一种水溶性近红外AIE聚合物纳米粒子的制备方法和应用技术

本发明专利技术公开一种水溶性近红外AIE聚合物纳米粒子的制备方法和应用。制备方法包括以下步骤：将AIE分子和水溶性高分子聚合物溶于与水互溶的挥发性有机溶剂中，得到有机相溶液；在室温下，将有机相溶液在超声和混合搅拌条件下加至去离子水溶液中，超声结束后，挥发性有机溶剂在避光通风条件下除去，得到AIE聚合物纳米粒子溶液，过滤得到水溶性近红外AIE聚合物纳米粒子。本发明专利技术制备的水溶性近红外AIE聚合物纳米粒子具有粒径均一、光稳定性好、重复性好、可规模化生产等优点，在生物活体荧光成像领域有良好的应用前景。领域有良好的应用前景。领域有良好的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种水溶性近红外AIE聚合物纳米粒子的制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及荧光成像领域，具体涉及一种水溶性近红外聚集诱导发光（AIE）聚合物纳米粒子的制备方法和应用。

技术介绍

[0002]荧光成像由于其信号强度高、实验成本低，成像过程简单、从活体到离体均可成像等优点，在生物医学和材料化学领域得到了广泛使用。荧光纳米粒子是指负载荧光物质且被高分子包裹的粒径在纳米范围内的粒子，具有表面积大，易于修饰，生物溶性好等优点，被广泛应用于血管成像、消化道成像等领域。传统的聚集导致荧光猝灭（ACQ）分子在高浓度和聚集状态下会导致荧光减弱或者淬灭现象，难以在生物体内长期成像及信号追踪。2001年唐本忠院士课题组提出了AIE概念，突破了ACQ的瓶颈，带来了荧光探针分子材料的变革。AIE材料具有强抗光漂白能力，高发光效率，大的斯托克斯位移和低毒性等优点。将AIE分子用于纳米粒子制备领域，所制备的纳米粒子探针在体内成像效果更好。
[0003]目前，制备AIE荧光纳米粒子的方法主要是自组装法和微乳液法。自组装法是将带有相反电荷的共轭聚合物分别溶解或者分散在水中，在超声和剧烈搅拌下将二者按照一定的比例混合，经过简单的超速离心得到聚合物纳米粒子（Journal of the American Chemical Society, 2009, 131(36): 13117
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13124.），此方法制备效率低且无法满足稳定制备均一粒径的纳米粒子的要求。微乳液法是将AIE分子溶解在有机溶剂中，然后注入到含有表面活性剂的水溶液中，在超声条件下，将有机相分散到水相中形成乳液，随后除去有机溶剂形成纳米粒子（Advanced Materials, 2002, 14(9): 651
–
655.），此制备方法产率低，表面活性剂和有机溶剂成本高且污染大，对微粒形貌和大小的控制也只适用于特定反应（郭冬梅等. 上海化工, 2012,37(12):26
‑
30），同样无法稳定制备均一粒径的纳米粒子。
[0004]因此，开发一种高效制备稳定性好、粒径均一、重复性好且可工业化生产的AIE荧光纳米粒子的工艺具有重要的实际应用价值。

技术实现思路

[0005]针对现有技术存在的上述不足与缺陷，本申请提出一种水溶性近红外AIE聚合物纳米粒子的制备方法和应用，将AIE分子和水溶性高分子聚合物溶解在挥发性有机溶剂中，注入去离子水溶液，并通过超声和溶剂挥发，制备得到水溶性近红外AIE聚合物纳米粒子。
[0006]本专利技术基于纳米沉淀技术，提供一种通过改变AIE分子和水溶性高分子聚合物用量以及其他参数制备水溶性近红外AIE聚合物纳米粒子的整套新工艺，所制得的AIE聚合物纳米粒子具有粒径均一、光稳定性好、工艺可重复、可规模化生产等优点，在生物活体荧光成像领域具有良好的应用前景。本专利技术重在强调制备纳米粒子的整套工艺方法的完整性，需严格按照此工艺制备的纳米粒子才具有粒径均一且稳定的优点。
[0007]本专利技术旨在制备一种粒径在50
‑
150nm范围内的水溶性近红外AIE聚合物纳米粒子。
[0008]本专利技术制备的一种水溶性近红外AIE聚合物纳米粒子，所述水溶性近红外AIE聚合物纳米粒子包括水溶性聚合物和聚集诱导发光材料，所述聚集诱导发光材料被包裹在所述水溶性聚合物中形成AIE聚合物纳米粒子；所述水溶性近红外AIE聚合物纳米粒子为具有均一粒径的球形结构，粒径为50
‑
150nm，变异系数（CV值）小于10%，优选为8%，最优选为5%。
[0009]本专利技术提供一种水溶性近红外AIE聚合物纳米粒子的制备方法，包括以下步骤：（1）将AIE分子和水溶性高分子聚合物溶于与水互溶的挥发性有机溶剂中，得到有机相溶液；（2）在室温下，将有机相溶液在超声和混合搅拌条件下注入去离子水溶液中；超声结束后，在通风处除去挥发性有机溶剂，然后使用水相过滤器将含有纳米粒子的溶液过滤，得到所述水溶性近红外AIE聚合物纳米粒子。
[0010]进一步地，步骤（1）所述AIE分子选自下列AIE
‑
1分子至AIE
‑
11子中的至少一种：11子中的至少一种：11子中的至少一种：11子中的至少一种：11子中的至少一种：11子中的至少一种：11子中的至少一种：11子中的至少一种：11子中的至少一种：
进一步地，步骤（1）所述水溶性高分子聚合物具有生物相容性，选自式Ⅰ、式Ⅱ、式Ⅲ、式Ⅳ、式
Ⅴ
、式
Ⅵ
中的至少一种：
式Ⅰ、式Ⅱ、式Ⅲ、式Ⅳ、式
Ⅴ
、式
Ⅵ
中，n的取值范围均为n≥45。
[0011]更进一步地，考虑到为后续抗体修饰提供足够的反应位点，且保证荧光纳米粒子具有较好的稳定性，水溶性高分子聚合物优选为含羧基官能团聚合物。
[0012]进一步地，步骤（1）中，AIE分子和水溶性高分子聚合物的质量之比为1:(0.5
‑
2)，优选为1:0.5。
[0013]进一步地，步骤（1）所述有机溶剂为四氢呋喃（THF）或二甲基亚砜（DMSO）。
[0014]进一步地，步骤（1）中，有机溶剂的体积用量为去离子水溶液的2%
‑
9%，优选为2%
‑
4%。
[0015]进一步地，步骤（2）中，为使得粒径符合制备要求，有机相溶液注入去离子水溶液中的时间控制在2.0s
‑
4.0s；超声功率为60W
‑
90W，超声时间为2min。
[0016]进一步地，步骤（2）中，挥发性有机溶剂的去除过程使用磁力搅拌器搅拌，磁力搅拌器的转速优选为600rpm
‑
800rpm。
[0017]AIE聚合物纳米粒子的均一性和尺寸，会对其体内作用产生较大的影响。研究发现，细胞对粒径较小且均一的纳米粒子摄入会增加，对粒径较大且不均一的纳米粒子摄入较少，且随着粒径的增大，细胞摄入量会逐渐降低。粒径在50
‑
150nm的均一纳米粒子有着更强的细胞内在化能力和渗透作用，更易于在三维肿瘤模型中渗透至肿瘤内部。另外，由于粒径在50
‑
150nm的均一纳米粒子会在肿瘤部位大量地聚集，因此在生物体内肿瘤成像应用时，具有最强的信号增强作用，因此呈现出很好的成像效果。
[0018]研究还发现，AIE分子、水溶性高分子聚合物以及有机溶剂的用量对AIE聚合物纳米粒子的粒径和稳定性起着重要作用。本专利技术重点研究了AIE分子与水溶性高分子聚合物用量比以及有机溶剂用量对AIE聚合物纳米粒子的影响。AIE分子与水溶性高分子聚合物用量比可以调控AIE聚合物纳米粒子的粒径，使纳米粒子的尺寸范围在50
‑
150nm内。直径为50
‑
150nm的纳米粒子由于高渗透长滞留（EPR）效应可以在生物体组织中蓄积，若纳米粒子粒径过大或过小，会影响其在生本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水溶性近红外AIE聚合物纳米粒子的制备方法，其特征在于，所述水溶性近红外AIE聚合物纳米粒子包括水溶性聚合物和聚集诱导发光材料，所述聚集诱导发光材料被包裹在所述水溶性聚合物中形成AIE聚合物纳米粒子；所述水溶性近红外AIE聚合物纳米粒子为具有均一粒径的球形结构，粒径为50
‑
150nm，变异系数小于10%；制备方法包括以下步骤：（1）将AIE分子和水溶性高分子聚合物溶于有机溶剂中，得到有机相溶液；（2）在室温下，将有机相溶液在超声和混合搅拌条件下注入去离子水溶液中；超声结束后，在通风处除去有机溶剂，然后使用水相过滤器将含有纳米粒子的溶液过滤，得到所述水溶性近红外AIE聚合物纳米粒子；步骤（1）所述AIE分子选自下列AIE
‑
1分子至AIE
‑
11分子中的至少一种：AIE
‑
1分子AIE
‑
2分子AIE
‑
3分子AIE
‑
4分子
AIE
‑
5分子AIE
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6分子AIE
‑
7分子
AIE
‑
8分子AIE
‑
9分子AIE
‑
10分子
AIE
‑
11分子步骤（1）所...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐本忠，班新超，林建慧，王志明，刘勇，龚晚君，
申请(专利权)人：广东省大湾区华南理工大学聚集诱导发光高等研究院，
类型：发明
国别省市：