一种基于pH可逆激活光敏剂的诊疗一体化纳米胶囊的制备及应用

本发明涉及一种基于ph可逆激活光敏剂的诊疗一体化纳米胶囊的制备及应用，属于先进功能材料和生物医药。

背景技术：

1、恶性肿瘤一直是威胁人类生命健康安全的重大疾病之一。我国对于早期癌症的诊断率较低，随着肿瘤分期发展，治疗效果越来越差，患者的存活率降低。因此，发展一种简便、高效、安全的肿瘤早期诊断检测方法，进而实现对各类肿瘤的治疗，对于挽救生命至关重要。

2、光学疗法一直被认为是一种有前途的肿瘤治疗方法，因为它们具有时空精度高、侵入性和副作用小等优良特性。它们通常依赖于可激发的光活性荧光团，例如由特定波长的光触发的光敏剂。因此，设计可发射型光敏剂对于实现成像指引的光学治疗具有实际意义，因为它可以同时提供诊断和治疗，实时监测肿瘤治疗过程中的治疗效果。此外，与传统的“always on”探针相比，可逆激活型光敏剂尤其引人注目，因为它们能够实现对肿瘤的特异性成像治疗，同时减少了毒副作用。然而单独的光敏剂通常具有较差的水分散性、生物相容性以及肿瘤靶向性，阻碍了其在生物治疗领域的发展。随着纳米技术的发展，基于纳米平台的诊疗体系为解决该问题开辟了新的思路。因此，设计、合成一种兼具优异的生物相容性、理想的肿瘤靶向性以及可激活型荧光成像、治疗能力于一体的新型纳米材料，已然成为肿瘤诊疗领域的新挑战。

技术实现思路

1、[技术问题]

2、传统光敏剂大多为“always on”型探针，存在着较强的背景干扰以及对正常细胞的非特异性损伤。此外，单独的光敏剂大多具有较差的水分散性、生物相容性以及肿瘤靶向性，严重影响了其在生物体内的成像和治疗效果。

3、[技术方案]

4、为了解决上述问题，本发明设计合成了负载ph可逆激活光敏剂的诊疗一体化纳米胶囊，并将其用于肿瘤精准荧光成像指引的光热/光动力联合治疗，其克服和解决了传统光敏剂背景干扰高、非特异性损伤大以及肿瘤靶向性差等导致的治疗效果不理想的问题。

5、本发明的第一个目的是一种基于ph可逆激活光敏剂的光热/光动力/荧光诊疗一体化纳米胶囊的制备方法，包括如下步骤：

6、将ph可逆激活型光敏剂bac808、dspe-peg-s-s-peg-dmma(含有二硫键的两亲性二硬脂基磷脂酰乙醇胺(dspe)和2,3-二甲基马来酸酐(dmma)功能化的聚乙二醇)和dspe-peg-crgd(dspe和环状精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸(crgd)多肽功能化的聚乙二醇)溶于有机溶剂中，混匀后缓慢滴加超纯水中，一段时间后除去有机溶剂，得到光热/光动力/荧光诊疗一体化纳米胶囊，记作dmma@crgd@bac808；

7、其中，ph可逆激活型光敏剂bac808的结构如式i所示：

8、

9、在本发明的一种实施方式中，所述bac808、dspe-peg-s-s-peg-dmma和dspe-peg-crgd的质量比为1：(1-2)：(1-2)。具体可选1:1.5:1.5。

10、在本发明的一种实施方式中，所述有机溶剂可选四氢呋喃。

11、在本发明的一种实施方式中，有机溶剂与水的体积比为1：(8-10)。具体可选1:9。

12、在本发明的一种实施方式中，除去有机溶剂后通过滤膜过滤，过滤后得到dmma@crgd@bac808。相应滤膜的直径是0.22μm。

13、在本发明的一种实施方式中，所述ph可逆激活型光敏剂的合成方法包括：

14、(a)以化合物1和3-甲基2-丁酮为起始物，反应得到化合物2；(b)以化合物2和化合物3为反应底物，反应得到化合物4；(c)向化合物4的乙醇溶液中加入碱试剂，混匀反应；(d)反应结束后，除去乙醇并将其重新溶解在水中，酸试剂酸化，离心，收集固体，洗涤，干燥，得到式i所示结构的化合物，记作bac808；

15、其中，化合物1：化合物2：化合物3：化合物4：式i化合物：

16、在本发明的一种实施方式中，步骤(a)中，化合物1与3-甲基2-丁酮的摩尔比为1：(1-2)；反应的温度为80-120℃，反应的时间为12h。

17、在本发明的一种实施方式中，步骤(b)中，化合物2与3的摩尔比为1：(1-2)；反应的温度为80-120℃，反应的时间为12h。

18、在本发明的一种实施方式中，步骤(c)中，碱试剂为氢氧化钠饱和溶液；在溶剂中的体积比为10％-20％；反应的温度为50℃，反应的时间为6h。

19、在本发明的一种实施方式中，步骤(d)中，去除乙醇的方法是负压蒸发，温度为40-50℃。

20、在本发明的一种实施方式中，步骤(d)中，酸试剂为1m盐酸溶液，酸化至ph 4-5。

21、在本发明的一种实施方式中，步骤(d)中，离心的转速为6000-8000rpm，时间为5min-10min。

22、在本发明的一种实施方式中，步骤(d)中，洗涤沉淀物次数为2-4次；洗涤的溶剂为超纯水。

23、在本发明的一种实施方式中，步骤(d)中，干燥的方法是冷冻干燥。

24、本发明的第二个目的是上述方法制备提供一种基于ph可逆激活光敏剂的诊疗一体化纳米胶囊dmma@crgd@bac808。

25、本发明的第三个目的是提供一种上述诊疗一体化纳米胶囊在生物成像试剂制备中的应用。

26、本发明的第四个目的是提供一种活细胞成像或者活体成像的方法，所述方法是利用上述诊疗一体化纳米胶囊作为探针。所述的细胞具体可以包括小鼠鳞状细胞癌细胞scc-7。

27、本发明的第五个目的是将上述的诊疗一体化纳米胶囊用于治疗肿瘤的药物制备中。

28、[有益效果]

29、(1)本发明制备得到的dmma@crgd@bac808具有ph响应性能，弱酸性微环境激活的近红外吸收发射使其能有效的避开生物自发荧光和细胞内源性物质的干扰，展现了特异性强、灵敏度高且生物毒副作用小等特性。

30、(2)本发明制备得到的dmma@crgd@bac808能够作为诊疗一体化探针，在808nm激光的激发下，实现对肿瘤的近红外成像指引协同光热/光动力治疗，克服了单一治疗的缺陷，极大地提高了治疗效果。

31、(3)本发明制备得到的dmma@crgd@bac808不仅具有优异的水分散性、生物相容性，同时dmma@crgd@bac808中的dmma和crgd赋予了其较长的血液循环时间以及理想的肿瘤智能靶向特性，使其可作为肿瘤靶向响应型诊疗一体化纳米材料实现对活体的肿瘤诊断和治疗。

技术特征：

1.一种基于ph可逆激活光敏剂的光热/光动力/荧光诊疗一体化纳米胶囊的制备方法，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述bac808、dspe-peg-s-s-peg-dmma和dspe-peg-crgd的质量比为1：(1-2)：(1-2)。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述有机溶剂为四氢呋喃。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，有机溶剂与水的体积比为1：(8-10)。

5.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，所述ph可逆激活型光敏剂的合成方法包括：

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤(a)中，化合物1与3-甲基2-丁酮的摩尔比为1：(1-2)，反应的温度为80-120℃，反应的时间为12h；步骤(b)中，化合物2与3的摩尔比为1：(1-2)，反应的温度为80-120℃，反应的时间为12h。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤(c)中，碱试剂为氢氧化钠饱和溶液，在溶剂中的体积分数为10％-20％，反应的温度为50℃，反应的时间为6h；步骤(d)中，酸试剂为1m盐酸溶液，酸化至ph 4-5。

8.权利要求1-7任一项所述方法制备得到的光热/光动力/荧光诊疗一体化纳米胶囊。

9.权利要求8所述的光热/光动力/荧光诊疗一体化纳米胶囊在生物成像试剂制备中的应用。

10.权利要求8所述的光热/光动力/荧光诊疗一体化纳米胶囊在用于治疗肿瘤的药物制备中的应用。

技术总结
本发明公开了一种基于pH可逆激活光敏剂的诊疗一体化纳米胶囊的制备及应用，属于先进功能材料和生物医药技术领域。本发明所述的制备诊疗一体化纳米胶囊的方法包括如下步骤：(1)通过化学反应设计合成pH可逆激活型光敏剂BAC808；(2)选取两亲性材料DSPE‑PEG‑S‑S‑PEG‑DMMA和DSPE‑PEG‑cRGD为载体，制备负载BAC808的纳米胶囊。本发明制备得到的诊疗一体化纳米胶囊具有智能肿瘤靶向性、微环境响应型精准成像指引的光动力/光热治疗效果、以及良好的水分散性和生物相容性，具有巨大的应用潜力。

技术研发人员：赵旭,张抗抗,严秀平
受保护的技术使用者：江南大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14