一种光热试剂、光热试剂纳米颗粒及其制备方法技术

本发明专利技术属于生物医学技术领域，具体涉及一种光热试剂、光热试剂纳米颗粒及其制备方法。所述光热试剂为NSQ2，其分子结构式如：本发明专利技术设计合成了一种分子构型为供体

【技术实现步骤摘要】
一种光热试剂、光热试剂纳米颗粒及其制备方法


[0001]本专利技术属于光热治疗
，具体涉及一种光热试剂、光热试剂纳米颗粒及其制备方法。

技术介绍

[0002]光热治疗是一种物理治疗肿瘤的方法，它是利用可见光或近红外光，通过照射光热试剂来产生局部高热来消融癌细胞。与化疗、放疗和手术等传统癌症治疗方式相比，光热治疗具有时空精度高、侵入性小、对正常组织无毒性的优点。其中，具有近红外二区(1000
‑
1700nm)响应的光热试剂由于穿透深度较近红外一区或者可见光区域高，最大允许曝光率较高而备受关注。小分子有机光热试剂因其相对于无机光热试剂展现出更好的生物相容性和生物降解性而受到越来越多的关注。
[0003]为了获得理想的治疗性能，光热试剂需要具有较高的光热转换效率。在光热试剂的实际应用中，将小分子封装成聚合物纳米颗粒是进行光热治疗应用的先决条件，因为它提高了光热试剂的光稳定性、血液循环时间、肿瘤靶向能力和肿瘤通透性。然而，形成的纳米颗粒内部的分子聚合体的排列是不可控的，因此不能像用单晶x射线晶体学对其晶体那样明确其分子堆积构型。因此，精确的分子堆积结构可以进行精确和定量的分析，从而建立结构
‑
功能关系，达到高的光热转换效率以实现优异的治疗性能。
[0004]方酸菁染料由于具有典型的类花菁光物理性质，即在可见光光谱的红色部分及近红外区域具有强而窄的吸收，同时具有强荧光而受到了越来越广泛的关注。此外，它们的分子结构易于功能化，这使它们在生物成像和主
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客体系统领域的应用具有吸引力。方酸菁在有机薄膜晶体管和太阳能电池中也表现出优异的p型半导体性能。然而，尽管有如此广泛的应用范围，方酸菁自组装成染料聚集体的研究仍然较少，而且结构和功能之间的关系往往是偶然的和不可预测的。因此开发具有精确分子堆积结构的方酸菁光热试剂，建立结构
‑
功能关系，达到高的光热转换效率以实现优异的治疗性能具有重大意义。

技术实现思路

[0005]针对上述问题，本专利技术提供了一种光热试剂、光热试剂纳米颗粒及其制备方法和应用，首先设计合成了一种分子构型为供体(D)
‑
受体(A)
‑
供体(D)的方酸菁光热试剂(NSQ2)由于其独特的分子结构，通过“偶极
‑
偶极对冲”及三苯基乙烯提供的分子间相互作用可使NSQ2超分子自组装形成精准的H
‑
聚集二聚体，将NSQ2封装成聚合物纳米颗粒(NSQ2 NPs)之后，仍然可以形成精准的H
‑
聚集二聚体，NSQ2 NPs在近红外二区(NIR
‑Ⅱ
)激光照射(1064nm，1W cm
‑2)下，由于其H
‑
聚集激发态的激子耦合，非辐射跃迁速率被大大增加，最大限度地将光能高效的转化为热能。因此，NSQ2 NPs具有超高的光热转化效率(93.1％)。将NSQ2 NPs通过尾静脉注射入小鼠体内后，在1064nm(1W cm
‑2)波长的激光照射后，能够诱导荷瘤小鼠的完全肿瘤消融。
[0006]为了解决本专利技术的上述技术问题，本专利技术提供采用以下技术方案：
[0007]本专利技术的第一目的是提供一种光热试剂，所述光热试剂为NSQ2，其分子结构式如下：
[0008][0009]本专利技术的第二目的是提供一种光热试剂的合成方法，包括如下步骤：
[0010]S1，将1,8
‑
萘内酰亚胺溶于三氯甲烷中，于冰水浴条件下缓慢加入液溴，滴加完毕后继续室温下搅拌48小时后，将饱和的硫代硫酸钠水溶液倒入反应混合物中；过滤产生的沉淀，用水冲洗，得式(2)化合物；；
[0011]S2，以S1所得式(2)化合物、1
‑
溴
‑2‑
辛基十二烷、碳酸钾溶解于乙腈中，混合物回流72h后，减压蒸发除去溶剂，用乙酸乙酯和水萃取混合物；有机层用硫酸钠干燥并过滤；减压蒸发除去溶剂得到粗产物，利用硅胶柱层析进行纯化，得式(3)化合物；
[0012]S3，将式(3)化合物、三苯基乙烯硼酸酯、碳酸铯和四三苯基膦钯分别加入到1,4
‑
二氧六环/水中，在氩气条件下于90℃搅拌反应12h，反应完毕后冷却至室温，减压蒸发除去溶剂，得到的混合物用乙酸乙酯和水萃取；有机层用硫酸钠干燥并过滤；减压蒸发除去溶剂得到粗产物，利用硅胶柱层析进行纯化，得式(4)化合物；
[0013]S4，将甲基氯化镁的四氢呋喃溶液在冰水浴条件下逐滴滴加至式(4)化合物的无水四氢呋喃溶液中，滴加完毕后，反应体系升温至60℃搅拌2小时，反应完毕后冷却至0℃后，加入0.5
‑
1mL水，然后在反应混合物中加入1
‑
3mL质量浓度为70％的高氯酸溶液；然后用二氯甲烷和水萃取得到的深蓝色溶液；有机层用硫酸钠干燥并过滤，减压蒸发除去溶剂得到粗产物，得到粗产品为蓝黑色固体得式(5)化合物；
[0014]S5，将式(5)化合物和丙二菁
‑
方酸的甲苯/正丁醇溶液在Dean
‑
Stark装置中加热回流2h，反应完成后，减压蒸发除去溶剂得到粗产物，利用硅胶柱层析进行纯化，得NSQ2；
[0015]其中反应式如下：
[0016][0017]进一步地，S1中，所述1,8
‑
萘内酰亚胺、液溴的摩尔比为1：4
‑
6。
[0018]进一步地，S2中，所述式(2)、1
‑
溴
‑2‑
辛基十二烷、碳酸钾的摩尔比为1：(2
‑
4)：(4
‑
6)，所述柱层析的流动相为分析纯石油醚：乙酸乙酯(V/V)＝40
‑
60：1。
[0019]进一步地，S3中，所述三苯基乙烯硼酸酯、式(3)、碳酸铯和四三苯基膦钯的摩尔比为1：1：3：0.05；所述反应溶剂1,4
‑
二氧六环/水的体积比为4：1；所述柱层析的流动相为分析纯石油醚：乙酸乙酯(V/V)＝20
‑
40：1。
[0020]进一步地，S4中，所述甲基氯化镁的四氢呋喃溶液浓度为1mol/L，所述甲基氯化镁和式(4)的摩尔比为2
‑
4：1。
[0021]进一步地，S5中，所述式(5)、丙二菁
‑
方酸的摩尔比为1：1；所述反应溶剂甲苯/正丁醇的体积比为1：1；所述柱层析的流动相为分析纯石油醚：乙酸乙酯(V/V)＝4
‑
6：1。
[0022]本专利技术的第三目的是提供一种以权利要求1所述的光热试剂为原料制备而来的光热试剂纳米颗粒(NSQ2 NPs)。
[0023]本专利技术的第四目的是提供一种光热试剂纳米颗粒的制备方法，包括如下步骤：
[0024]将NSQ2溶解在四氢呋喃中，在超声处理下将NSQ2的四氢呋喃溶液加入含Pluronic F
‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光热试剂，其特征在于，所述光热试剂为NSQ2，其分子结构式如下：2.根据权利要求1所述的光热试剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1，将1,8
‑
萘内酰亚胺溶于三氯甲烷中，于冰水浴条件下缓慢加入液溴，滴加完毕后继续室温下搅拌48小时后，将饱和的硫代硫酸钠水溶液倒入反应混合物中；过滤产生的沉淀，用水冲洗，得式(2)化合物；；S2，以S1所得式(2)化合物、1
‑
溴
‑2‑
辛基十二烷、碳酸钾溶解于乙腈中，混合物回流72h后，减压蒸发除去溶剂，用乙酸乙酯和水萃取混合物；有机层用硫酸钠干燥并过滤；减压蒸发除去溶剂得到粗产物，利用硅胶柱层析进行纯化，得式(3)化合物；S3，将式(3)化合物、三苯基乙烯硼酸酯、碳酸铯和四三苯基膦钯分别加入到1,4
‑
二氧六环/水中，在氩气条件下于90℃搅拌反应12h，反应完毕后冷却至室温，减压蒸发除去溶剂，得到的混合物用乙酸乙酯和水萃取；有机层用硫酸钠干燥并过滤；减压蒸发除去溶剂得到粗产物，利用硅胶柱层析进行纯化，得式(4)化合物；S4，将甲基氯化镁的四氢呋喃溶液在冰水浴条件下逐滴滴加至式(4)化合物的无水四氢呋喃溶液中，滴加完毕后，反应体系升温至60℃搅拌2小时，反应完毕后冷却至0℃后，加入0.5
‑
1mL水，然后在反应混合物中加入1
‑
3mL质量浓度为70％的高氯酸溶液；然后用二氯甲烷和水萃取得到的深蓝色溶液；有机层用硫酸钠干燥并过滤，减压蒸发除去溶剂得到粗产物，得到粗产品为蓝黑色固体得式(5)化合物；S5，将式(5)化合物和丙二菁
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方酸的甲苯/正丁醇溶液在Dean
‑
Stark装置中加热回流2h，反应完成后，减压蒸发除去溶剂得到粗产物，利用硅胶柱层析进行纯化，得NSQ2；其中反应式如下：
3.根据权利要求2所述制备方法，其特征在于，S1中，所述1,8
‑
萘内酰亚胺和液溴的摩尔比为1：4
‑
6。4.根据权利要求2所述制备方法，其特征在于，S2中，所述式(2)、1
‑
溴
‑2‑
辛基十...

【专利技术属性】
技术研发人员：王红明，王贻刚，夏国民，司磊磊，
申请(专利权)人：南昌大学，
类型：发明
国别省市：