一种复合纳米诊疗剂及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开一种复合纳米诊疗剂及其制备方法与应用，其中，复合纳米诊疗剂包括黑磷量子点以及结合在所述黑磷量子点表面的保护剂，所述保护剂为聚多巴胺或黑色素。本发明专利技术利用聚多巴胺或黑色素作为黑磷量子点的保护剂制备所述复合纳米诊疗剂，不仅可以显著改善黑磷量子点的生物相容性和稳定性，而且还能增强黑磷量子点的光吸收性能和光热转换效率，从而提高其光治疗效果并可用于肿瘤光声成像。本发明专利技术复合纳米诊疗剂的制备工艺简单、操作方便，不需要复杂昂贵的设备，易于实现工业化生产。

A Composite Nanometer Diagnostic and Therapeutic Agent and Its Preparation Method and Application

The invention discloses a composite nanometer diagnostic agent and its preparation method and application, in which the composite nanometer diagnostic agent comprises a black phosphorus quantum dot and a protective agent combined with the surface of the black phosphorus quantum dot, the protective agent being polydopamine or melanin. The invention uses polydopamine or melanin as the protective agent of black phosphorus quantum dots to prepare the composite nano-diagnostic agent, which can not only significantly improve the biocompatibility and stability of black phosphorus quantum dots, but also enhance the light absorption performance and photothermal conversion efficiency of black phosphorus quantum dots, thereby improving the phototherapeutic effect of black phosphorus quantum dots and can be used for photoacoustic imaging of tumors. The preparation process of the composite nanometer diagnostic and therapeutic agent of the invention is simple, easy to operate, does not need complicated and expensive equipment, and is easy to realize industrial production.

【技术实现步骤摘要】
一种复合纳米诊疗剂及其制备方法与应用
本专利技术涉及医用纳米材料领域，尤其涉及一种复合纳米诊疗剂及其制备方法与应用。
技术介绍
黑磷作为一种新兴的二维层状材料，具有良好的电学和光学性能，已被广泛应用于生物医学等领域的研究，包括光声成像、光热治疗、光动力治疗以及药物递送等。其中，尺寸介于1-10nm的黑磷量子点，因具有强近红外吸收和高光热转换效率，表现出良好的光声成像和光热治疗效果，已成为近年来研究的热点。光热治疗（Photothermaltherapy，PTT）是一种新兴癌症治疗技术，借助光热转换材料将光能高效转化为热能，使局部组织快速升温来杀死癌细胞。该治疗技术具有非侵入性、定点消融和操作简便的优点，有望代替手术切除来实现肿瘤消融。此外，成功的光热治疗还需要借助于合适的成像技术。光声成像(PhotoacousticImaging，PAI)是目前生物医学领域新兴并且发展迅速的一种无创成像技术，利用物质吸收光能后产生声波的原理，结合光、声两种成像技术的优点，从而在提高成像深度的同时，实现高对比度以及高分辨率的图像。然而，由于黑磷量子点在空气和水中极其不稳定，非常容易氧化变性，大大地限制了其进一步的生物医学应用。因此，开发一种既能增强黑磷在空气和生理环境中的稳定性，又能保持其性能不变甚至增效的表面修饰方法尤为重要。
技术实现思路
鉴于上述现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种能够增强黑磷稳定性，同时提高黑磷光热、光声性能的复合纳米诊疗剂及其制备方法与应用。本专利技术的技术方案如下：一种复合纳米诊疗剂，其中，包括黑磷量子点以及结合在所述黑磷量子点表面的保护剂，所述保护剂为聚多巴胺或黑色素。所述的复合纳米诊疗剂，其中，所述复合纳米诊疗剂按重量百分比计包括5-15%的黑磷量子点以及85-95%的保护剂。所述的复合纳米诊疗剂，其中，所述复合纳米诊疗剂的形状为球形。所述的复合纳米诊疗剂，其中，所述球形复合纳米诊疗剂的粒径为20-200nm。一种复合纳米诊疗剂的制备方法，其中，包括步骤：将块体黑磷分散在N-甲基吡咯烷酮中，采用液相剥离法将所述块体黑磷制备成黑磷量子点；将黑磷量子点与多巴胺盐酸盐或黑色素按预定重量比加入碱性水溶液中，混合后使生成的聚多巴胺或黑色素结合在所述黑磷量子点表面，得到复合纳米诊疗剂。复合纳米诊疗剂的制备方法，其中，所述将块体黑磷分散在N-甲基吡咯烷酮中，采用液相剥离法将所述块体黑磷制备成黑磷量子点的步骤具体包括：将块体黑磷分散在N-甲基吡咯烷酮中，控制温度低于15℃，在功率为300-600W的碱性水溶液环境下超声处理5-10天；将所述超声处理的产物以6000-12000rpm离心60-120min后取上清液，将所述上清液以15000-18000rpm离心60-120min后取沉淀；将所述沉淀分散在水溶剂中，采用功率为300-600W的超声波超声5-30min，再用截留分子量为10-300kDa的超滤管过滤两遍，获得黑磷量子点。所述的复合纳米诊疗剂的制备方法，其中，所述将黑磷量子点与多巴胺盐酸盐或黑色素按预定重量比加入碱性水溶液中，混合后使生成的聚多巴胺或黑色素结合在所述黑磷量子点表面，得到复合纳米诊疗剂的步骤具体包括：将黑磷量子点与多巴胺盐酸盐或黑色素按照预定重量比加入到由乙醇、氨水和去离子水组成的碱性溶液中，室温下搅拌24后，用截留分子量为10-300kDa的超滤管过滤若干遍直至滤液pH为中性，利用孔径为220nm的无菌膜过滤后制得所述复合纳米诊疗剂，采用ICP测试所述复合纳米诊疗剂的BP含量。所述的复合纳米诊疗剂的制备方法，其中，所述黑磷量子点与多巴胺盐酸盐黑色素的预定重量比为1：1-1：10，或者所述黑磷量子点与黑色素的预定重量比为1:1-1:10。一种复合纳米诊疗剂的应用，其中，将所述的复合纳米诊疗剂用于肿瘤光声成像和/或肿瘤光热治疗。有益效果：本专利技术提供的复合纳米诊疗剂包括黑磷量子点以及结合在所述黑磷量子点表面的保护剂，所述保护剂为聚多巴胺或黑色素。本专利技术利用聚多巴胺或黑色素作为黑磷量子点的保护剂制备所述复合纳米诊疗剂，不仅可以显著改善黑磷量子点的生物相容性和稳定性，而且还能增强黑磷量子点的光吸收性能和光热转换效率，从而提高其光治疗效果并可用于肿瘤光声成像。本专利技术复合纳米诊疗剂的制备工艺简单、操作方便，不需要复杂昂贵的设备，易于实现工业化生产。附图说明图1为本专利技术制备黑磷量子点的路线图。图2为本专利技术制备黑磷量子点@聚多巴胺复合纳米诊疗剂的路线图。图3为本专利技术黑磷量子点的透射电镜图。图4为本专利技术黑磷量子点@聚多巴胺的透射电镜图。图5为本专利技术聚多巴胺（PDA），黑磷量子点（BP）和黑磷量子点@聚多巴胺（BP@PDA）的X射线光电子能谱分析图。图6为本专利技术BP的拉曼光谱图。图7为本专利技术BP@PDA的拉曼光谱图。图8为本专利技术BP和BP@PDA的紫外吸收随时间变化的图谱。图9为本专利技术BP和BP@PDA溶液在808nm激光照射下温度随时间变化情况图。图10为本专利技术不同浓度的BP和BP@PDA溶液的体外光声信号强度定量图。图11为本专利技术BP和BP@PDA对A375肿瘤细胞的毒性实验结果。图12为本专利技术BP和BP@PDA对A375肿瘤细胞的光热治疗效果图。图13为本专利技术BP和BP@PDA在A375荷瘤小鼠肿瘤区域不同时间点的光声成像图。图14为本专利技术BP和BP@PDA在A375荷瘤小鼠肿瘤区域的光声信号值随时间变化的图。图15为不同治疗组肿瘤体积（relativevolume）随时间（Day）的变化情况图。图16为不同治疗组老鼠的生存周期（survival）随时间（Day）的变化情况图。具体实施方式本专利技术提供了一种复合纳米诊疗剂及其制备方法与应用，为使本专利技术的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本专利技术进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。黑磷是一种直接带隙半导体，其带隙随层数可调，具有独特的电学、光学特性和良好的生物相容性。生物医学领域的研究发现黑磷量子点水分散液在近红外808nm激光照射下呈现明显的温度升高，并对癌细胞具有显著的杀伤效果，因此在肿瘤光热治疗领域具有极大的应用潜力。但是，黑磷量子点稳定性差，在水溶液中分散性低，严重影响了其从基础研究到临床应用的转化。所以，研究如何提高黑磷量子点的稳定性是非常必要的，而该领域的研究尚未见报导。基于此，本专利技术提供一种复合纳米诊疗剂，其中，所述复合纳米诊疗剂包括黑磷量子点以及结合在所述黑磷量子点表面的保护剂，所述保护剂为聚多巴胺或黑色素。本专利技术通过利用聚多巴胺或黑色素作为黑磷量子点的保护剂制备所述复合纳米诊疗剂，不仅可以显著改善黑磷量子点的生物相容性和稳定性，而且还能增强黑磷量子点的光吸收性能和光热转换效率，从而提高其光治疗效果并可用于肿瘤光声成像。具体来讲，黑色素作为一种广泛分布于植物、动物甚至原生生物中的生物大分子色素，本身具有良好的生物相容性。黑色素的主要成分为聚多巴胺，聚多巴胺具有丰富的酚羟基和氨基，可以通过络合、配位、氢键、π-π堆积等多种作用与其他物质结合，是一种良好的涂层材料。聚多巴胺具有较强的近红外光吸收，以及较高的光热转换性能，可用于肿瘤光声成像和光热治疗。与此同时，聚多巴胺还具有良本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种复合纳米诊疗剂，其特征在于，包括黑磷量子点以及结合在所述黑磷量子点表面的保护剂，所述保护剂为聚多巴胺或黑色素。

【技术特征摘要】
1.一种复合纳米诊疗剂，其特征在于，包括黑磷量子点以及结合在所述黑磷量子点表面的保护剂，所述保护剂为聚多巴胺或黑色素。2.根据权利要求1所述的复合纳米诊疗剂，其特征在于，所述复合纳米诊疗剂按重量百分比计包括5-15%的黑磷量子点以及85-95%的保护剂。3.根据权利要求1-2任一所述的复合纳米诊疗剂，其特征在于，所述复合纳米诊疗剂的形状为球形。4.根据权利要求3所述的复合纳米诊疗剂，其特征在于，所述球形复合纳米诊疗剂的粒径为20-200nm。5.一种复合纳米诊疗剂的制备方法，其特征在于，包括步骤：将块体黑磷分散在N-甲基吡咯烷酮中，采用液相剥离法将所述块体黑磷制备成黑磷量子点；将黑磷量子点与多巴胺盐酸盐或黑色素按预定重量比加入碱性水溶液中，混合后使生成的聚多巴胺或黑色素结合在所述黑磷量子点表面，得到复合纳米诊疗剂。6.根据权利要求5所述的复合纳米诊疗剂的制备方法，其特征在于，所述将块体黑磷分散在N-甲基吡咯烷酮中，采用液相剥离法将所述块体黑磷制备成黑磷量子点的步骤具体包括：将块体黑磷分散在N-甲基吡咯烷酮中，控制温度低于15℃，在功率为300-600W的碱性水溶液环境下超声处理5-10天；将所述超声处理的产物以6000-12000rpm离心6...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐晗，李中俊，张晗，林静，黄鹏，
申请(专利权)人：深圳大学，
类型：发明
国别省市：广东,44