一种基于切伦科夫效应的酸响应纳米胶束及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种基于切伦科夫效应的酸响应纳米胶束及其制备方法和应用，该纳米胶束以焦脱镁叶绿酸a为光敏剂主体，同时修饰N,N

【技术实现步骤摘要】
一种基于切伦科夫效应的酸响应纳米胶束及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于生物医药，具体涉及一种基于切伦科夫效应的酸响应纳米胶束及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]光动力治疗(PDT)由于其较小的侵袭性和特定的时空选择性，成为各种癌症治疗的一种非侵入性的治疗方法。在传统的PDT中，光敏剂被外界光激活后产生活性氧(ROS)，其直接或间接导致癌细胞死亡。然而，由于外部光照射在生物组织中的穿透深度有限，会导致PDT效率降低，对于深部肿瘤则效果更差。这一缺陷阻碍了PDT在临床应用中的广泛发展。
[0003]目前解决相关问题的方法主要集中在提升光源的穿透性，例如开发近红外光激发的光敏剂、光敏剂与上转换材料联用、使用X射线激发光敏剂；或直接设计和使用内光源，例如使用生物发光或化学发光激发光敏剂以及使用切伦科夫发光激发光敏剂。
[0004]核医学是临床上应用最广泛的诊断工具之一。放射性核素作为可视化示踪剂，能够无创、高灵敏和定量地在体内进行生物过程的示踪。其相关的正电子发射成像(PET)和单光子发射计算机断层成像(SPECT)在临床使用中均得到广泛的使用。另外，放射性核素的高速带电粒子在衰变过程中穿过介质时发出浅蓝色的可见光称为切伦科夫光。近年来，这种放射性核素的切伦科夫效应也受到越来越多的关注。切伦科夫光可以视为一种来自体内的光源，因此无论肿瘤有多深，肿瘤内的光敏剂都可以被激活产生ROS。利用具备切伦科夫效应的放射性核素来标记光敏剂材料用于深层肿瘤的PDT应用不存在对任何酶催化反应或化学反应的依赖，具有较好的应用前景。近年来，一些研究小组使用切伦科夫激发光敏剂进行光动力治疗。Samuel课题组利用具备切伦科夫效应的
18
F代脱氧葡萄糖(
18
F
‑
FDG)和TiO2光敏材料通过两次注射的方法实现在肿瘤部位产生单线态氧，最终有效杀伤深部肿瘤细胞。Cai课题组在介孔硅中修饰放射性核素
89
Zr并包载小分子光敏剂二氢卟吩e6(Ce6)，并将其注入肿瘤部位进行治疗。随后，Cai的团队还利用外磁场吸引纳米颗粒在肿瘤部位的蓄积的策略设计出
89
Zr标记的(Zn
0.4
Mn
0.6
)Fe2O4磁性纳米颗粒并在表面修饰了卟啉类光敏剂，实现了磁靶向PDT效果。最近，Im课题组开发了一种放射性标记的二乙烯三胺五乙酸螯合Eu
3+
(Eu
‑
DTPA)负载光敏剂维多利亚蓝(VBBO)的脂质体材料。用
64
Cu标记该脂质体后表现出的放射性发光高于游离
64
Cu两倍的切伦科夫发光，并且能量装换效率是单纯切伦科夫能量转换效率的6倍。该材料还有很强的通透性和肿瘤滞留效应(肿瘤摄取率19.3％)，以及显著的PDT治疗效果。然而，目前的这些基于切伦科夫光引导的PDT策略均存在持续的光毒性问题，对正常组织也存在同样的毒副作用。总之，解决这些问题迫切需要新型响应型的纳米材料。

技术实现思路

[0005]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基于切伦科夫效应的酸响应光敏剂纳米胶束，主要解决了光动力治疗深层肿瘤的局限性，并降低其对正常组织的毒
副作用。本专利技术还提供所述基于切伦科夫效应的酸响应光敏剂纳米胶束的制备方法和应用。
[0006]技术方案：为了实现上述目的，本专利技术提供一种基于切伦科夫效应的酸响应纳米胶束，所述纳米胶束以焦脱镁叶绿酸a为光敏剂主体，所述光敏剂主体上修饰N,N
‑
二异丙基氨为酸响应敏感基团，
131
I标记酪氨酸为切伦科夫光供体基团，聚乙二醇为亲水基团，并通过N
‑
Alpha
‑
芴甲氧羰基
‑
N
‑
Epsilon
‑
叔丁氧羰基
‑
L
‑
赖氨酸作为上述功能基团的连接体。
[0007]本专利技术所述的基于切伦科夫效应的酸响应纳米胶束，所述纳米胶束其单体具体结构式如下：
[0008][0009]其中，所述纳米胶束为两亲性纳米胶束，粒径可控制在100
‑
200nm。
[0010]本专利技术所述的基于切伦科夫效应的酸响应纳米胶束的制备方法，包括如下步骤：
[0011](1)酸响应基团的修饰：取N
‑
Alpha
‑
芴甲氧羰基
‑
N
‑
Epsilon
‑
叔丁氧羰基
‑
L
‑
赖氨酸和2
‑
(7
‑
氮杂苯并三氮唑)
‑
N,N,N',N'
‑
四甲基脲六氟磷酸酯(HATU)溶于二氯甲烷中，室温氮气保护搅拌，随后加入N,N
‑
二异丙基乙二胺(DPA)和N,N
‑
二异丙基乙胺(DIPEA)，氮气保护条件下室温过夜反应反应完毕后洗涤，干燥后提纯得到化合物1；
[0012](2)光敏剂基团的修饰：取三氟乙酸和无水二氯甲烷将化合物1加入其中，室温搅拌得到化合物2，取焦脱镁叶绿酸a溶于无水二氯甲烷中，随后加入1
‑
乙基
‑
(3
‑
二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐(EDC.HCl)和N
‑
羟基琥珀酰亚胺(NHS)，氮气保护条件下避光室温搅拌，随后加入化合物2，过夜反应，洗涤干燥后提纯得化合物3；
[0013](3)修饰核素可标记基团：取哌啶和无水二氯甲烷将化合物3加入其中，室温搅拌得到化合物4，取N
‑
叔丁氧羰基
‑
L
‑
酪氨酸、NHS、EDC.HCl溶于无水二氯甲烷中，室温搅拌后加入化合物4及DIEPA反应过夜洗涤干燥提纯得到化合物5，取三氟乙酸和无水二氯甲烷将化合物5加入其中，室温搅拌得到化合物6；
[0014](4)优化材料亲疏水性：取羧基聚乙二醇、EDC.HCl和NHS溶于无水二氯甲烷中，氮气保护下室温搅拌，随后加入化合物6，室温避光搅拌过夜，即得sPS；
[0015](5)纳米胶束的组装：将sPS溶于氯仿中，配成母液，随后将母液缓慢加入到缓冲溶液中搅拌过夜，即自组装得sPS NPs纳米胶束；
[0016](6)放射性标记：取自组装的sPS NPs纳米胶束于缓冲溶液中并置于管壁附着iodogen试剂的EP管中，随后加入Na
131
I溶液，室温涡旋，脱盐处理，超滤离心浓缩得最终的
131
I
‑
sPS NPs纳米胶束材料。
[0017]其中，步骤(1)中反应完毕后，先后用饱和NaHCO3溶液和饱和食盐水洗涤，干燥后
用柱层析法提纯得到化合物1，可以显著提高产物的产率。实验中发现若不采用NaHCO本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于切伦科夫效应的酸响应纳米胶束，其特征在于，所述纳米胶束以焦脱镁叶绿酸a为光敏剂主体，所述光敏剂主体上修饰N,N
‑
二异丙基氨为酸响应敏感基团，
131
I标记酪氨酸为切伦科夫光供体基团，聚乙二醇为亲水基团，并通过N
‑
Alpha
‑
芴甲氧羰基
‑
N
‑
Epsilon
‑
叔丁氧羰基
‑
L
‑
赖氨酸作为上述功能基团的连接体。2.一种权利要求1所述的基于切伦科夫效应的酸响应纳米胶束，其特征在于，所述纳米胶束单体结构式如下：3.根据权利要求1所述的基于切伦科夫效应的酸响应纳米胶束，其特征在于，所述纳米胶束为两亲性纳米胶束，直径在100
‑
200nm。4.一种权利要求1所述的基于切伦科夫效应的酸响应纳米胶束的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)酸响应基团的修饰：取N
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Alpha
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芴甲氧羰基
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N
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Epsilon
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叔丁氧羰基
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L
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赖氨酸和2
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(7
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氮杂苯并三氮唑)
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N,N,N',N'
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四甲基脲六氟磷酸酯(HATU)溶于二氯甲烷中，室温氮气保护搅拌，随后加入N,N
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二异丙基乙二胺(DPA)和N,N
‑
二异丙基乙胺(DIPEA)，氮气保护条件下室温过夜反应完毕后洗涤，干燥后提纯得到化合物1；(2)光敏剂基团的修饰：取三氟乙酸和无水二氯甲烷将化合物1加入其中，室温搅拌得到化合物2，取焦脱镁叶绿酸a溶于无水二氯甲烷中，随后加入1
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乙基
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(3
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二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐(EDC.HCl)和N
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羟基琥珀酰亚胺(NHS)，氮气保护条件下避光室温搅拌，随后加入化合物2，过夜反应，洗涤干燥后提纯得化合物3；(3)修饰核素可标记基团：取哌啶和无水二氯甲烷将化合物3加入其中，室温搅拌得到化合物4，取N
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【专利技术属性】
技术研发人员：孙晓莲，郭敬儒，冯凯，
申请(专利权)人：中国药科大学，
类型：发明
国别省市：