，得到聚苯胺-BSA。图1和图2分别为对本实施例所制备得到的聚苯胺-BSA的TEM图和SEM图，从图中可以看出，从图1的TEM图谱中发现，聚苯胺-BSA纳米粒子呈单分散方形纳米颗粒，平均直径约为118nm。从图2的SEM图中发现，聚苯胺-BSA纳米粒子呈单分散方形纳米颗粒，平均直径约为118nm，与图1显示的结果一致。实施例2取一定量实施例1制得的聚苯胺-BSA分散于去离子水中并配置得到不同pH的溶液，检测其紫外吸收曲线。图3为聚苯胺-BSA在不同pH环境的溶液紫外吸收变化图，由图中可知，当聚苯胺-BSA置于pH＝7.4的缓冲溶液中，吸收峰出现在600nm附近，而当聚苯胺-BSA分散在pH＝6.5和5.4的缓冲溶液中时，吸收峰均红移到800nm，这是由于原本处于中性环境的聚苯胺-BSA由本征态转变为掺杂态，吸收峰发生红移。而单独的聚苯胺吸收红移到800nm则需要在pH<3的环境下，因此，从紫外吸收图中也可以体现出聚苯胺-BSA能够在高pH环境下发生吸收峰的红移，从而体现出高pH响应的特点。实施例3取一定量实施例1制得的聚苯胺-BSA分散于去离子水中并配置得到不同pH的溶液，检测其光声信号的变化。图4-1和图4-2为聚苯胺-BSA在不同pH环境的溶液本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高pH响应的聚苯胺‑BSA的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)称取BSA溶于去离子水中，再加入FeCl3·6H2O，反应，得到一次反应溶液；(2)再取浓盐酸与苯胺溶于去离子水中，超声后加入步骤(1)所得的一次反应溶液中，继续在冰浴环境下反应，静置，超滤水洗，得到的纳米粒子即为高pH响应的聚苯胺‑BSA。

【技术特征摘要】
1.一种高pH响应的聚苯胺-BSA的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)称取BSA溶于去离子水中，再加入FeCl3·6H2O，反应，得到一次反应溶液；(2)再取浓盐酸与苯胺溶于去离子水中，超声后加入步骤(1)所得的一次反应溶液中，继续在冰浴环境下反应，静置，超滤水洗，得到的纳米粒子即为高pH响应的聚苯胺-BSA。2.根据权利要求1所述的一种高pH响应的聚苯胺-BSA的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，BSA与FeCl3·6H2O的质量比为1:1，反应时间为30min。3.根据权利要求1所述的一种高pH响应的聚苯胺-BSA的制备方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：田启威，李亚萍，安璐，杨仕平，林焦敏，王玉睿，
申请(专利权)人：上海师范大学，
类型：发明
国别省市：上海,31