一种光敏微胶囊、其制备方法和用图
【技术领域】
[0001] 本发明属于组装材料的制备技术领域，具体涉及一种光敏微胶囊、其制备方法和 用途。
【背景技术】
[0002] 微胶囊是指一种具有聚合物壁壳和微型容器或包装物，是通过成膜物质将囊内空 间与其外部空间隔离开而形成的具有规则几何形状的物质，其形状以球形为主，也可为椭 圆形、正方形或长方形、多边形以及各种不规则形状。微胶囊的囊壁通常由天然或合成的高 分子材料或无机材料组成，囊壁的厚度一般在几纳米至几微米之间。微胶囊的囊壁将囊内 外空间隔离，若将物质包裹在囊内，物质本身的物理、化学、生物学性能则不会受到影响，同 时又对被包裹的物质起到保护作用，将其与外界隔离。囊壁具备的阻隔和渗透调节性能，可 以降低或调控包埋物质的释放速率，从而起到缓释和控制释放的作用。微胶囊的成品稳定 性好，可防止组份的破坏，便于加工，且具有较好的生物相容性，能在机体内降解，毒副作用 小。
[0003] 双光子激发过程是在激光照射下，基态荧光分子或原子同时吸收两个光子成为激 发态。双光子激发所用的激发波长更长可用红外或近红外区域的激光作光源，该区域的光 散射效应较于可见光小，红外光在生物组织中的穿透力强，能对生物深层组织进行照射，焦 点以外不发生漂白现象，有效避免了光照时药物对正常组织细胞的伤害。
[0004] 本领域有需要开发一种具有双光子吸收功能的光敏药物，从而避免光照时对正常 组织细胞的伤害。
【发明内容】
[0005] 针对现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种内部能够发生荧光共振能 量转移的光敏微胶囊。
[0006] 本发明所述光敏微胶囊的囊壁为交替包覆的正性聚电解质层和负性电解质层，所 述正性聚电解质层中偶联有荧光素分子和光敏物质分子；
[0007] 所述光敏微胶囊囊壁中，荧光素分子与光敏物质分子距离< 10nm。
[0008] 本发明利用荧光共振能量转移效应，所谓荧光共振能量转移效应即在距离很近的 两个荧光分子间产生的一种能量转移现象，具体过程为：当两个荧光分子距离在1~l〇nm 之间，且供体分子的发射波长与受体分子的吸收波长范围重叠大于30%时，以供体的激发 光激发使供体分子由基态跃迀到激发态之后，释放能量激发受体分子。
[0009] 本发明选用具有双光子吸收的焚光分子作为供体分子，光敏药物分子作为受体分 子，将两者分别与聚电解质偶联后组装成可用于光动力治疗的光敏微胶囊，通过双光子激 光来激发具有双光子吸收的荧光分子后，产生荧光共振能量转移，激发受体光敏药物分子 产生活性氧，杀死癌细胞，实现通过双光子来激发没有双光子吸收的光敏药物的活性。
[0010] 在本发明提供的光敏微胶囊中，荧光分子起到了桥梁的作用，将接收的双光子能 量传递给光敏药物，从而激活光敏药物，实现双光子启动光敏药物的目的。
[0011] 本发明所述光敏微胶囊的粒径大小为1~10 μπι，例如1. 3 μπι、1. 7 μηι、3 μπκ 3. 6 μ m、5 μ m、7 μ m、8. 3 μ m、8. 8 μ m、9. 5 μ m等。本发明所述光敏微胶囊粒径的大小可以通 过控制制备碳酸锰核时的超声时间来控制碳酸锰核的粒径大小来控制微胶囊的粒径。
[0012] 本发明所述光敏微胶囊内部能够发生荧光共振能量转移，被双光子激光激发释放 活性氧，且能够被细胞内吞。
[0013] 优选地，所述正性聚电解质层为分别偶联有荧光素分子和光敏物质分子的聚丙烯 胺盐酸盐；
[0014] 优选地，所述负性电解质层为聚苯乙烯磺酸钠。
[0015] 本发明目的之二是提供一种如目的之一所述的光敏微胶囊的制备方法，所述方法 包括如下步骤：
[0016] (I)在核心物质上交替组装正性聚电解质和负性聚电解质；所述正性聚电解质为 分别偶联有荧光素的第一正电性聚电解质和偶联有光敏物质的第二正电性聚电解质的混 合物；
[0017] (II)加入除核剂去除核心物质，得到光敏微胶囊。
[0018] 本发明通过将分别偶联有荧光素的正电性聚电解质和偶联有光敏物质的正电性 聚电解质的混合，得到正性聚电解质，将核心物质与正性聚电解质和负性聚电解质交替包 覆后，去除核心物质得到光敏微胶囊。制备方法简单，易操作，可通过控制交替包覆从次数 控制微胶囊的粒径，制备得到光敏微胶囊的荧光信号较强，双光子吸收效应较好，具有良好 的生物相容性，通过荧光共振能量转移实现双光子激发的光动力治疗，能够作为一种抗癌 药物应用于生物医药领域。
[0019] 作为优选技术方案，本发明所述第一正电性聚电解质和第二正电性聚电解质均为 聚丙烯胺盐酸盐和/或壳聚糖，优选重均分子量为60~80kDa，可以是62~68kDa、65~ 73kDa、68 ~75kDa、72 ~78kDa、75 ~80kDa、70kDa，的聚丙烯胺盐酸盐。
[0020] 优选地，所述负性聚电解质为聚苯乙烯磺酸钠，优选重均分子量为60~80kDa，可 以是 62 ~68kDa、65 ~73kDa、68 ~75kDa、72 ~78kDa、75 ~80kDa、70kDa，的聚苯乙烯磺 酸钠。
[0021] 优选地，所述核心物质为碳酸锰和/或碳酸钙；所述碳酸锰粒子优选通过混合硫 酸锰和碳酸氢铵溶液后超声制得。
[0022] 优选地，所述核心物质的粒径为1~10 μ m。
[0023] 优选地，所述荧光素为异硫氰酸荧光素。
[0024] 优选地，所述光敏物质为孟加拉红。
[0025] 作为优选技术方案，本发明步骤（I)所述正性聚电解质通过如下步骤得到：
[0026] (la)将聚丙烯胺盐酸盐溶于碳酸钠缓冲溶液中，加入荧光素，偶联后透析，得到第 一正电性聚电解质分散液；
[0027] (lb)将聚丙烯胺盐酸盐溶于2-吗啉乙磺酸缓冲溶液中，加入光敏药物与官能团 活化剂，偶联后透析，得到第二正电性聚电解质分散液；
[0028] (lc)将第一正电性聚电解质分散液和第二正电性聚电解质分散液混合，得到第三 正电性聚电解质分散液，即正性聚电解质。
[0029] 其中，透析的作用是提纯，除去未反应的荧光分子以及缓冲溶液的盐分子。
[0030] 优选地，其中所述偶联反应操作为室温下避光持续搅拌，搅拌时间优选1~48h， 例如 511、711、911、1211、1511、1711、1911、2111、2411、3011、3811、4211、4511等，优选5~2411，搅拌速度优 选100~3000转/分钟。
[0031] 优选地，其中所述透析用透析袋分子量为3000~10000MW。
[0032] 优选地，所述第一正电性聚电解质分散液中，荧光素与聚丙烯胺盐酸盐的质量比 为 1:500 ~2000,例如 1:550、1: : 700、： 1:1000、1:1200、1:1500、1:1700 或 1:1900。
[0033] 优选地，所述第二正电性聚电解质分散液中，光敏物质与聚丙烯胺盐酸盐的质量 比为 1:5 ~1:20,例如 1:6、1:8、1:10、1:12、1:15、1:17 或 1:19 等。
[0034] 优选地，所述第一正电性聚电解质分散液和第二正电性聚电解质分散液的混合质 量比为1:1~5:1。
[0035] 所述碳酸钠缓冲溶液优选pH = 7. 5~8. 5，优选8。
[0036] 优选地，所述2-吗啉乙磺酸优选pH = 4. 5~5. 5,优选5。
[0037] 优选地，所述官能团活化剂为1-乙基-(3-二甲基氨基丙基）碳酰二亚胺盐酸盐 (EDC)和N-羟基琥珀酰亚胺（NHS)。
[0038] 作为优选技术方案，本发明步骤（I)所述"组装"过程为将待组装物质在相应聚电 解质溶液中进行振荡吸附。
[0039] 优选地，所述聚电解质溶液中聚电解质的浓度为0. 5~2mg/mL。
[0040] 优选地，所述振荡吸附时间为1~60min。
[0041] 优选地，所述振荡吸附的振荡速度为500~3000转/分钟。
[0042] 优选地，所述交替组装的次数多1，优选4~10。
[0043] 优选地，所述交替组装1次为进行1次正电性聚电解质组装后再进行1次负电性 聚电解质组装。
[0044] 优选地，用于正性聚电解质组装的正电性聚电解质溶液中，聚丙烯胺盐酸盐的浓 度为 0. 5 ~2mg/mL。
[0045] 用于负性聚电解质组装的负电性聚电解质溶液中，聚苯乙烯磺酸钠的浓度为 0· 5 ~2mg/mL〇
[0046] 所述交替组装为层层组装，即以核心物质为模板，交替振荡吸附分别