一种基于氧化铥的复合光敏纳米粒子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氧化铥的复合光敏纳米粒子及其制备方法和应用，该复合光敏纳米粒子由光敏氧化铥内核

【技术实现步骤摘要】
一种基于氧化铥的复合光敏纳米粒子及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于载药纳米粒子
，具体涉及一种基于氧化铥的复合光敏纳米粒子及其制备方法和应用
。

技术介绍

[0002]近年来，基于光响应的复合纳米材料用于癌症诊断和治疗得到了广泛的研究，光疗法也被证明是消融肿瘤的有效方法
。
在特定波长的光照射下，光敏材料吸收光子后将光能转换为热能，使肿瘤组织的温度升高，从而能够在肿瘤组织局部杀死癌细胞，称之为光热治疗（
PTT
），而光敏材料吸收光子后将其能量传递至组织周围的氧，产生了具有强氧化活性的单线态氧或羟基自由基，进而与组织和细胞中的生物大分子（如蛋白质
、
核酸
、
多糖等）发生氧化反应，使得生物大分子结构或功能改变，产生细胞毒性，进而导致肿瘤细胞受损直至死亡，称之为光动力治疗（
PDT
）
。
[0003]在光照射下直接产生具有高反应性的活性氧（
ROS
）的纳米材料在许多领域发挥着至关重要的作用，例如光催化
、
污染处理
、
精细化学合成以及肿瘤的光治疗等领域
。
然而，现有材料中的大多数缺乏被相对波长较长的光，尤其是被能量更低的近红外（
NIR
）光激发的能力，严重限制了这类材料在上述领域的进一步发展
。
例如，太阳辐射中近红外光能量占比过半（约
53%
），却在光催化等领域难以被利用<br/>。
在生物医用领域，紫外或可见光几乎无法穿过人体（
1~2 mm
），导致现有的光动力肿瘤治疗或光动力杀菌等应用被局限于体表位置；而近红外光穿透深度则可达厘米级，但目前无直接可在近红外光下产生活性氧的材料，研究者们仅能利用纳米颗粒负载传统光敏剂的方式进行光动力治疗研究
。
因此，探索能够吸收近红外光以产生活性氧的材料具有重要的研究意义和应用价值
。
[0004]上海交通大学陶可教授团队研究发现氧化铥（
Tm2O3）纳米颗粒具有可在近红外光激发下产生活性氧的能力（
J. Am. Chem. Soc. 2022, 144, 2455
–
2459
），进一步通过肿瘤光动力治疗应用来验证该发现的价值，在近红外激光光源或者低功率密度的非激光光源辐照下，小鼠肿瘤的生长均可被明显抑制，该研究的发现为光动力治疗拓展至体内深部病灶打下了材料基础
。
[0005]尽管光疗发展迅速并显示出巨大潜力，但单模式
PDT
或
PTT
疗法仍面临一些挑战，包括对浅表肿瘤类型
、
低氧环境
、
复发和转移的限制，而基于光响应的多功能纳米材料则提供了克服光疗障碍和扩大光疗应用的可能性
。
综上所述，开发一种基于氧化铥的多功能纳米材料用于肿瘤的联合治疗具有极大的应用前景
。

技术实现思路

[0006]本专利技术解决的技术问题是提供了一种基于氧化铥的复合光敏纳米粒子及其制备方法，该方法制备过程简单，制得的复合光敏纳米粒子性能稳定，可作为一种新方式来克服传统光动力治疗中光敏剂易于聚集淬灭引起的活性氧产生能力下降等局限性，同时该复合光敏纳米粒子可以针对不同部位肿瘤递送不同药物活性的化疗药物，为开发高效的光疗联
合其它疗法提供了可能的平台
。
[0007]本专利技术为解决上述技术问题采用如下技术方案，一种基于氧化铥的复合光敏纳米粒子，其特征在于：该复合光敏纳米粒子由光敏氧化铥内核
、
包覆于光敏氧化铥内核表面的介孔二氧化硅以及负载于介孔二氧化硅上并通过透明质酸进行包被的活性化疗药物构成，该复合光敏纳米粒子利用透明质酸包被后能够提高纳米粒子在肿瘤组织中的富集，在近红外激光照射下，该复合光敏纳米粒子内核能够在肿瘤细胞内原位产生大量1O2用于杀伤肿瘤细胞，同时在肿瘤酸性微环境下触发介孔二氧化硅层中活性化疗药物的释放以起到抗肿瘤作用，能够实现肿瘤靶向的化学
‑
光动力联合治疗
。
[0008]进一步限定，所述活性化疗药物为阿霉素（
DOX
）
、
紫杉醇
、
吉西他滨
、
顺铂
、
卡铂或氟尿嘧啶中的一种或多种
。
[0009]本专利技术所述的基于氧化铥的复合光敏纳米粒子的制备方法，其特征在于具体步骤为：步骤
S1
：将尿素溶于水中，再加入五水合硝酸铥，加热搅拌反应，反应完成后离心得到白色固体产物
Tm(OH)CO3前体；步骤
S2
：将步骤
S1
得到的
Tm(OH)CO3前体分散于含十六烷基三甲基溴化铵（
CTAB
）
、H2O
和乙醇的溶液中，再加入氨水，搅拌混合均匀后滴入硅酸四乙酯（
TEOS
），于室温搅拌反应，反应完成后离心得到白色固体产物
Tm(OH)CO3@SiO2，然后将
Tm(OH)CO3@SiO2在空气气氛下升温至
30~1000℃
煅烧
2~6
小时得到的白色固体
Tm2O3@mSiO2，随后将
Tm2O3@SiO2分散于水中，再加入3‑
氨丙基三乙氧基硅烷（
APTES
），水浴反应，反应完成后离心洗涤得到氨基修饰的
Tm2O
3 @mSiO2；步骤
S3
：将步骤
S2
得到的氨基修饰的
Tm2O3@mSiO2分散于
DOX
水溶液中，超声分散均匀后置于摇床上震荡反应，反应完成后离心水洗涤得到
Tm2O3@mSiO2‑
DOX
；步骤
S4
：将步骤
S3
得到的
Tm2O3@mSiO2‑
DOX
分散在水中，再加入透明质酸（
HA
），搅拌分散后离心并用水洗涤得到最终产物复合光敏纳米粒子
Tm2O3@mSiO2‑
DOX
‑
HA。
[0010]进一步限定，步骤
S1
中所述尿素与五水合硝酸铥的投料质量比为
1:10~10:1
，优选为
5:2。
[0011]本专利技术所述的基于氧化铥的复合光敏纳米粒子在制备肿瘤靶向化学
‑
光动力治疗药物中的应用
。
[0012]进一步限定，所述复合光敏纳米粒子在
808nm
激光照射下可直接产生大量的活性氧用于杀死癌细胞，同时在肿瘤组织和细胞酸性微环境下触发介孔二氧化硅层中化疗药
DOX
的释放以到抗肿瘤作用，而包覆的透明质酸（
HA<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于氧化铥的复合光敏纳米粒子，其特征在于：该复合光敏纳米粒子由光敏氧化铥内核
、
包覆于光敏氧化铥内核表面的介孔二氧化硅以及负载于介孔二氧化硅上并通过透明质酸进行包被的活性化疗药物构成，该复合光敏纳米粒子利用透明质酸包被后能够提高纳米粒子在肿瘤组织中的富集，在近红外激光照射下，该复合光敏纳米粒子内核能够在肿瘤细胞内原位产生大量1O2用于杀伤肿瘤细胞，同时在肿瘤酸性微环境下触发介孔二氧化硅层中活性化疗药物的释放以起到抗肿瘤作用，能够实现肿瘤靶向的化学
‑
光动力联合治疗
。2.
根据权利要求1所述的基于氧化铥的复合光敏纳米粒子，其特征在于：所述活性化疗药物为阿霉素
、
紫杉醇
、
吉西他滨
、
顺铂
、
卡铂或氟尿嘧啶中的一种或多种
。3.
一种权利要求1所述的基于氧化铥的复合光敏纳米粒子的制备方法，其特征在于具体步骤为：步骤
S1
：将尿素溶于水中，再加入五水合硝酸铥，加热搅拌反应，反应完成后离心得到白色固体产物
Tm(OH)CO3前体；步骤
S2
：将步骤
S1
得到的
Tm(OH)CO3前体分散于含十六烷基三甲基溴化铵
、H2O
和乙醇的溶液中，再加入氨水，搅拌混合均匀后滴入硅酸四乙酯，于室温搅拌反应，反应完成后离心得到白色固体产物
Tm(OH)CO3@SiO2，然后将
Tm(OH)CO3@SiO2在空气气氛下升温至
30~1000℃
煅烧
2~6
小时得到的白色固体
Tm2O3@mSiO2，随后将
Tm2O3@SiO2分散于水中，再加入3‑
氨...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭玉明，高方莉，祝亮，刘艳茹，张洁，常毅，马晓明，
申请(专利权)人：河南师范大学，
类型：发明
国别省市：