[發(fā)明專利]具有增強(qiáng)光動(dòng)力活性的納米復(fù)合材料及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810209963.0
• 申請(qǐng)日: 2018-03-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108485644B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-09-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宮培軍;梁天華;劉振鋒;董孟杰;童國(guó)秀;喬儒;袁軍華;王瑤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江師范大學(xué)
• 主分類號(hào): C09K11/02
• 分類號(hào): C09K11/02;C09K11/85;A61K41/00;A61P35/00;B82Y20/00;B82Y30/00
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 王守仁

本發(fā)明是一種具有增強(qiáng)光動(dòng)力活性的納米復(fù)合材料及其制備方法。納米復(fù)合材料為上轉(zhuǎn)換納米晶@SiO₂@TiO₂/Au，是由上轉(zhuǎn)換納米晶、外圍依次包裹的SiO₂和TiO₂殼層以及沉積在TiO₂殼層表面的Au納米粒構(gòu)成的，其中TiO₂為以納米粒構(gòu)成的多孔TiO₂殼層。納米復(fù)合材料的粒徑為40～98nm，Au粒的尺寸為3.0～20.2nm。制備方法包括如下步驟：(1)采用控制水解法為SiO₂包裹的上轉(zhuǎn)換納米晶包裹TiO₂殼；(2)采用光化學(xué)法在TiO₂表面負(fù)載Au粒。本發(fā)明的制備工藝簡(jiǎn)單、效率高，產(chǎn)物的形貌均勻，組成和尺寸的可控性好，產(chǎn)生活性氧物種的能力強(qiáng)，光動(dòng)力活性優(yōu)異，其在光動(dòng)力治療領(lǐng)域應(yīng)用前景好。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及納米材料制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種具有增強(qiáng)光動(dòng)力活性的納米復(fù)合材料及其制備方法。

背景技術(shù)

近年來(lái)，發(fā)病率不斷增高的癌癥嚴(yán)重威脅人類健康和生命。傳統(tǒng)癌癥治療手段存在一些弊端：手術(shù)難以應(yīng)對(duì)癌細(xì)胞擴(kuò)散的病情且會(huì)造成較嚴(yán)重的機(jī)體創(chuàng)傷，放療和化療的對(duì)腫瘤細(xì)胞的治療選擇性差、副作用大。相比之下，光動(dòng)力治療是一種非入侵性的癌癥治療方法，借助入射光照射富集于腫瘤組織的光敏藥物，光敏藥物在一系列光物理和光化學(xué)過(guò)程中生成包括單線態(tài)氧在內(nèi)的活性氧物種(ROS)，進(jìn)而殺死腫瘤細(xì)胞、實(shí)現(xiàn)癌癥的治療。由于光敏藥物自身無(wú)毒、光動(dòng)力治療僅發(fā)生在激發(fā)光照射和穿透的部位，因此，該治療方法具有較好的安全性和局域性。然而，傳統(tǒng)光敏藥物多為借助可見(jiàn)光(400～760nm)激發(fā)的有機(jī)小分子，激發(fā)光的組織穿透深度有限(通常僅數(shù)毫米)，故該方法多用于治療皮膚癌、食管癌等癌細(xì)胞處于淺表層的癌癥，難以有效用于處于深組織或大尺寸的腫瘤的治療。

由于稀土摻雜的上轉(zhuǎn)換納米晶具有吸收近紅外光、發(fā)射紫外光和可見(jiàn)光的能力，利用這一性質(zhì)可以設(shè)計(jì)以深組織穿透的近紅外光為激發(fā)光、具有光敏劑功能的納米材料。文獻(xiàn)(Nature Communication，2012，18：1580-1585)報(bào)道了以介孔SiO₂包裹NaYF₄:Yb³⁺/Er³⁺納米晶負(fù)載有機(jī)光敏劑鋅酞菁和步華青54構(gòu)建具有光動(dòng)力活性的納米藥物，在980nm近紅外光照射下，利用NaYF₄:Yb³⁺/Er³⁺的上轉(zhuǎn)換發(fā)光激發(fā)光敏劑，產(chǎn)生ROS以殺滅腫瘤細(xì)胞、抑制老鼠體內(nèi)腫瘤生長(zhǎng)。專利(CN104342145A；CN104784692A)提供了可用于光動(dòng)力治療的有機(jī)光敏劑負(fù)載的上轉(zhuǎn)換納米晶的制備方法。然而，由于有機(jī)光敏劑的化學(xué)穩(wěn)定性差，易發(fā)生光漂白且在體內(nèi)環(huán)境下有從納米粒上泄漏的風(fēng)險(xiǎn)，此類負(fù)載型光敏藥物的體內(nèi)光動(dòng)力治療應(yīng)用上受到限制。相比有機(jī)光敏劑，TiO₂的化學(xué)穩(wěn)定性好、ROS產(chǎn)生能力強(qiáng)，可以用作無(wú)機(jī)光敏劑在紫外光下光動(dòng)力滅活細(xì)胞。文獻(xiàn)(ACS Nano，2015，9：2584-2599；Biomaterials，2015，57：93-106)報(bào)道了將TiO₂與上轉(zhuǎn)換納米晶復(fù)合制備無(wú)機(jī)光敏劑上轉(zhuǎn)換納米晶-TiO₂復(fù)合粒子的方法，在近紅外光照射下利用上轉(zhuǎn)換納米晶發(fā)射的紫外光激發(fā)TiO₂產(chǎn)生ROS，可以用于抑制小鼠體內(nèi)的腫瘤生長(zhǎng)、延長(zhǎng)存活時(shí)間。然而，由于上轉(zhuǎn)換納米晶發(fā)光的量子產(chǎn)率普遍較低同時(shí)TiO₂的光生電子-空穴容易發(fā)生復(fù)合，導(dǎo)致此類無(wú)機(jī)光敏劑的能量轉(zhuǎn)化效率在總體上非常低，表現(xiàn)為ROS產(chǎn)生能力較弱、光動(dòng)力活性有待提升。此外，功能分子的表面修飾是上轉(zhuǎn)換納米晶-TiO₂復(fù)合粒子的體內(nèi)應(yīng)用的前提，上述文獻(xiàn)采用先利用硅烷偶聯(lián)改性TiO₂表面、然后偶聯(lián)修飾分子的方法，但是硅烷偶聯(lián)劑的改性會(huì)消耗TiO₂表面部分羥基、封閉TiO₂表面的部分光催化活性位點(diǎn)，造成藥物的光動(dòng)力活性進(jìn)一步減弱。在這種情況下，為了維持光動(dòng)力治療所需的有效劑量，必須增大近紅外激發(fā)光的功率密度，這將加大患者皮膚被熱效應(yīng)顯著的近紅外光灼傷的風(fēng)險(xiǎn)。因此，如何有效提高上轉(zhuǎn)換納米晶-TiO₂復(fù)合粒子的上轉(zhuǎn)換發(fā)光效率、改進(jìn)藥物的ROS產(chǎn)生能力和光動(dòng)力活性，成為此類納米材料作為無(wú)機(jī)光敏劑安全和高效地應(yīng)用于體內(nèi)腫瘤細(xì)胞滅活的首要前提和關(guān)鍵技術(shù)。