[發明專利]含石墨化熒光碳點且具有yolk-shell結構的磁性粒子及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202010037012.7
• 申請日: 2020-01-14
• 公開（公告）號: CN111228487B
• 公開（公告）日: 2021-09-24
• 發明（設計）人: 儲茂泉;朱方亮;黃雨喬;章澤飛;程靜新
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: A61K41/00
• 分類號: A61K41/00;A61K47/04;A61K47/02;A61K49/00;A61K49/10;A61K49/18;A61K49/22;A61P35/00
• 代理公司: 上海伯瑞杰知識產權代理有限公司 31227
• 代理人: 劉宗磊;王一琦

本發明提供了一種含石墨化熒光碳點且具有yolk?shell結構的磁性粒子及其制備方法和應用，本發明將yolk?shell結構的磁性納米粒子、檸檬酸和尿素一起分散于N,N?二甲基甲酰胺溶液中，在密閉反應釜中，通過高溫溶劑熱反應，即可得到具有明亮熒光的yolk?shell結構的磁性納米粒子。本發明提供的制備方法過程簡單、效率高、成本較低，獲得的具有熒光的yolk?shell結構的磁性納米粒子，在生物成像、腫瘤治療、藥物裝載等領域有很多用途。

技術領域

本發明屬于材料和生物醫學領域，涉及一種含石墨化熒光碳點且具有yolk-shell結構的磁性粒子及其制備方法，以及所獲得的產品在生物成像和腫瘤治療等領域的應用。

背景技術

磁性納米粒子和熒光碳點在生物醫學研究領域均有廣闊的應用前景，它們都可以用于生物成像和腫瘤治療。將二者結合起來，形成含有熒光碳點的磁性納米粒子，則功能更為強大，可同時發揮熒光碳點的熒光成像、光熱治療和光動力治療、磁性納米粒子的磁分離、磁共振成像、光聲成像、光熱治療以及磁性納米粒子的磁性熱療、基于芬頓反應(Fentonreaction)的腫瘤治療、磁場機械力治療以及抗體連接的磁性納米粒子的生物治療，等。

將磁性納米粒子和熒光碳點復合成一個納米粒子，可以將制備好的磁性納米粒子與熒光碳點可通過共價反應的方式來實現。例如，先合成表面富含羧基的磁性納米粒子，同時合成表面富含氨基的熒光碳點，然后活化磁性納米粒子上的羧基，通過活化的羧基與熒光碳點上的氨基反應，將熒光碳點連接到磁性納米粒子表面[Pramanik A,Jones S,Pedraza F,Vangara A,Sweet C,Williams MS,Ruppa-Kasani V,Risher SE,Sardar D,RayPC.Fluorescent,Magnetic Multifunctional Carbon Dots for Selective Separation,Identification,and Eradication of Drug-Resistant Superbugs.ACS Omega 2017,2,2,554-562.]。這種方法的特點是事先將磁性納米粒子和熒光碳點分別制備好，然后進行連接，步驟較多，而且磁性納米粒子本身攜帶藥物很有限。

為了更好的攜帶藥物，可以在磁性納米粒子表面包覆聚合物或包覆介孔二氧化硅，然后再與熒光碳點連接。例如，先合成磁性納米粒子，再于磁性納米粒子表面包覆介孔二氧化硅，進一步對二氧化硅進行氨基化修飾，同時合成硼酸修飾的熒光碳點，然后將這兩種粒子混合，即得連接熒光碳點的磁性納米復合粒子，藥物可裝載于這種復合粒子的介孔二氧化硅中[Rahul K.Das,Arindam Pramanik,Megharay Majhi,SasmitaMohapatra.Magnetic Mesoporous Silica Gated with Doped Carbon Dot for Site-Specific DrugDelivery,Fluorescence,and MR Imaging.Langmuir 2018,34,18,5253-5262.]。這種方法同樣是事先制備好磁性粒子和熒光碳點，然后進行連接，此外，介孔二氧化硅的載藥能力也有限。

發明內容

為克服現有技術的不足，本發明提供一種新的策略，以構建一種新穎的復合了石墨化熒光碳點的磁性納米粒子，也就是，首先合成具有yolk-shell(蛋黃-蛋殼)結構的磁性納米粒子，這種磁性納米粒子，是以磁性氧化鐵納米粒子(iron oxide nanoparticles，簡寫為IONPs)為“蛋黃”，以介孔二氧化硅(mesoporous SiO₂，簡寫為mSiO₂)為“蛋殼”，蛋黃與蛋殼之間有很大的空隙，用于裝載更多的藥物。我們將這種yolk-shell結構的磁性納米粒子與檸檬酸以及尿素一起分散于二甲基甲酰胺溶液中，通過溶劑熱反應，使檸檬酸和尿素在介孔二氧化硅表面形成石墨化的熒光碳點(carbon dots，簡寫為CDs)。本發明的制備方法如下：

S1、制備yolk-shell IONPs/mSiO₂結構的磁性納米粒子；