一种碗状ISP复合功能性纳米粒子及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种碗状ISP复合功能性纳米粒子及其制备方法和应用，由嵌段聚合物自组装后负载Fe

Bowl shaped ISP composite functional nanoparticles and its preparation and Application

【技术实现步骤摘要】
一种碗状ISP复合功能性纳米粒子及其制备方法和应用
本专利技术属于可提高光动力活性的纳米体系
，具体涉及一种碗状ISP复合功能性纳米粒子及其制备方法和应用，特别是一种具有磁性靶向的功能性复合纳米粒子及其在光敏治疗肿瘤中的应用。
技术介绍
光动力疗法(Photodynamictherapy，简称PDT)是一种新型的肿瘤治疗方法。光敏剂通过静脉注射进入人体，然后以特定波长的光激发位于肿瘤部位的光敏剂，与周围的氧气反应产生活性氧，通过氧化损伤肿瘤细胞内的生物大分子，杀灭肿瘤细胞达到肿瘤治疗的效果。PDT因其低的毒副作用、耐药性以及可重复使用的特点受到广泛关注。锌酞菁(Zincphthalocyanine,简称ZnPc)作为一类具有应用前景的金属配合物光敏剂，具有很高的生物安全性(低暗毒性)及光敏抗肿瘤活性。一端为聚乙二醇(Polyethyleneglycol)的嵌段聚合物通过溶液自组装而形成的结构具有很高的载药应用价值，因聚乙二醇具有很好的生物相容性可以延长负载药物在血液中循环时间。这类结构多具有两种及以上的特性，为负载多种药物提供了更多可能性。目前，纳米技术被广泛用于药物传递及功能化体系，其中具有磁性的Fe3O4纳米粒子因其优异的磁性靶向受到肿瘤治疗领域的广泛关注。在光动力治疗中，由于药物在血液循环中易被清除，且药物的靶向性差，从而引起的对健康组织的毒副作用，极大地限制了光动力治疗的发展。此外，酞菁类光敏剂通过光照会消耗氧气，氧气的供应不足，限制了光敏剂的活性，降低了其在细胞内的抗肿瘤效果。
技术实现思路
专利技术目的：针对现有技术存在的问题，本专利技术提供一种碗状ISP复合功能性纳米粒子，该新型碗状ISP复合功能性纳米粒子可磁性靶向到肿瘤组织部位，通过催化产氧提高光敏剂活性，实现PDT的高效治疗。本专利技术还提供该ISP复合功能性纳米粒子的制备方法及其在制备光敏药物中的应用。技术方案：为了实现上述目的，如本专利技术所述一种碗状ISP复合功能性纳米粒子，其特征在于，由嵌段聚合物自组装成碗状结构后负载Fe3O4颗粒和光敏剂ZnPc形成；所述嵌段聚合物为聚乙二醇嵌段聚苯乙烯，简称为PEG-b-PS。其中，所述碗状ISP复合功能性纳米粒子为碗状结构，Fe3O4纳米粒子装载在碗状结构的凹槽中构成具有磁性靶向的功能纳米载体，再通过负载光敏剂ZnPc得到ISP功能性复合纳米粒子。进一步地，所述碗状ISP复合功能性纳米粒子为一种适合静脉注射有机-无机复合纳米粒子。本专利技术所述的碗状ISP功能性复合纳米粒子的制备方法，包括如下步骤：(1)碗状结构PEG-b-PS自组装结构的制备：由PEG-OH在四氢呋喃中溶解均匀后，在N2保护及0℃冰水浴中，加入2-溴异丁酰溴反应，产物经抽滤后上清液用NaHCO3溶液萃取，真空干燥获得PEG-Br大分子引发剂；将PEG-Br大分子引发剂溶于苯甲醚中溶解，加入苯乙烯，CuCl和PMDETA反应，产物通过提纯分离，得到的溶液减压蒸馏浓缩后在甲醇溶液中沉降，沉淀经抽滤后真空干燥，获得聚乙二醇嵌段聚苯乙烯聚合物即为PEG-b-PS；将PEG-b-PS溶于1,4-二氧六环和四氢呋喃的混合溶液中，注射双蒸水获得碗状结构PEG-b-PS；(2)超顺磁性Fe3O4纳米粒子的合成：将Fe(acac)3溶解于三乙二醇中，通过热分解法合成超顺磁性Fe3O4纳米粒子溶液；(3)碗状ISP功能性复合纳米粒子的制备：将具有三乙二醇修饰的Fe3O4纳米粒子溶液与碗状结构PEG-b-PS溶液进行混合，通过三乙二醇与PEG之间结构的相似相溶特性使得Fe3O4纳米粒子装载于碗状结构PEG-b-PS中，超声后离心分离得到负载Fe3O4纳米粒子的碗状结构PEG-b-PS的纳米粒子，接下来将ZnPc溶液加入其中混合，超声后离心分离，得到碗状ISP功能性复合纳米粒子。其中，步骤(1)所述PEG-Br溶于苯甲醚中溶解，加入苯乙烯，CuCl和PMDETA反应是在混合物在无水无氧条件下于80-100℃反应过夜；优选温度为90℃。其中，步骤(1)所述PEG-Br与苯乙烯投料条件为氩气保护及液氮氛围中。具体为步骤(1)所述PEG-Br与苯乙烯投料期间处于氩气氛围中，且通过将反应容器置于0℃冰水浴中保持原料的低温状态。其中，步骤(2)所述通过热分解法合成超顺磁性Fe3O4纳米粒子溶液为Fe(acac)3在三乙二醇中溶解均匀后，N2保护下梯度分别升温至200℃、250℃、280℃，并于280℃下回流反应0.5-1h获得超顺磁Fe3O4纳米粒子溶液。作为优选，步骤(2)所述梯度升温在200℃和250℃分别维持5-10min。进一步地，步骤(3)所述的碗状结构PEG-b-PS、Fe3O4、ZnPc的质量比为2-3:1.5-2.5:0.5-1.5，更进一步地，步骤(3)所述PEG-b-PS、Fe3O4、ZnPc的质量比为2:2:1。本专利技术所述的碗状ISP功能性复合纳米粒子在制备光动力药物中的应用。其中，所述碗状ISP功能性复合纳米粒子在制备光动力药物中作为光敏剂及载体。本专利技术通过ATRP法合成PEG-b-PS，再通过溶液自组装获得碗状结构，通过热分解法合成超顺磁性Fe3O4纳米粒子，通过DBU催化法合成ZnPc，在碗状结构PEG-b-PS溶液中加入超顺磁性Fe3O4纳米粒子溶液，离心除去未吸附Fe3O4，加入光敏剂ZnPc，离心去除未吸附ZnPc，产物离心洗涤后，获得碗状ISP功能性复合纳米粒子。作为优选，所述PEG-b-PS由PEG-OH在四氢呋喃中溶解均匀后，在N2保护及冰水浴中，加入2-溴异丁酰溴反应，产物经抽滤后上清液用NaHCO3溶液萃取，真空干燥获得PEG-Br大分子引发剂。将PEG-Br大分子引发剂溶于苯甲醚中溶解，溶液转入Schlenk瓶，加入苯乙烯，CuCl和PMDETA，混合物在无水无氧条件下于90℃反应过夜，产物通过中性氧化铝层析柱除去含有亚铜离子的络合物，得到的溶液减压蒸馏浓缩后在甲醇溶液中沉降，沉淀经抽滤后真空干燥，获得PEG-b-PS聚合物，该聚合物在四氢呋喃和1,4-二氧六环与水的混合溶剂中组装成碗状结构，其形态如图3所示，呈碗状结构。本专利技术制成的碗状ISP功能性复合纳米粒子在制备光敏药物中的应用。本专利技术针对光敏剂在肿瘤部位的靶向性不足问题，通过碗状结构PEG-b-PS作为载体，Fe3O4纳米粒子的磁性靶向能力，构建碗状ISP功能性复合纳米粒子，实现高效的肿瘤靶向PDT治疗。本专利技术的碗状ISP功能性复合纳米粒子具有良好的生物相容性，在细胞内基本无毒性。具有极好的磁性靶向肿瘤组织的能力，可提高细胞对药物的摄取，增强光敏剂的PDT效果。机理：由于PEG-b-PS自组装结构一端为PEG，因此具有良好的生物相容特性，聚合物PEG-b-PS具有两亲性，有利于药物的负载；且在碗状凹槽内负载的Fe3O4纳米粒子则为其附加了磁性靶向的功能，ZnPc吸附在碗状结构PEG-b-PS结构的表面，使整个复合纳米粒子具有光动本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种碗状ISP复合功能性纳米粒子，其特征在于，由嵌段聚合物自组装成碗状结构后负载Fe

【技术特征摘要】
1.一种碗状ISP复合功能性纳米粒子，其特征在于，由嵌段聚合物自组装成碗状结构后负载Fe3O4颗粒和光敏剂ZnPc形成；所述嵌段聚合物为聚乙二醇嵌段聚苯乙烯(PEG-b-PS)。


2.根据权利要求1所述的碗状ISP复合功能性纳米粒子，其特征在于，所述碗状ISP复合功能性纳米粒子为碗状结构，Fe3O4纳米粒子装载在碗状结构的凹槽中构成具有磁性靶向的功能纳米载体，再通过负载光敏剂ZnPc得到ISP功能性复合纳米粒子。


3.根据权利要求1所述的碗状ISP复合功能性纳米粒子，其特征在于，所述碗状ISP复合功能性纳米粒子优选为一种适合静脉注射有机-无机复合纳米粒子。


4.一种权利要求1所述的碗状ISP功能性复合纳米粒子的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)碗状结构PEG-b-PS的合成及自组装制备：由PEG-OH在四氢呋喃中溶解均匀后，在N2保护及冰水浴中，加入2-溴异丁酰溴反应，产物经抽滤后上清液用NaHCO3溶液萃取，真空干燥获得PEG-Br大分子引发剂；将PEG-Br大分子引发剂溶于苯甲醚中溶解，加入苯乙烯，CuCl和PMDETA反应，产物通过提纯分离，得到的溶液减压蒸馏浓缩后在甲醇溶液中沉降，沉淀经抽滤后真空干燥，获得聚乙二醇嵌段聚苯乙烯聚合物即为PEG-b-PS；将PEG-b-PS溶于1,4-二氧六环和四氢呋喃的混合溶液中，注射双蒸水获得碗状结构PEG-b-PS溶液；
(2)超顺磁性Fe3O4纳米粒子的合成：将Fe(acac)3溶解于三乙二醇中，通过热分解法合成超顺磁性Fe3O4纳米粒子溶液；
(3)碗状ISP功能性复合纳米粒子的制备：将具有三乙二醇修饰的Fe...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏少华，张鹏，周林，
申请(专利权)人：南京师范大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32