一种具有荧光分子开关特性的无载体纳米粒及其制备方法与应用技术

本发明专利技术提供一种具有荧光分子开关特性的无载体纳米粒及其制备方法与应用，所述纳米粒由前药分子通过自组装包裹光敏剂而成，其中，所述前药分子由具有聚集荧光猝灭特性的荧光分子通过ROS敏感键与疏水基团连接而成。伴随释药过程荧光分子所表现出的荧光“关‑开”特性，可用于实时监控释药情况，为调整给药时间与给药剂量提供指导意义；将为可视化的诊疗纳米粒提供一种新型、安全、有效的设计思路与制备方法。

【技术实现步骤摘要】
一种具有荧光分子开关特性的无载体纳米粒及其制备方法与应用
本专利技术涉及一种纳米粒及其制备方法与应用，尤其涉及一种具有荧光分子开关特性的无载体纳米粒及其制备方法。
技术介绍
恶性肿瘤是威胁人类健康的一大杀手。据统计，在世界范围内，每年有将近100万人被诊断出癌症。光动力治疗作为一种新型的抗肿瘤方式，它具有治疗创伤小，毒副作用小等优势，自从1996年被美国FDA批准用于治疗梗阻性食道肿瘤以来，受到越来越多的关注。但是光敏剂作为光动力治疗不可或缺的要素，常存在水溶性差、无法靶向递送到肿瘤部位等缺陷，这些极大的限制了它在临床上的应用。近年来，纳米递药系统的飞速发展为克服光敏剂在临床上的这些缺陷提供了契机。针对脂质体、胶束等纳米技术的研究已有很多报道，但是，光动力治疗作为一种光触发激活的治疗方式，实时追踪光敏剂的分布与释放，将对光动力治疗实现时空性激活、肿瘤的精准治疗提供很大的帮助。利用光敏剂自身发出的荧光成像实时追踪光敏剂的分布是一种无创无毒的方式，但是如何实现光敏剂的智能释放以及实时监测释放过程依旧是很大的挑战。目前，大部分监测释药过程的策略是将荧光分子与药物通过物理包埋的方式共包被在纳米载体中，荧光分子由于聚集引起猝灭不具有荧光，当从纳米载体中释放出时荧光恢复。但是这种方式制备工艺复杂，并且常存在载药量低、稳定性差、无法实现肿瘤部位响应释药等问题。因此，需要开发出更高效智能的药物递送系统用于递送光敏剂，同时实现光敏剂体内分布的实时追踪，以及释药过程的实时监测。将具有荧光猝灭作用的荧光分子制备成小分子前药，利用荧光小分子前药自组装形成纳米粒的能力运载光敏剂，这就减少甚至避免了载体材料的大量使用引起的相关不良反应，同时也极大地提高了载药量。具有聚集引起荧光猝灭(Aggregation-causedquench,ACQ)效应的荧光小分子前药，在形成纳米粒后发生荧光猝灭，而在释放出游离的荧光小分子后荧光恢复，这为监测释药过程提供了可能。但是，不论是常规的纳米递送策略还是基于小分子前药策略设计的纳米粒，实现靶部位的特异性释放对于提高抗肿瘤效果，降低对正常组织的毒副作用都具有非常重要的意义。相对于正常细胞，肿瘤细胞内存在高浓度的ROS水平，这可以用于设计ROS响应型的药物递送系统。例如在荧光小分子前药结构中引入单硫醚键、二硫键、单硒键、二硒键或间隔二硫醚键、硫缩酮键、草酸酯键等对ROS比较敏感的化学键。但是肿瘤细胞内ROS的表达水平依然不足以快速打断这些ROS敏感键，因此依然无法实现肿瘤细胞内的快速响应释药。而光动力治疗是一种消耗氧气产生ROS的过程，所产生的ROS既可以引起肿瘤细胞的凋亡又可以作为ROS补充剂，加速荧光小分子前药的释放，而荧光小分子发出的荧光又可以反映光敏剂实时释放的情况，为调整给药时间与给药剂量提供指导意义，进一步地为实现抗肿瘤的精准治疗提供可能。本专利技术所提供的一种具有荧光分子开关特性的无载体纳米粒能够通过EPR效应在肿瘤部位蓄积，制备方法简单、快速，具有很好的临床转化应用前景。
技术实现思路
专利技术目的：本专利技术的第一目的是提供一种具有荧光分子开关特性的无载体纳米粒；本专利技术的第二目的是提供该纳米粒的制备方法。本专利技术的第三目的是提供该纳米粒的应用。本专利技术通过以下技术方案实现上述目的：一种具有荧光分子开关特性的无载体纳米粒，所述纳米粒由前药分子通过自组装包裹光敏剂而成，其中，所述前药分子由具有聚集荧光猝灭特性的荧光分子通过ROS敏感键与疏水基团连接而成。优选地，所述的具有聚集荧光猝灭特性的荧光分子为具有活性羟基或活性羧基的香豆素类、醌类、黄酮类、生物碱类、二苯基庚烷类分子。进一步地，所述的具有聚集荧光猝灭特性的荧光分子为姜黄素、喜树碱、藤黄酸、槲皮素。进一步地，，所述的具有聚集荧光猝灭特性的荧光分子为姜黄素。优选地，所述的ROS敏感键为单硫醚键、二硫键、单硒键、二硒键、间隔二硫醚键或草酸酯键。进一步地，所述的ROS敏感键为单硫醚键。优选地，所述的疏水基团为含有不饱和基团的化合物。进一步地，所述疏水基团为维生素E、油醇、油酸、亚麻醇、亚油醇或全反式维甲酸。进一步地，所述疏水基团为油醇。优选地，所述的光敏剂为卟啉类或酞菁类。进一步地，所述的光敏剂为焦脱镁叶绿酸a、二氢卟吩、酞菁锌、5-氨基酮戊酸、血卟啉单甲醚或叶绿素衍生物。其中，二氢卟吩即Ce6、酞菁锌即ZnPc。优选地，所述自组装包裹为将的前药分子与光敏剂通过非共价作用结合，所述非共价作用为π-π堆积、疏水作用或分子间氢键，前药分子与光敏剂的摩尔比为3:1～1:3。本专利技术还提供上述的具有荧光分子开关特性的无载体纳米粒的制备方法：将摩尔比为3:1～1:3的荧光小分子前药与光敏剂的混合物溶解到有机溶剂中，随后滴加到水中即形成纳米粒，利用透析法除去制剂中的有机溶剂，即得到所述无载体纳米粒；或在摩尔比为3:1～1:3的荧光小分子前药与光敏剂的混合物中添加以荧光小分子前药重量比15～50％的PEG修饰剂，溶解到有机溶剂中后，滴加到水中形成纳米粒，利用透析法除去制剂中的有机溶剂，即得到所述无载体纳米粒。其中，所述荧光小分子前药为具有ACQ特性的荧光分子通过ROS敏感键与疏水基团连接而成的前药分子。优选地，所述的具有ACQ特性的荧光分子为香豆素类、醌类、黄酮类、生物碱类、二苯基庚烷类、蒽环类化合物，如姜黄素等，ROS敏感键如单硫醚键等，疏水基团为含有不饱和基团的化合物，如油醇等，光敏剂为卟啉类、酞菁类，如ZnPc等。优选地，所述的有机溶剂为乙醇、四氢呋喃、二甲基亚砜。进一步地，所述的有机溶剂为二甲基亚砜。优选地，所述的PEG修饰剂为TPGS、DSPE-PEG、PLGA-PEG或PE-PEG，所述分子量为1000、2000或5000。进一步地，所述的PEG修饰剂中PEG分子量优选为2000。具体地，本专利技术选择ZnPc作为光敏剂模拟分子，姜黄素作为具有聚集荧光猝灭特性的荧光分子模拟分子，油醇作为疏水基团，将二者通过硫代二乙酸(单硫键)作为连接臂连接，构建具有ROS响应特性的荧光小分子前药(Cur-S-OA)。同时，将姜黄素和油醇以戊二酸桥连合成对照前药分子(Cur-OA)；其中，Cur-S-OA结构式为：Cur-OA结构式为：本专利技术提供所述具有聚集荧光猝灭特性的荧光分子前药和对照前药的合成方法，包括如下步骤：首先油醇与二元酸反应得到中间产物。中间产物继续与姜黄素反应成酯，得到最终产物。所述的二元酸选自：硫代二乙酸、硒代二乙酸、3,3’-二硫代二丙酸、3,3’-二硒代二丙酸、(亚乙基二硫代)二乙酸、草酸、戊二酸。具体地，本专利技术提供了系列姜黄素-油醇小分子前药的合成方法：将硫代二乙酸、硒代二乙酸、3,3’-二硫代二丙酸、3,3’-二硒代二丙酸、(亚乙基二硫代)二乙酸、草酸、戊二酸溶于二氯甲烷中，随后加入1-(3-二甲氨基丙基)-3本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有荧光分子开关特性的无载体纳米粒，其特征在于：所述纳米粒由前药分子通过自组装包裹光敏剂而成，其中，所述前药分子由具有聚集荧光猝灭特性的荧光分子通过ROS敏感键与疏水基团连接而成。/n

【技术特征摘要】
1.一种具有荧光分子开关特性的无载体纳米粒，其特征在于：所述纳米粒由前药分子通过自组装包裹光敏剂而成，其中，所述前药分子由具有聚集荧光猝灭特性的荧光分子通过ROS敏感键与疏水基团连接而成。


2.根据权利要求1所述的具有荧光分子开关特性的无载体纳米粒，其特征在于：所述的具有聚集荧光猝灭特性的荧光分子为具有活性羟基或活性羧基的香豆素类、醌类、黄酮类、生物碱类、二苯基庚烷类分子。


3.根据权利要求1所述的具有荧光分子开关特性的无载体纳米粒，其特征在于：所述的具有聚集荧光猝灭特性的荧光分子为姜黄素、喜树碱、藤黄酸、槲皮素。


4.根据权利要求3所述的具有荧光分子开关特性的无载体纳米粒，其特征在于：所述的具有聚集荧光猝灭特性的荧光分子为姜黄素。


5.根据权利要求1所述的具有荧光分子开关特性的无载体纳米粒，其特征在于：所述的ROS敏感键为单硫醚键、二硫键、单硒键、二硒键、间隔二硫醚键或草酸酯键。


6.根据权利要求5所述的具有荧光分子开关特性的无载体纳米粒，其特征在于：所述的ROS敏感键为单硫醚键。


7.根据权利要求1所述的具有荧光分子开关特性的无载体纳米粒，其特征在于：所述的疏水基团为含有不饱和基团的化合物。


8.根据权利要求7所述的具有荧光分子开关特性的无载体纳米粒，其特征在于：所述疏水基团为维生素E、油醇、油酸、亚麻醇、亚油醇或全反式维甲酸。


9.根据权利要求8所述的具有荧光分子开关特性的无载体纳米粒，其特征在于：所述疏水基团为油醇。


10.根据权利要求1所述的具有荧光分子开关特性的无载体纳米粒，其特征在于：所述的光敏剂为卟啉类或酞菁类。


11.根据权利要求1所述的具有荧光分子开关特性的无载体纳米粒，其特征在于：所述的光敏剂为焦脱镁叶绿酸a、二氢卟吩(Ce6)、...

【专利技术属性】
技术研发人员：柳文媛，曲玮，张仲涛，冯锋，王如意，
申请(专利权)人：中国药科大学，中国药科大学杭州创新药物研究院，
类型：发明
国别省市：江苏;32