专利名称：靶向性卟啉类荧光分子与金纳米棒二联体的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种二联体的制备方法。
背景技术：
恶性肿瘤是目前死亡率较高的一种疾病，早期诊断和治疗是肿瘤研究中的关键科学问题。在肿瘤诊断技术中，光学成像与正电子发射断层显像，磁共振显像，超声以及计算机断层扫描等相比，具有低能量辐射、高敏感性等优势而备受研究人员的关注；光学成像的基本原理是加入能够富集到肿瘤组织的外源性荧光探针，然后用一定波长的光激发探针产生荧光，通过监测肿瘤组织与正常组织之间荧光信号差异而进行的诊断；光学成像的核心是荧光探针的光吸收强弱及荧光量子产量高低。卟啉类荧光分子具有卟吩环共轭大η键刚性分子结构，吸收峰位于405、530、570和630nm，其中405nm为最强的吸收峰，具有光吸收
强的优点；当用405nm波长的光激发卩卜啉类突光分子能够产生位于630nm及690nm近红外区荧光发射峰，在近红外区机体光吸收较少，光散射较弱，因此卟啉类荧光分子成像具有背景干扰低，灵敏度高；能够对深层肿瘤组织成像的优势。但是卟啉类荧光分子在体内循环过程对靶向肿瘤组织的能力有一定缺陷，能够非特异性的聚集在皮肤或眼部，进而产生光毒性，因此如何提高卟啉类荧光分子靶向性始终是一个研究重点。光热疗法是一种新颖的肿瘤消融方法，与传统化疗和放射疗法相比，具有无组织记忆性，重复性好的显著优点；其基本原理是通过外源性加入的靶向肿瘤组织光热剂后，用激光辐射，使光热剂光热转换产生高热量，破坏消除肿瘤细胞；此种疗法的关键在于光热剂吸收光强度及光热转换效率。贵金属纳米材料因具有表面等离子共振的光学特性，能够对特定波长的光产生强吸收因此可以成为光热剂的一种。在贵金属纳米材料中，金纳米棒是一种具有横轴及纵轴结构不对称性的金纳米粒子，与其横轴及纵轴应结构不对称性相对应的为横向及纵向等离子体吸收，横向等离子体吸收基本位于520nm可见光区，而纵向等离子体吸收能够随着金纳米棒的纵横比变化，在可见光及近红外区进行人为的调控。结合生物体对于不同区域的光吸收不同的性质(机体对近红外区(650-1000nm)光的吸收少于可见区(主要为血红蛋白吸收)和红外区(主要为水分吸收))，将金纳米棒的纵向吸收调至近红外区可以可以减小光热治疗中对正常组织的损伤，并达到治疗深层肿瘤组织的目的，因此金纳米棒可以成为NIR光热治疗一种理想的光热剂。Dickerson等的研究表明，选择与金纳米棒LSPR波长相匹配的NIR激光作为光源，能诱导皮下深层组织的金纳米棒颗粒产生热量，使之升温而光热杀伤肿瘤组织。大多数肿瘤具有使大分子物质在肿瘤组织透过性增强及滞留效应，此种效应促进了纳米粒子(小于IOOnm)在肿瘤组织的选择性分布。基于纳米粒子此种效应，将卟啉类光敏剂与金纳米棒共价偶联后，可以提高卟啉类光敏剂靶向肿瘤组织的能力，减少在皮肤及眼部非特异性聚集而产生的光毒性，实现肿瘤靶向光学成像；然后通过NIR激光辐射，使富集在肿瘤组织中的金纳米棒进行光热转换，靶向光热治疗肿瘤组织，而使临近的组织不受损伤。
目前制备金纳米棒广为应用的方法是晶种生长法，通过使用高浓度的十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为表面活性剂和稳定剂可以简单、高产制备出不同面径比的金纳米棒。但得的金纳米棒仅能够分散在高浓度的CTAB溶液中，而在水溶液及有机溶剂中易发生聚集；并且CTAB分子不仅容易从金纳米棒表面脱离和重新结合，而且还具有强生物毒性，阻碍了金纳米棒与荧光分子进行化学偶联及应用在医药领域。已经有多个研究小组尝试应用不同方法在不降低金纳米棒稳定性前提下，对金纳米棒表面的CTAB分子进行取代，如，通过层层自组装方法在金纳米棒表面形成娃层、或通过Stober方法构建金纳米棒-二氧化娃核壳结构，尽管与二氧化硅作用后能够降低金纳米棒表面CTAB分子的毒性，但二氧化硅在生物体内是一种难降解材料难以在生物体内进行研究；或通过PSS分子负电荷金纳米棒表面的CTAB分子正电荷发生静电吸附作用，但是此种非共价作用在体内环境中具有稳定性差的缺点
发明内容
本发明的目的是为了解决卟啉类荧光分子在体内运输时靶向性差易聚集在皮肤及眼部产生光毒性和金纳米棒在极性溶剂中不能够稳定存在的技术问题，提供了一种靶向性卟啉类荧光分子与金纳米棒二联体的制备方法。靶向性卟啉类荧光分子与金纳米棒二联体的制备方法按照以下步骤进行一、在避光、0°C的条件下将10 IOOmg B卜啉类突光分子、2 5g无水碳酸钾和15 30mlN，N- 二甲基甲酰胺混合搅拌5 10分钟，然后在30 40分钟内滴加I 5ml氯乙酰氯，继续反应8 12小时，去除产物中的碳酸钾，向产物中加入50ml水和50ml 二氯甲烷，分液取出二氯甲烷溶液，向二氯甲烷溶液中加入水萃取3 5次，然后将二氯甲烷溶液中的溶剂蒸干，再进行柱色谱分离，并以二氯甲烷与甲醇体积比为100 2 3的混合溶液作为淋洗液，收集第二条色带，得到5，10，15-三(4-氯乙酰氧基苯基)-20-(4-羟基苯基)卟啉；二、将IOml浓度为O. lmol/L十六烷基三甲基溴化铵溶液和O. 25ml浓度为O. 01mol/L氯金酸溶液混合,在25°C的条件下搅拌5 15分钟,加入O. 6ml浓度为O. Olmol/L的硼氢化钠溶液，得到金种子溶液；三、将IOml浓度为O. lmol/L的十六烷基三甲基溴化铵溶液、O. 25ml浓度为O. lmol/L的氯金酸溶液、0. 05ml浓度为0. lmol/L的硝酸银溶液和2ml浓度为0. lmol/L的抗坏血酸溶液混合，得到金纳米棒生长溶液；四、将金种子溶液加入到金纳米棒生长溶液中反应12小时，得到CTAB稳定的金纳米棒水浴液；五、将0. 03g甲氧基聚乙二醇巯醇、3 4ml四氢呋喃和I 5mlCTAB稳定的金纳米棒水溶液混合，反应72小时，然后以IOOOOrpm的转速离心，将沉淀分散在甲醇中，得到聚乙二醇稳定的金纳米棒溶液；六、将50mg IOOmg 5,10,15-三(4_氯乙酰氧基苯基)-20-(4_轻基苯基)口卜啉与7. 5 10. 5ml甲醇混合,然后在30 40分钟内滴加聚乙二醇稳定的金纳米棒溶液2ml 4ml,反应24小时，以14000rpm的转速离心,将沉淀分散在甲醇中，得到二联体；七、将50mg生物分子或抗癌药、50mg IOOmg 二联体与IOml N,N-二甲基甲酰胺混合反应2小时，然后在4°C以HOOOrpm的转速离心，将沉淀分散在甲醇中后再分离，即得靶向性卟啉类荧光分子与金纳米棒二联体；步骤七中所述的生物分子为叶酸或单克隆抗体赫赛汀；步骤七中所述的抗癌药为10-羟基喜树碱、紫杉醇、阿霉素、5-氟尿嘧啶或甲氨蝶吟。本发明制备的靶向性卟啉类荧光分子与金纳米棒二联体能够提高肿瘤早期诊断治疗的效果、并减少对正常组织副作用，并且在此二联体上可以连接具有靶向作用的生物大分子及抗癌药物，进一步提高靶向能力与肿瘤治疗效果。本发明应用生物相容性好的甲氧基聚乙二醇巯醇与金纳米棒之间形成金硫共价键，取代有生物毒性的CTAB分子，具有良好的生物相容性；并通过甲氧基聚乙二醇巯醇与卟啉类荧光分子亲电取代反应形成稳定的二联体，不易在体内造成卟啉类荧光分子的非特异性释放。
图I是实验一步骤一中所得5,10,15-二(4-氣乙酸氧基苯基)~20~ (4-轻基苯·基)卟啉的紫外吸收光谱图；图2是实验一步骤一中所得5,10,15-二(4-氣乙酸氧基苯基)-20-(4-轻基苯基)卟啉的质谱图；图3是实验一步骤四中所得CTAB稳定的金纳米棒水浴液紫外吸收光谱图；图4是实验一步骤四中所得CTAB稳定的金纳米棒水浴液透射电镜图像。
具体实施例方式本发明技术方案不局限于以下所列举具体实施方式
，还包括各具体实施方式
间的任意组合。
具体实施方式
一本实施方式靶向性卟啉类荧光分子与金纳米棒二联体的制备方法按照以下步骤进行—、在避光、(TC的条件下将10 IOOmg P卜啉类突光分子、2 5g无水碳酸钾和15 30mlN，N- 二甲基甲酰胺混合搅拌5 10分钟，然后在30 40分钟内滴加I 5ml氯乙酰氯，继续反应8 12小时，去除产物中的碳酸钾，向产物中加入50ml水和50ml 二氯甲烷，分液取出二氯甲烷溶液，向二氯甲烷溶液中加入水萃取3 5次，然后将二氯甲烷溶液中的溶剂蒸干，再进行柱色谱分离，并以二氯甲烷与甲醇体积比为100 2 3的混合溶液作为淋洗液，收集第二条色带，得到5，10，15-三(4-氯乙酰氧基苯基)-20-(4-羟基苯基)卟啉；二、将IOml浓度为O. lmol/L十六烷基三甲基溴化铵溶液和O. 25ml浓度为O. 01mol/L氯金酸溶液混合,在25°C的条件下搅拌5 15分钟,加入O. 6ml浓度为O. Olmol/L的硼氢化钠溶液，得到金种子溶液；三、将IOml浓度为O. lmol/L的十六烷基三甲基溴化铵溶液、O. 25ml浓度为
O.lmol/L的氯金酸溶液、0. 05ml浓度为0. lmol/L的硝酸银溶液和2ml浓度为0. lmol/L的抗坏血酸溶液混合，得到金纳米棒生长溶液；四、将金种子溶液加入到金纳米棒生长溶液中反应12小时，得到CTAB稳定的金纳米棒水浴液；
五、将O. 03g甲氧基聚乙二醇巯醇、3 4ml四氢呋喃和I 5mlCTAB稳定的金纳米棒水溶液混合，反应72小时，然后以IOOOOrpm的转速离心，将沉淀分散在甲醇中，得到聚乙二醇稳定的金纳米棒溶液；六、将50mg IOOmg 5,10,15-三(4-氯乙酰氧基苯基)-20-(4_轻基苯基)口卜啉与7. 5 10. 5ml甲醇混合,然后在30 40分钟内滴加聚乙二醇稳定的金纳米棒溶液2ml 4ml,反应24小时，以14000rpm的转速离心,将沉淀分散在甲醇中，得到二联体；七、将50mg生物分子或抗癌药、50mg IOOmg 二联体与IOml N,N-二甲基甲酰胺混合反应2小时，然后在4°C以HOOOrpm的转速离心，将沉淀分散在甲醇中后再分离，即得靶向性卟啉类荧光分子与金纳米棒二联体；步骤七中所述的生物分子为叶酸或单克隆抗体赫赛汀；步骤七中所述的抗癌药为10-羟基喜树碱、紫杉醇、阿霉素、5-氟尿嘧啶或甲氨蝶吟。本实施方式中叶酸的结构式如下
权利要求
1.靶向性卟啉类荧光分子与金纳米棒二联体的制备方法，其特征在于靶向性卟啉类荧光分子与金纳米棒二联体的制备方法按照以下步骤进行 一、在避光、0°C的条件下将10 IOOmgη卜啉类突光分子、2 5g无水碳酸钾和15 30mlN，N-二甲基甲酰胺混合搅拌5 10分钟，然后在30 40分钟内滴加I 5ml氯乙酰氯，继续反应8 12小时，去除产物中的碳酸钾，向产物中加入50ml水和50ml 二氯甲烷，分液取出二氯甲烷溶液，向二氯甲烷溶液中加入水萃取3 5次，然后将二氯甲烷溶液中的溶剂蒸干，再进行柱色谱分离，并以二氯甲烷与甲醇体积比为100 2 3的混合溶液作为淋洗液，收集第二条色带，得到5，10，15-三(4-氯乙酰氧基苯基)-20-(4-羟基苯基)卟啉； 二、将IOml浓度为O.lmol/L十六烷基三甲基溴化铵溶液和O. 25ml浓度为O. 01mol/L氯金酸溶液混合，在25°C的条件下搅拌5 15分钟,加入O. 6ml浓度为O. 01mol/L的硼氢化钠溶液，得到金种子溶液； 三、将IOml浓度为0.lmol/L的十六烷基三甲基溴化铵溶液、0. 25ml浓度为0. lmol/L的氯金酸溶液、0. 05ml浓度为0. lmol/L的硝酸银溶液和2ml浓度为0. lmol/L的抗坏血酸溶液混合，得到金纳米棒生长溶液； 四、将金种子溶液加入到金纳米棒生长溶液中反应12小时，得到CTAB稳定的金纳米棒水浴液； 五、将0.03g甲氧基聚乙二醇巯醇、3 4ml四氢呋喃和I 5mlCTAB稳定的金纳米棒水溶液混合，反应72小时，然后以IOOOOrpm的转速离心，将沉淀分散在甲醇中，得到聚乙二醇稳定的金纳米棒溶液； 六、将50mg IOOmg5,10,15-三(4-氯乙酰氧基苯基)-20-(4-轻基苯基)卩卜啉与7.5 10. 5ml甲醇混合,然后在30 40分钟内滴加聚乙二醇稳定的金纳米棒溶液2ml 4ml,反应24小时，以14000rpm的转速离心,将沉淀分散在甲醇中，得到二联体； 七、将50mg生物分子或抗癌药、50mg IOOmg二联体与IOml N,N- 二甲基甲酰胺混合反应2小时，然后在4°C以HOOOrpm的转速离心，将沉淀分散在甲醇中后再分离，即得靶向性卟啉类荧光分子与金纳米棒二联体； 步骤七中所述的生物分子为叶酸或单克隆抗体赫赛汀；步骤七中所述的抗癌药为10-羟基喜树碱、紫杉醇、阿霉素、5-氟尿嘧啶或甲氨蝶吟。
2.根据权利要求I所述靶向性卟啉类荧光分子与金纳米棒二联体的制备方法，其特征在于步骤一中所述的B卜啉类突光分子为四轻基苯基B卜啉、三轻基苯基B卜啉、四羧基苯基口卜啉。
3.根据权利要求I或2所述靶向性卟啉类荧光分子与金纳米棒二联体的制备方法，其特征在于步骤一中在避光、(TC的条件下将50mg卟啉类荧光分子、5g无水碳酸钾和20mlN，N- 二甲基甲酰胺混合搅拌8分钟。
4.根据权利要求I或2所述靶向性卟啉类荧光分子与金纳米棒二联体的制备方法，其特征在于步骤一中在避光、(TC的条件下将20 90mg卟啉类荧光分子、3 4g无水碳酸钾和16 29ml N, N- 二甲基甲酰胺混合搅拌6 9分钟。
5.根据权利要求I或2所述靶向性卟啉类荧光分子与金纳米棒二联体的制备方法，其特征在于步骤一中在避光、(TC的条件下将30 SOmg卟啉类荧光分子、3. 5g无水碳酸钾和20 25ml N, N- 二甲基甲酰胺混合搅拌7 8分钟。
6.根据权利要求I或2所述靶向性卟啉类荧光分子与金纳米棒二联体的制备方法，其特征在于步骤一中以二氯甲烷与甲醇体积比为100 3的混合溶液作为淋洗液。
7.根据权利要求I或2所述靶向性卟啉类荧光分子与金纳米棒二联体的制备方法，其特征在于步骤五中将O. 03g甲氧基聚乙二醇巯醇、4ml四氢呋喃和4mlCTAB稳定的金纳米棒水溶液混合。
8.根据权利要求I或2所述靶向性卟啉类荧光分子与金纳米棒二联体的制备方法，其特征在于步骤六中将60mg 90mg 5，10，15-三(4-氯乙酰氧基苯基)-20-(4-羟基苯基)口卜琳与8 IOml甲醇混合。
9.根据权利要求I或2所述靶向性卟啉类荧光分子与金纳米棒二联体的制备方法，其特征在于步骤六中将70mg 5，10，15-三(4-氯乙酰氧基苯基)-20-(4-羟基苯基)卟啉与9ml甲醇混合。
10.根据权利要求I或2所述靶向性卟啉类荧光分子与金纳米棒二联体的制备方法，其特征在于步骤七中将50mg生物分子或抗癌药、60mg 二联体与IOml N, N- 二甲基甲酰胺混合反应2小时。
全文摘要
靶向性卟啉类荧光分子与金纳米棒二联体的制备方法，它涉及一种二联体的制备方法。本发明解决了解决卟啉类荧光分子在体内运输时靶向性差易聚集在皮肤及眼部产生光毒性和金纳米棒在极性溶剂中不能够稳定存在的技术问题。本方法如下制备金种子溶液；制备金纳米棒生长溶液；制备聚乙二醇稳定的金纳米棒溶液；二联体；将生物分子或抗癌药、二联体与N，N-二甲基甲酰胺混合反应，然后离心，将沉淀分散在甲醇中后再分离，即得。本发明制备的靶向性卟啉类荧光分子与金纳米棒二联体能够提高肿瘤早期诊断治疗的效果、并减少对正常组织副作用，并且在此二联体上可以连接具有靶向作用的生物大分子及抗癌药物，进一步提高靶向能力与肿瘤治疗效果。
文档编号A61K41/00GK102940892SQ201210475939
公开日2013年2月27日 申请日期2012年11月21日 优先权日2012年11月21日
发明者郭喜明, 薄璇, 郭斌 申请人:哈尔滨工业大学