具雙模式成像與光動力活性功能的復合微球及其制備方法技術

本發(fā)明專利技術公開了一種具雙模式成像與光動力活性功能的復合微球及其制備方法。該復合微球包含疏水性聚合物、疏水光敏劑以及上轉換發(fā)光納米晶。其制備方法為：取油溶穩(wěn)定的上轉換發(fā)光納米晶、疏水性聚合物和疏水性光敏劑于有機溶劑中混合后，再加入含表面活性劑的水溶液，乳化形成穩(wěn)定微乳液體系，而后蒸發(fā)除去該微乳液體系中的有機溶劑，離心分離出殘余溶液中的沉淀物，該沉淀物經(jīng)純化得到目標產(chǎn)物。本發(fā)明專利技術的復合微球集光學成像、磁共振成像等功能與光動力活性于一體，可用于影像學檢測與光動力治療，且制備工藝簡單易操作。本發(fā)明專利技術在生物和醫(yī)學等領域具有廣泛的應用前景。

【技術實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術涉及納米材料生物成像與治療
的一種復合微球，特別是涉及一種集上轉換發(fā)光與磁共振雙模式成像及光動力活性功能的復合微球及其制備方法。
技術介紹
影像學檢測與光動力治療是疾病診療的重要方法，其中雙模式生物成像在診斷中具有更高的準確性，而光動力療法具有微創(chuàng)性、靶向性的獨特優(yōu)勢。隨著納米生物醫(yī)學研究的發(fā)展，以具有熒光及磁性的材料構建磁-光復合材料用于成像檢測的生物應用研究已經(jīng)成為納米材料科研領域普遍關注的熱點。其中以超順磁氧化鐵納米顆粒為磁性物質的磁光復合材料研究最為廣泛，比如將磁性氧化鐵納米粒子與熒光染料Cy5. 5(或其它發(fā)光材料)共價偶聯(lián)在一起制備集順磁與熒光性質于一身的材料并用于腫瘤細胞的雙功能成像研究；或者通過合成!^3O4-CcKe等異質晶體顆粒將半導體量子點等發(fā)光材料與磁性顆粒結合在一起，能夠實現(xiàn)熒光與磁性復合功能。然而這些以磁性與發(fā)光兩種物質相結合的復合材料在制備與生物應用過程中都存在嚴重的問題，首先，在制備過程中磁性與發(fā)光兩種物質的成份不易控制，難于重復性制備磁光性質一致的材料； 其次，復合材料的結構復雜，繁瑣的制備過程容易對材料的基本性能造成不利的影響；最主要的問題是磁性氧化鐵顆粒在可見光區(qū)有極強的吸收性能，很容易降低甚至猝滅發(fā)光物質的發(fā)光強度，進而影響利用熒光性質進行光學成像或應用的效果；特別是目前發(fā)展的磁性-發(fā)光材料應用單一僅限于成像檢測應用而不具備光動力活性等功能。
技術實現(xiàn)思路
本專利技術的目的針對現(xiàn)有技術中的不足，提供一種。為實現(xiàn)上述專利技術目的，本專利技術采用了如下技術方案一種具雙模式成像與光動力活性功能的復合微球，其特征在于，它包含被包裹于疏水性聚合物中的上轉換發(fā)光納米晶和疏水光敏劑。具體而言，所述上轉換發(fā)光納米晶包括油溶穩(wěn)定的、含Gd3+的上轉換發(fā)光納米晶。所述上轉換發(fā)光納米晶為NaGdF4 :Yb3+/Er3+上轉換納米晶和/或NaYF4 =Gd3VEr3+/ 上轉換納米晶，且所述上轉換發(fā)光納米晶表面具有疏水配體，所述疏水配體至少為油酸、油胺和TOPO的任意一種。所述疏水性聚合物包括經(jīng)水解反應可產(chǎn)生羧基官能團的油溶性高分子聚合物，該油溶性高分子聚合物至少為聚馬來酸酐與十八碳烯的交替共聚物、聚馬來酸酐-苯乙烯共聚物和甲基丙烯酸碳十四烷基酯-馬來酸酐共聚物中的任意一種。所述光敏劑為可被所述上轉換發(fā)光納米晶的發(fā)射光所敏化的光敏疏水性化合物， 其至少選自部花青540和酞菁鋅中的任意一種。一種具雙模式成像與光動力活性功能的復合微球的制備方法，其特征在于，該方法為取油溶穩(wěn)定的上轉換發(fā)光納米晶、疏水性聚合物和疏水性光敏劑于有機溶劑中混合后，再加入含表面活性劑的水溶液，乳化形成穩(wěn)定微乳液體系，而后蒸發(fā)除去該微乳液體系中的有機溶劑，離心分離出殘余溶液中的沉淀物，該沉淀物經(jīng)純化得到目標產(chǎn)物；進一步的，所述疏水性聚合物包括經(jīng)水解反應可產(chǎn)生羧基官能團的油溶性高分子聚合物；所述光敏劑為可被上轉換發(fā)光納米晶的發(fā)射光所敏化的光敏疏水性化合物；所述有機溶劑為與水不混溶，且沸點低于水的有機溶劑。該方法包括如下步驟Si.取上轉換發(fā)光納米晶和疏水性聚合物分散在有機溶劑中，混合形成含上轉換納米晶與疏水性聚合物的均一溶液；S2.取疏水性光敏劑分散于有機溶劑中，形成光敏劑溶液；S3.取步驟S 1所得均一溶液與步驟S2所得光敏劑溶液混合均勻，再按照1 5 1 20的體積比與含有0.2wt%以上表面活性劑的水溶液混合，經(jīng)乳化處理形成穩(wěn)定的微乳液體系；S4.在持續(xù)攪拌的條件下，加熱蒸干該微乳液體系中的有機溶劑，并離心分離出殘余溶液中的沉淀物，將沉淀物純化后獲得目標產(chǎn)物。所述上轉換發(fā)光納米晶包括油溶穩(wěn)定的、含Gd3+的上轉換發(fā)光納米晶。 所述上轉換發(fā)光納米晶至少為NaGdF4 :Yb3+/Er3+上轉換納米晶和/或NaYF4 =Gd3+/ Er3VYb3+上轉換納米晶，且所述上轉換發(fā)光納米晶表面具有疏水配體，所述疏水配體至少為油酸、油胺和TOPO的任意一種。所述疏水性聚合物至少為經(jīng)水解反應可產(chǎn)生羧基官能團的油溶性高分子聚合物， 該油溶性高分子聚合物至少為聚馬來酸酐與十八碳烯的交替共聚物、聚馬來酸酐-苯乙烯共聚物和甲基丙烯酸碳十四烷基酯-馬來酸酐共聚物中的任意一種。所述光敏劑至少為部花青540和酞菁鋅中的任意一種。所述有機溶劑至少為環(huán)己烷、二氯甲烷、氯仿和正己烷中的任意一種或兩種以上的組合。所述表面活性劑至少為SDS、DTAB和CTAB中的任意一種或兩種以上的組合。步驟S4具體為在持續(xù)攪拌的條件下，加熱蒸干該微乳液體系中的有機溶劑，并離心分離出殘余溶液中的沉淀物，再將沉淀物置于溫度在50°C以下、？!1值> 14的水溶液中攪拌反應IOh以上，而后離心分離出該水溶液中的微球，獲得目標產(chǎn)物。所述疏水性聚合物與上轉換納米晶的質量比在0. 5與5之間。本專利技術以含Gd3+的上轉換發(fā)光納米晶為發(fā)光物質與順磁性造影劑，通過與含酸酐基團的親油性聚合物及疏水性光敏劑一步法組裝形成復合功能微球。具體的講，本專利技術采用微乳液組裝技術利用疏水納米晶、疏水性聚合物等分子間的范德華力形成復合微球，構建具有雙模式成像與光動力活性功能的復合納米微球。該方法以簡單的含Gd3+上轉換納米晶替代以磁性與發(fā)光兩種物質相結合的磁光復合材料，以單一材料實現(xiàn)磁、光兩種功能，且兩種功能之間無相互干擾。相對現(xiàn)有技術此方法具有制備過程簡單、成本低廉、易于控制微球成份調節(jié)不同功能的優(yōu)勢。同時，克服現(xiàn)有材料檢測準確性差、功能單一的缺點，在功能上具有高度集成性，在生物檢測、臨床診斷與治療等領域具有廣泛的應用前景。 附圖說明圖1為本專利技術具有雙模式成像與光動力治療功能的復合微球的結構示意圖；圖2為實施例1中復合微球的透射電鏡照片；圖3為實施例1中復合微球在980nm光源激發(fā)下的發(fā)射光譜(實線)及其所選用 aiPc光敏劑的吸收光譜(虛線)；圖4為實施例1中復合微球在不同濃度下的磁共振造影圖片；圖5為實施例1中復合微球在連續(xù)光980nm激發(fā)不同時間條件下產(chǎn)生單線態(tài)氧對 9，10-二亞甲基丙二酸蒽(ABDA)發(fā)光強度的猝滅效應曲線圖；圖6為實施例2中復合微球的透射電鏡照片；圖7是實施例2中復合微球在980nm光源激發(fā)下的發(fā)射光譜(黑色實線)及其所選用M-540光敏劑的吸收光譜(黑色虛線)；圖8為實施例3中復合微球的透射電鏡照片；圖9為實施例4中復合微球的透射電鏡照片。具體實施例方式本專利技術利用含Gd3+的上轉換發(fā)光納米晶為發(fā)光基元，選用富含酸酐基團的親油性聚合物，及吸收光譜與含Gd3+上轉換納米晶的發(fā)光譜帶相交疊，可被上轉換發(fā)射光敏化的疏水性光敏劑共同組裝構建成像與光動力活性于一體的納米晶-光敏劑/聚合物的復合微球，在復合體內上轉換納米晶在生物醫(yī)學檢測中可作為低生物背景的熒光成像劑和造影劑等；同時，利用納米晶的發(fā)光敏化光敏分子使材料具有光動力活性，并且，復合體表面豐富的酸酐基團使其易于進行靶向修飾，從而克服現(xiàn)有材料功能單一等的不足。本專利技術復合微球結構如圖1所示，其制備方法具體如下Si.取油溶穩(wěn)定的NaGdF4 :Yb3+/Er3+上轉換發(fā)光納米晶分散在與水不混溶且沸點低于水的有機溶劑中配制一定濃度的NaGdF4 =Yb3VEr3+有機溶液，另取一定質量含酸酐基團的疏水性高分本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術保護點】
１．一種具雙模式成像與光動力活性功能的復合微球，其特征在于，它包含被包裹于疏水性聚合物中的上轉換發(fā)光納米晶和疏水光敏劑。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：張慶彬，王新，朱毅敏，楊輝，
申請(專利權)人：中國科學院蘇州納米技術與納米仿生研究所，
類型：發(fā)明
國別省市：32