[發明專利]一種制備穩定ICG染料敏化上轉換納米顆粒的方法

在審

• 申請號: 202111499569.3
• 申請日: 2021-12-09
• 公開（公告）號: CN114350346A
• 公開（公告）日: 2022-04-15
• 發明（設計）人: 徐益升;周緒光;張卯升
• 申請（專利權）人: 華東理工大學;南通涂冠環保科技有限公司;南通中盛工貿有限公司
• 主分類號: C09K11/02
• 分類號: C09K11/02;C09K11/85;B82Y20/00;B82Y30/00;A61K41/00
• 代理公司: 上海順華專利代理有限責任公司 31203
• 代理人: 顧蘭芳

本發明涉及一種制備穩定ICG染料敏化上轉換納米顆粒的方法，利用FNP方法制備UCNPs?ICG，步驟包括：(1)NaYF4:20％Yb,2％Er(core)的合成；(2)NaYF4:20％Yb,2％Er@NaYF4:20％Nd(core?shell)的合成：(3)UCNPs?ICG NPs的制備。通過限域空間內的對沖混合技術制備ICG染料敏化的上轉換納米顆粒，其尺寸和電荷可控，并且聚合物大大低了了ICG以及UCNPs被水淬滅的效率，極大提高了ICG的水相穩定性，并且利用ICG敏化了上轉化粒子，提高了上轉化粒子的發光效率及時間，在治療診斷學方面具有廣闊的應用前景。

技術領域

本發明涉及一種高度穩定的染料敏化上轉換納米顆粒，具體為通過限域空間內的強對沖混合技術制備穩定ICG染料敏化的上轉換納米顆粒，屬于新材料技術領域。

背景技術

近幾年來，稀土摻雜的上轉換納米顆粒(UCNPs)因其良好的低毒性、光穩定性、化學穩定性等特性，而具有巨大應用潛力，如用于光動力和光熱癌癥治療，藥物傳遞，食物中病原體的檢測，生物成像等。UCNPs可以利用近紅外光，通常為980nm或808nm激發發射出可見光或近紅外光等，發射峰較窄，無自體熒光，其熒光性能幾乎不受外界溫度、濕度及酸度的影響，因此適合在復雜的生物體系中用作生物標記材料。但是UCNPs有限的亮度而且較低的上轉換效率，阻止了其在生物醫學當中的進一步應用。目前，為了解決這些問題，研究嘗試了構建核殼結構的UCNPs、優化摻雜的鑭系金屬濃度、利用等離子體結構或采用染料敏化等方案。

其中，利用染料敏化UCNPs的方案是將有強吸收光譜的有機染料通過配位作用或者疏水作用在UCNPs表面，與鑭系離子直接吸收激發光不同，采用吸收截面大的染料作為“天線”吸收光子能量，通過共振能量傳遞將激發態能量傳遞給鑭系離子，借此來提高上轉換效率。

然而，在水相中有機染料因其疏水性導致敏化效率受到嚴重限制，為了解決這一問題，一般采用傳統混合等簡單自組裝方法，通過將兩親性聚合物包裹在染料及UCNPs外部，形成親水的納米顆粒。從而使得有機染料可以在水相環境中，有效的敏化UCNPs。

目前傳統的納米顆粒制備的方法主要分為乳化溶劑揮發法、噴霧干燥、透析法等，然而這些制備納米顆粒的方法都有其局限。相較于傳統混合制備納米顆粒的方法，一種限域空間內的強對沖混合技術5瞬時納米沉淀技術(Flash Nanoprecipitation,FNP)作為一種新型混合沉淀制備納米顆粒的工藝，具有過程可控等優點，制備得到的兩親性聚合物包覆的納米顆粒分散性好，粒徑尺寸可控，電荷可控且具有高穩定性。FNP工藝將混合的發生縮小到納米尺度，通過反應器的限域高湍流混合，實現高效混合分散，并且由此制備得到的納米顆粒具有可重復性，可以批量生產，并且操作簡單。

發明內容

針對上述現有技術存在的問題，本發明采用FNP工藝，快速制備高度穩定的染料敏化上轉換納米粒子，與傳統方法相比，應用這種方法制備的有機染料敏化UCNPs被兩親性聚合物包裹形成新的納米顆粒，可以在水相中有良好的上轉換發光效率，并且得到的納米顆粒尺寸更小、分散性更好、穩定性更好，在生物應用中極有潛力。本發明可將制備得到的納米顆粒應用于腫瘤的光熱治療。

本發明的具體技術方案是：一種制備穩定ICG染料敏化上轉換納米顆粒(UCNPs-ICG NPs)的方法，利用FNP方法制備UCNPs-ICG的具體技術方案如下：

(1)NaYF₄:20％Yb,2％Er(core)的合成：