波长可调的BODIPY纳米颗粒及制备方法和应用技术

本发明专利技术公开波长可调的BODIPY纳米颗粒及制备方法和应用，通过分子设计，在3,5

【技术实现步骤摘要】
波长可调的BODIPY纳米颗粒及制备方法和应用


[0001]本专利技术属于纳米材料
，涉及波长可调的BODIPY纳米颗粒及制备方法和应用。

技术介绍

[0002]红光
‑
近红外光学成像(光声成像和荧光成像)的激发和发射波长位于红光
‑
近红外波段，生物软组织的散射和吸收较低，因而具有较好的穿透深度，因而成为近年来的研究热点。光学对比剂能够有效增强光学成像的效果，因而，红光
‑
近红外光学对比剂成为提高光声成像和荧光成像效果的重要研究对象。而且，具有近红外吸收能力的材料可以用于光热转换和疾病的光热治疗，从而在较深的软组织位置实现疾病的光热治疗。此外，负载有红光
‑
近红外对比剂的纳米药物载体材料也能够用于药物代谢动力学的研究，追踪药物的在体分布和代谢过程，预测纳米药物的递送效果和潜在的毒副作用。
[0003]氟硼二吡咯染料(BODIPY)是一类具有较高摩尔消光系数和较高荧光量子产率的染料分子。最小的BODIPY结构，吸收和发射峰位于绿光波段，合成简单。但是，通过拓展其π共轭体系实现光谱红移至近红外波长区域具有相当大的合成挑战，往往需要复杂的合成过程。而且，合成出的近红外BODIPY分子具有较大的疏水性，难以直接用于生物成像。
[0004]在BODIPY的α位共轭连接推电子的芳香基团是拓展BODIPY波长的有效方法。Haugland R.P.和Kang H.C.等人通过乙烯桥将芳香基团与BODIPY染料母核连接起来，得到的荧光发射波长为652nm，说明在BODIPY染料母核的2位上引入苯乙烯基，可以使染料的发射波长大大红移。Burgess研究组合成了一系列呋喃并吡咯化合物，并以此为原料与酰氯缩合研发了最大发射波长大于650nm的一系列BODIPY染料，这类染料减少了分子的扭转程度，从而使其最大发射波长红移，同时观察到吸收波长也有所红移。该发现有助于设计合成具有近红外吸收和发射波长的BODIPY染料。
[0005]此外，具有红光
‑
近红外成像能力的纳米药物也能够用于追踪药物的在体分布和代谢过程，预测纳米药物的递送效果和潜在的毒副作用。因而，将红光
‑
近红外BODIPY染料负载于纳米载体材料有助于实现纳米药物的评估或者实现肿瘤等疾病的诊疗一体化应用。然而，这类载体材料本身往往不具有活性成分，受到载药率的限制。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是针对上述问题，提供一种波长可调的BODIPY纳米颗粒制备方法及其应用，能够用于光声成像、细胞和动物的荧光成像、光热治疗、及药物递送。
[0007]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
[0008]波长可调的BODIPY纳米颗粒，结构式如下：
[0009][0010]其中，m为10
‑
300的整数；
[0011]R1，R1’
是氢原子、甲基、乙基或苯环；
[0012]R2，R3，R4，R2’
，R3’
，R4’
是氢原子、甲基、乙基、甲氧基、乙氧基、羟基、N，N
‑
二甲基、N，N
‑
二乙基与N，N
‑
二芳基中的任意一种；
[0013]R5是甲基或靶向分子；
[0014]R6是下列结构中的任意一种：
[0015][0016]其中，n为0
‑
6的整数。
[0017]进一步的，靶向分子是叶酸、RGD多肽、cRGD多肽、蛙皮素多肽、pentixafor多肽、奥曲肽、黑皮素
‑
1受体靶向多肽、半乳糖与前列腺癌特异性膜表面抗原靶向分子中的任意一种。
[0018]进一步的，结构式如下：
[0019][0020]波长可调的BODIPY纳米颗粒的合成方法，包括如下步骤：
[0021]1)红光
‑
近红外发光的单羧基BODIPY分子与氨基聚乙二醇通过酰胺化反应，生成两亲性BODIPY分子；
[0022]2)两亲性BODIPY分子单独自组装或者与药物分子共同自组装生成波长可调的
BODIPY纳米颗粒。
[0023]进一步的，波长可调的BODIPY纳米颗粒的结构式如下：
[0024][0025]其中，m为10
‑
300的整数；
[0026]R1，R1’
是氢原子、甲基、乙基或苯环；
[0027]R2，R3，R4，R2’
，R3’
，R4’
是氢原子、甲基、乙基、甲氧基、乙氧基、羟基、N，N
‑
二甲基、N，N
‑
二乙基与N，N
‑
二芳基中的任意一种；
[0028]R5是甲基或靶向分子；
[0029]R6是下列结构中的任意一种：
[0030][0031]其中，n为0
‑
6的整数。
[0032]进一步的，靶向分子是叶酸、RGD多肽、cRGD多肽、蛙皮素多肽、pentixafor多肽、奥曲肽、黑皮素
‑
1受体靶向多肽、半乳糖与前列腺癌特异性膜表面抗原靶向分子中的任意一种。
[0033]进一步的，波长可调的BODIPY纳米颗粒的结构式如下：
[0034][0035]进一步的，红光
‑
近红外发光的单羧基BODIPY分子通过以下过程制得：将绿光单羧基BODIPY与苯甲醛衍生物通过克瑙尔文哥反应缩合生成红光
‑
近红外发光的单羧基BODIPY分子；
[0036]步骤1)的具体过程为：将催化剂、HOBt、氨基聚乙二醇、红光
‑
近红外的单羧基
BODIPY分子按照摩尔比(1～10)：(1.05～5)：(1.05～2):1加入到容器中，再加入溶剂和吡啶，搅拌5h以上，得到两亲性BODIPY分子。
[0037]进一步的，苯甲醛衍生物为苯甲醛、对羟基苯甲醛、对甲氧基苯甲醛、N
’
N
‑
二苯基苯甲醛、N
’
N
‑
二甲基苯甲醛或N
’
N
‑
二乙基苯甲醛；
[0038]催化剂是EDC
·
HCl、EDC
‑
HoBt、DCC
‑
DMAP、HATU与HBTU中的一种；
[0039]溶剂是二氯甲烷、氯仿、四氢呋喃、乙腈、DMSO与DMF中的一种或者多种；
[0040]吡啶用量为溶剂质量的1.6％。
[0041]自组装采用超声乳化法、膜水化法、透析法或再沉淀法进行。
[0042]如上所述的波长可调的BODIPY纳米颗粒在用于体内外细胞和动物的荧光成像、光声成像、药物递送中的应用以及在制备光热治疗药物中的应用。
[0043]与现有技术相比，本专利技术具有的有益效果：
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.波长可调的BODIPY纳米颗粒，其特征在于，结构式如下：其中，m为10
‑
300的整数；R1，R1’
是氢原子、甲基、乙基或苯环；R2，R3，R4，R2’
，R3’
，R4’
是氢原子、甲基、乙基、甲氧基、乙氧基、羟基、N，N
‑
二甲基、N，N
‑
二乙基与N，N
‑
二芳基中的任意一种；R5是甲基或靶向分子；R6是下列结构中的任意一种：其中，n为0
‑
6的整数。2.根据权利要求1所述的波长可调的BODIPY纳米颗粒，其特征在于，靶向分子是叶酸、RGD多肽、cRGD多肽、蛙皮素多肽、pentixafor多肽、奥曲肽、黑皮素
‑
1受体靶向多肽、半乳糖与前列腺癌特异性膜表面抗原靶向分子中的任意一种。3.根据权利要求1所述的波长可调的BODIPY纳米颗粒，其特征在于，结构式如下：
4.波长可调的BODIPY纳米颗粒的合成方法，其特征在于，包括如下步骤：1)红光
‑
近红外发光的单羧基BODIPY分子与氨基聚乙二醇通过酰胺化反应，生成两亲性BODIPY分子；2)两亲性BODIPY分子单独自组装或者与药物分子共同自组装生成波长可调的BODIPY
纳米颗粒。5.根据权利要求4所述的波长可调的BODIPY纳米颗粒的合成方法，其特征在于，波长可调的BODIPY纳米颗粒的结构式如下：其中，m为10
‑
300的整数；R1，R1’
是氢原子、甲基、乙基或苯环；R2，R3，R4，R2’
，R3’
，R4’
是氢原子、甲基、乙基、甲氧基、乙氧基、羟基、N，N
‑
二甲基、N，N
‑
二乙基与N，N
‑
二芳基中的任意一种；R5是甲基或靶向分子；R6是下列结构中的任意一种：其中，n为0
‑
6的整数。6....

【专利技术属性】
技术研发人员：安菲菲，陈理查德，陈南迪，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：