CN109224073B - 一种基于胆绿素的光热制剂、其制备方法及应用 - Google Patents

一种基于胆绿素的光热制剂、其制备方法及应用 Download PDF

Info

Publication number
CN109224073B
CN109224073B CN201811042096.2A CN201811042096A CN109224073B CN 109224073 B CN109224073 B CN 109224073B CN 201811042096 A CN201811042096 A CN 201811042096A CN 109224073 B CN109224073 B CN 109224073B
Authority
CN
China
Prior art keywords
biliverdin
concentration
biomolecule
solution
preparation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201811042096.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109224073A (zh
Inventor
闫学海
邢蕊蕊
邹千里
李淑坤
赵鲁阳
沈桂芝
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Institute of Process Engineering of CAS
Original Assignee
Institute of Process Engineering of CAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Institute of Process Engineering of CAS filed Critical Institute of Process Engineering of CAS
Priority to CN201811042096.2A priority Critical patent/CN109224073B/zh
Publication of CN109224073A publication Critical patent/CN109224073A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109224073B publication Critical patent/CN109224073B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K41/00—Medicinal preparations obtained by treating materials with wave energy or particle radiation ; Therapies using these preparations
    • A61K41/0052—Thermotherapy; Hyperthermia; Magnetic induction; Induction heating therapy
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K31/00—Medicinal preparations containing organic active ingredients
    • A61K31/33—Heterocyclic compounds
    • A61K31/395—Heterocyclic compounds having nitrogen as a ring hetero atom, e.g. guanethidine or rifamycins
    • A61K31/40—Heterocyclic compounds having nitrogen as a ring hetero atom, e.g. guanethidine or rifamycins having five-membered rings with one nitrogen as the only ring hetero atom, e.g. sulpiride, succinimide, tolmetin, buflomedil
    • A61K31/409—Heterocyclic compounds having nitrogen as a ring hetero atom, e.g. guanethidine or rifamycins having five-membered rings with one nitrogen as the only ring hetero atom, e.g. sulpiride, succinimide, tolmetin, buflomedil having four such rings, e.g. porphine derivatives, bilirubin, biliverdine
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K49/00—Preparations for testing in vivo
    • A61K49/0002—General or multifunctional contrast agents, e.g. chelated agents
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K49/00—Preparations for testing in vivo
    • A61K49/22—Echographic preparations; Ultrasound imaging preparations ; Optoacoustic imaging preparations
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P17/00—Drugs for dermatological disorders
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P35/00—Antineoplastic agents
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P9/00—Drugs for disorders of the cardiovascular system
    • A61P9/14—Vasoprotectives; Antihaemorrhoidals; Drugs for varicose therapy; Capillary stabilisers

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Vascular Medicine (AREA)
  • Gastroenterology & Hepatology (AREA)
  • Dermatology (AREA)
  • Cardiology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Medicines That Contain Protein Lipid Enzymes And Other Medicines (AREA)
  • Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)

Abstract

本发明涉及基于胆绿素的光热制剂，包括：胆绿素、胆绿素凝胶、胆绿素‑金属螯合物、胆绿素‑生物分子复合物、胆绿素‑生物分子‑金属功能组装体。所制备的光热制剂具有如下优点：1)近红外吸收，组织穿透深度好；2)具有较高的光热转换效率；3)生物相容且代谢机制明确。此系列基于胆绿素的光热制剂的制备对于开发多功能光治疗药物具有重要意义，在肿瘤、皮肤病(如色素类疾病)、血管疾病等方面应用潜力巨大。

Description

一种基于胆绿素的光热制剂、其制备方法及应用
技术领域
本发明属于光热纳米医药领域，尤其涉及一种基于胆绿素、具有近红外吸收的光热制剂、其制备方法及应用。
背景技术
光热治疗是一种新型的疾病(如肿瘤、皮肤、血管疾病等)治疗方法。该方法操作简便、针对性强、对正常组织无侵袭性，且能够有效抑制复发。在光热治疗过程中，光热制剂能够捕获光能并转化成热量，进而，局部的高热造成细胞的不可逆凋亡，从而达到光热治疗的效果。同时，当脉冲激光照射到病变组织时，组织的光吸收区域会产生光声信号，进而实现了病变部位的光声成像，是一种无损伤、无辐射、高分辨率的成像手段，为病变的早期检测和治疗监测提供了新方法。纳米光热制剂因其靶向性、高转化效率受到了诸多的关注。
用于光热治疗的纳米制剂应具备以下性能：1)高的组织穿透性；2)高的光热转化效率；3)生物安全性及降解性。目前已公开了多种光热制剂及其制备方法：已公开了一种基于石墨烯的光热制剂(专利公开号CN 107080844 A)，当与细胞共孵育且红光照射后，实现了癌细胞的有效杀伤。但石墨烯的生物安全性能及降解性能极大的限制了此类无机光热制剂的发展；再如，已公开一种基于金属酞菁的光热制剂(专利公开号CN 107915739 A)，指出在近红外激光照射下，具有显著的光致升温作用。但酞菁分子具有较长的代谢周期，且具有较高的光毒性，同样限制了它的后续应用。
胆绿素，是动物体内血红蛋白及各种含血红素的蛋白质的内源性代谢产物，是一种非常重要的生物物质，同时，胆绿素在体内将进一步的代谢生成胆红素，胆红素与体内的蛋白质结合进一步通过肝肠循环，排出体外，具有明确的代谢机制。一般认为，胆绿素是一种代谢废物，但是胆绿素能够有效的缓解血管损伤、器官移植的排异、具有抗炎、抗氧化等作用。同时，胆绿素是一种线性的四吡咯结构，无毒、且在近红外区有明显的吸收峰，而胆绿素自身荧光量子产率很低，因此在光热转化方面具有较大的潜力。同时，胆绿素具有较高的蛋白质亲和性及金属离子螯合能力。因此，开发基于胆绿素的光热制剂在光热治疗领域具有深远的意义，目前，还尚未有公开的报道。
发明内容
针对现有光热制剂面临的应用难题，本发明提供了基于胆绿素的光热制剂、其制备方法及应用。所制备的光热制剂具有以下优势：1)近红外吸收，组织穿透深度高；2)光热转化效率高；3)代谢机制明确，安全性高；4)制备简便。此系列基于胆绿素的光热制剂的制备对于开发多功能光治疗药物具有重要意义，在肿瘤、皮肤病(如色素类疾病)、血管疾病等方面应用潜力巨大。
为达到此发明的目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供了一种基于胆绿素的光热制剂及其在制备光热制剂中的应用，所述的基于胆绿素的光热制剂包括胆绿素、胆绿素凝胶、胆绿素-金属螯合物、胆绿素-生物分子复合物、胆绿素-生物分子-金属功能组装体；
优选地，所述的金属为Fe3+、Fe2+、Co2+、Ni2+、Mn2+、Cu2+、Zn2+、Gd2+、Se2+、Pt2+、Ti2+、Eu2 +、Tb3+等中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，所述的生物分子包括氨基酸、多肽、蛋白质等中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，所述的氨基酸指N末端被保护基团修饰的苯丙氨酸、组氨酸、酪氨酸、谷氨酸、赖氨酸、半胱氨酸、天冬氨酸、色氨酸、亮氨酸、天冬酰胺、谷氨酰胺等中的任意一种或至少两种的组合，优选地，所述氨基酸为具有金属配位能量的组氨酸；
优选地，所述的多肽指N末端被保护基团修饰的二肽、三肽、四肽等氨基酸序列中的任意一种或至少两种的组合，优选地，所述多肽为含组氨酸的二肽；
优选地，所述的N末端保护基团包括乙酰基(Ac-)、苯基、N-苄氧羰基、N-叔丁氧羰基、β-萘酰胺基、N-(3-吲哚乙酰基)、二茂铁羰基、半胱氨酸或N-芴甲氧羰基中的任意一种或至少两种的混合；
优选地，所述蛋白质包括白蛋白、血红蛋白、肌红蛋白、胶原蛋白、脂蛋白、胰岛素等中的任意一种或至少两种的组合，优选地，所述蛋白质为白蛋白。
第二方面，本发明提供第一方面所述的基于胆绿素的光热制剂，其特征在于：
所述的胆绿素为将胆绿素完全溶解于碱溶液得到的单分子胆绿素溶液；
所述的胆绿素凝胶为高浓度的胆绿素通过分子间弱相互作用形成的可剪切变稀、可恢复的凝胶；
所述的胆绿素-金属螯合物，为胆绿素与金属离子组成的配合物，包括凝胶剂配合物溶液，金属离子的添加造成胆绿素分子内能量的淬灭；
所述的胆绿素-生物分子复合物，为胆绿素与生物分子组装形成的缀合物，主要由于二者之间的酰胺化反应形成，或基于分子间的弱相互作用形成；
所述的胆绿素-生物分子-金属功能组装体，为胆绿素、生物分子及金属离子三者共同组装形成的复合物，非共价键作用及金属的配位作用同时贡献于复合物的形成。
第三方面，本发明提供第二方面所述的基于胆绿素的光热制剂，其特征在于，所制备的光热制剂具有近红外吸收的特性。
第四方面，本发明提供第三方面所述的基于胆绿素的光热制剂，其特征在于，所制备的光热制剂能够实现近红外光的吸收及热能转化，且具有较高的光热转化效率。
第五方面，本发明提供第四方面所述的基于胆绿素的光热制剂，其特征在于，所制备的光热制剂具有较高的生物安全性及较为明确的代谢途径。
第六方面，本发明提供第一至五方面所述的基于胆绿素的光热制剂胆绿素的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)称取一定量的胆绿素粉末，直接溶解于0.1M的NaOH溶液中，超声或搅拌加速其溶解，所述胆绿素的浓度为0.1-100mM，优选地，所述浓度为0.5-20mM；
(2)将溶解的胆绿素溶液置于4℃冰箱，避光老化4-72h，优选地，所述老化时间为12-24h，即可得到光热制剂胆绿素溶液。
第七方面，本发明提供第一至五方面所述的基于胆绿素的光热制剂胆绿素凝胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)称取一定量的胆绿素粉末，直接溶解于少量的DMSO溶液中，待胆绿素完全溶解后，加入适量的水，搅拌均匀。所述胆绿素的浓度为5-100mM，优选地，所述浓度为8-50mM；
(2)将上述溶液置于4℃冰箱，静置、避光老化4-72h，优选地，所述老化时间为12-24h，即可得到光热制剂胆绿素凝胶。
第八方面，本发明提供第一至五方面所述的基于胆绿素的光热制剂胆绿素-金属螯合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)称取一定量的胆绿素粉末，直接溶解于0.1M的NaOH溶液或少量的二甲基亚砜(DMSO)中，超声或搅拌加速其溶解，所述胆绿素的浓度为0.1-100mM，优选地，所述浓度为0.5-20mM；
(2)配置金属离子水溶液，称取一定量的金属盐于干净容器，定容。所述金属离子的浓度为0.01M-1.0M，优选地，所述浓度为0.1-5M；
(3)将步骤(1)所得的胆绿素溶液与步骤(2)所得的金属离子溶液混合，搅拌均匀。胆绿素与金属离子的浓度比为0.01-1000，优选地，所述浓度比为0.1-100；
(4)将步骤(3)所得混合溶液的pH值调节为6.8-7.3。所述pH值通过加入碱性物质或酸性物质进行调节：
优选地，所述碱性物质为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠等的任意一种或两种以上的混合物；
优选地，所述酸性物质为盐酸、硫酸、硝酸等中的任意一种或两种以上的混合物。
(5)将步骤(4)得到的混合溶液置于4℃避光老化4-72h，优选地，所述老化时间为12-24h，即可得到光热制剂-胆绿素-金属螯合物。
第九方面，本发明提供第一至五方面所述的基于胆绿素的光热制剂胆绿素-生物分子复合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)称取一定量的胆绿素粉末，直接溶解于0.1M的NaOH溶液或少量的二甲基亚砜(DMSO)中，超声或搅拌加速其溶解，所述胆绿素的浓度为0.1-100mM，优选地，所述浓度为0.5-20mM；
(2)配置生物分子溶解液，将生物分子称量后溶解于适当的溶剂(如水、酸、碱、DMSO等)，所述生物分子的浓度为0.1-1000Mm,优选地，所述浓度为1-500mM；
(3)将步骤(1)所得的胆绿素溶液与步骤(2)所得的生物分子溶液混合，搅拌均匀。胆绿素与生物分子的浓度比为0.01-100，优选地，所述浓度比为0.01-1；
(4)将步骤(3)所得混合溶液的pH值调节为6.8-7.3。所述pH值通过加入碱性物质或酸性物质进行调节：
优选地，所述碱性物质为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠等的任意一种或两种以上的混合物；
优选地，所述酸性物质为盐酸、硫酸、硝酸等中的任意一种或两种以上的混合物。
(5)将步骤(4)得到的混合溶液置于4℃避光老化4-72h，优选地，所述老化时间为12-24h，即可得到光热制剂胆绿素-生物分子复合物。
第十方面，本发明提供第一至五方面所述的基于胆绿素的光热制剂胆绿素-生物分子-金属功能组装体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)称取一定量的胆绿素粉末，直接溶解于0.1M的NaOH溶液或少量的二甲基亚砜(DMSO)中，超声或搅拌加速其溶解，所述胆绿素的浓度为0.1-100mM，优选地，所述浓度为0.5-20mM；
(2)配置生物分子溶解液，将生物分子称量后溶解于适当的溶剂(如水、酸、碱、DMSO等)，所述生物分子的浓度为0.1-1000Mm,优选地，所述浓度为1-500mM；
(3)配置配置金属离子水溶液，称取一定量的金属盐于干净容器，定容。所述金属离子的浓度为0.01M-1.0M，优选地，所述浓度为0.1-5M；
(4)将步骤(1)所得的胆绿素溶液与步骤(2)所得的生物分子溶液混合，搅拌均匀后迅速将步骤(3)所配置的金属离子加入上述混合溶液。胆绿素、生物分子与金属离子的浓度比为0.1:1:0.01-1000:100:1，优选地，所述浓度比为0.2:1:0.2；
(5)将步骤(4)所得混合溶液的pH值调节为6.8-7.3。所述pH值通过加入碱性物质或酸性物质进行调节：
优选地，所述碱性物质为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠等的任意一种或两种以上的混合物；
优选地，所述酸性物质为盐酸、硫酸、硝酸等中的任意一种或两种以上的混合物。
(6)将步骤(5)得到的混合溶液置于4℃避光老化4-72h，优选地，所述老化时间为12-24h，即可得到胆绿素-生物分子-金属功能组装体。
第十一方面，本发明提供第一至十方面所述的基于胆绿素的光热制剂用于开发多功能光治疗药物，应用于肿瘤、皮肤病(如色素类疾病)、血管疾病等的治疗。
第十二方面，本发明提供第一至十一方面所述的基于胆绿素的光热制剂用于光声成像、磁共振成像(MRI)、动态增强扫描(DMRI)、正电子发射型计算机断层显像(PET)、电子计算机断层扫描(CT)、PET-CT的成像中的一种或至少两种的联合。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
(1)胆绿素具有无毒、近红外吸收、代谢机制明确等优点，目前，尚未有基于胆绿素的光热制剂的报道，本发明为开发多功能的光热治疗药物，实现对肿瘤、皮肤病(如色素类疾病)、血管疾病等的治疗奠定了基础；
(2)胆绿素具有较高的蛋白质亲和性及金属离子的螯合能力，基于分子间的弱相互作用以及金属配合物导致的分子内能力淬灭，所开发的光热制剂具有较高的稳定性及较好的光热转化效果；
(3)基于胆绿素的光热制剂能够在实现对疾病光热治疗的同时，实现光声成像。同时，功能性金属离子的螯合，进一步拓展了其成像应用(如磁共振成像(MRI)、动态增强扫描(DMRI)、正电子发射型计算机断层显像(PET)、电子计算机断层扫描(CT)、PET-CT)，进而实现了病灶(如肿瘤、血管等)的多模式可视化。
附图说明
图1为实例1所制备胆绿素单分子水溶液的紫外吸收光谱，在近红外区(600-900nm)表现出一个宽的吸收峰；
图2为实例2所制备的胆绿素单分子水溶液的光热转化实验结果。在特定波长的激光的照射下，体系的温度在10min内由室温24℃升高至40℃，升温将近16℃。单纯的水溶液仅升高2-4℃，说明此单分子水溶液可作为光热制剂，用于局部温度的升高；
图3为实例3所制备的胆绿素单分子凝胶的实物图，倒置后，体系不流动，说明此体系为凝胶状态；
图4为实例4所制备的胆绿素-金属铜离子凝胶的流变性为结果，结果显示(a)给予凝胶逐渐增强的剪切力，凝胶粘弹模量发生翻转，说明凝胶可在较大的剪切力作用下流变性为发生变化，由凝胶状态转变为溶胶状态；(b)对所制备的凝胶施加一个温和的剪切力，使得凝胶状态不发生变化，给予一个增强的角频率，结果说明凝胶有较宽的粘弹区间，能够保持较好的凝胶形态；(c)施加一个较大的剪切力后转变为施加较温和剪切力，其粘弹模量结果表明，次凝胶具有较好的恢复性；
图5为实例5所制备的胆绿素水凝胶的透射电镜图片，可以看出凝胶呈现均一的纤维网络，纤维细长且较为柔软；
图6为实例6所制备的胆绿素-猛金属离子凝胶的光热转化结果，给予凝胶以1Wcm-2的激光照射10min，此复合凝胶能够实现快速且持续的升温。因凝胶对温度的散热较慢，原位温度可达将近55℃，表现出较好的光热转化。同等激光条件下，纯水的升温仅为3-5℃；
图7为实例7所制备的胆绿素-蛋白质(胶原蛋白)复合物的透射电镜图片，显示此复合物的粒径分布于100-200nm，为球形；
图8为实例8所制备的胆绿素-肽复合物的扫描电镜图片，显示此复合物的粒径分布于100-150nm范围内；
图9为实例9所制备的胆绿素-白蛋白复合物的实物图及粒径分布，呈现翠绿色均一溶液，其粒径分布较窄，平均为110nm；
图10为实例10所制备的胆绿素-氨基酸-金属离子复合物的光热转化循环结果，显示此复合物在三个循环的照射实验中，维持了较好的光热转换；
图11为实例11所制备的胆绿素-肽-金属离子组装体的(a)粒径分布及(b)扫描电镜图片；
图12为实例12所制备的胆绿素-肽-金属离子组装体在特定波长激光照射下(730nm，10min，0.3W cm-2)，小鼠体内肿瘤的升温情况；
图13为实例13所制备的胆绿素-金属离子螯合物水溶液的光热升温曲线，显示在特定激光照射下，能够实现原位温度的升高。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明所采取的技术手段及其效果，以下结合本发明的优选实施例来进一步说明本发明的技术方案，但本发明并非局限在实施例范围内。
实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件，或者按照产品说明书进行，或者按照本领域的常规技术手段进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可通过正规渠道商购获得的常规产品。
实施例1
称量胆绿素粉末10mg，溶解于0.1M的NaOH溶液中，最终浓度为0.2mgmL-1。即光热制剂胆绿素单分子溶液，其紫外吸收图如图1所示。在近红外区域600-900nm范围内显示宽的吸收峰。
实施例2
称量胆绿素粉末10mg，溶解于0.1M的NaOH溶液中，最终得到浓度为0.2mg mL-1的胆绿素单分子溶液，在730nm激光器下进行升温测试，激光功率设定为0.3W cm-2。其升温曲线如图2所示。
实施例3
称取胆绿素粉末8mg溶解于50uL的DMSO溶液中，超声辅助混合均匀，加入950uL超纯水，混合均匀。新配置的混合溶液调节pH值至6.9，静置于4℃避光老化8h，可得到浓度为8mg mL-1的胆绿素凝胶，所得到的凝胶实物图如图3所示，倒置后为不流动的均一状态。
实施例4
称取胆绿素粉末5mg溶解于20uL的DMSO溶液中，超声辅助混合均匀；配置铜离子水溶液，浓度为0.1M。将980uL的铜离子水溶液加入到上述胆绿素的DMSO溶液中，混合均匀。新配置的混合溶液调节pH值至7.2，静置于4℃避光老化6h，可得到胆绿素-金属离子凝胶，如图4所示，所得到的凝胶具有较好的剪切变稀性质及恢复性质。
实施例5
称取胆绿素粉末10mg溶解于50uL的DMSO溶液中，超声辅助混合均匀，加入940uL超纯水，混合均匀。新配置的混合溶液调节pH值至6.8，静置于4℃避光老化24h，可得到胆绿素凝胶，如图5透射电镜结果所示，所得到的凝胶呈现均一的纤维网络。
实施例6
称取胆绿素粉末10mg溶解于50uL的DMSO溶液中，超声辅助混合均匀；配置锰离子水溶液，浓度为0.1M。将950uL的锰离子水溶液加入到上述胆绿素的DMSO溶液中，混合均匀。新配置的混合溶液调节pH值至7.0，静置于4℃避光老化12h，可得到胆绿素-金属离子凝胶，所得到的凝胶能够实现原位温度的上升。给予1mL凝胶一定的激光照射(激光强度为1.0Wcm-2，照射时间为10min，激光波长选用730nm)，升温曲线如图6所示。
实施例7
准备胆绿素的DMSO溶液，浓度为5mg mL-1，胶原蛋白醋酸溶液100mg mL-1，将二者在室温下混合均匀，胆绿素浓度为0.2mg mL-1，胶原蛋白浓度为2mg mL-1。调节混合溶液的pH值为7.0，放置在4℃避光老化24h，即可得到光热制剂胆绿素-蛋白质复合物，如图7所示，尺寸约为100-200nm的颗粒生成。
实施例8
准备胆绿素的DMSO溶液，浓度为10mg mL-1，二肽Fmoc-His-Phe-βNa水溶液50mgmL-1，将二者在室温下混合均匀，胆绿素浓度为0.5mg mL-1，肽浓度为1mg mL-1。调节混合溶液的pH值为7.2，放置在4℃避光老化48h，即可得到光热制剂胆绿素-肽复合物，如图8扫描电镜所示，生成的复合物为球形颗粒。
实施例9
准备胆绿素的DMSO溶液，浓度为20mg mL-1，牛血清白蛋白水溶液200mg mL-1，将二者在室温下混合均匀，胆绿素浓度为0.5mg mL-1，牛血清白蛋白浓度为5mg mL-1。调节混合溶液的pH值为7.5，放置在4℃避光老化48h，即可得到光热制剂胆绿素-白蛋白复合物，其溶液实物图及粒径分布如图9所示，呈现翠绿色均一溶液，粒径约为100nm，分布较窄。
实施例10
准备胆绿素的DMSO溶液，浓度为10mg mL-1，氨基酸Fmoc-His-OH溶液50mg mL-1，将二者在室温下混合均匀，胆绿素浓度为0.2mg mL-1，氨基酸浓度为1mg mL-1。调节混合溶液的pH值为7.1，放置在4℃避光老化36h，即可得到光热制剂胆绿素-氨基酸复合物，如图10所示，此复合颗粒能够进行高效的光热转化，给予此体系一定的激光照射，体系能够实现原位升温。三个循环照射，该体系能够维持较好的光热转换。
实施例11
准备胆绿素的DMSO溶液10mg mL-1，苯环保护的氨基酸Z-His-Obzl的DMSO溶液100mg mL-1，锌离子溶液0.1M。取20uL的上述胆绿素溶液与10uL的上述肽溶液混合均匀，向上述混合液中加入950uL的双重水，混合均匀后，加入上述锌离子水溶液5uL。将得到的混合溶液搅拌均匀，调节pH至7.0，置于4℃避光老化48h。所得到的组装体的粒径分布及扫描电镜结构如图11所示。
实施例12
准备胆绿素的DMSO溶液10mg mL-1，苯环保护的氨基酸Z-His-Obzl的DMSO溶液100mg mL-1，锰离子溶液0.1M。取20uL的上述胆绿素溶液与10uL的上述肽溶液混合均匀，向上述混合液中加入950uL的双重水，混合均匀后，加入上述锰离子水溶液5uL。将得到的混合溶液搅拌均匀，调节pH至7.0，置于4℃避光老化48h。所得到的组装体在730nm激光的照射下的升温情况如图12所示。
实施例13
称取胆绿素粉末1mg，溶解于20uL DMSO溶液中，超声溶解均匀。后加入930uL水混合均匀。配置0.1M的铜离子水溶液，迅速取50uL加入上述胆绿素溶液中，混合均匀得到胆绿素-金属螯合物水溶液。测量此螯合物的光热转化效果。取1mL置于完全透光的石英池子中，调整激光器激光光斑，使光斑完全辐照于螯合物溶液。调整激光参数为0.3W cm-2，照射12min。使用热电偶测量器记录照射过程的温度变化，如图13所示。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细方法，但本发明并不局限于上述详细方法，即不意味着本发明必须依赖上述详细方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (16)

1.胆绿素在制备光热制剂中的应用，其特征在于所述的光热制剂选自胆绿素、胆绿素凝胶、胆绿素-金属螯合物、胆绿素-生物分子复合物、胆绿素-生物分子-金属功能组装体；
所述的金属为Fe3+、Fe2+、Co2+、Ni2+、Mn2+、Cu2+、Zn2+、Gd2+、Se2+、Pt2+、Ti2+、Eu2+、Tb3+中的任意一种或至少两种的组合；
所述的生物分子包括氨基酸、多肽、蛋白质中的任意一种或至少两种的组合；
所述的氨基酸指N末端被保护基团修饰的苯丙氨酸、组氨酸、酪氨酸、谷氨酸、赖氨酸、半胱氨酸、天冬氨酸、色氨酸、亮氨酸、天冬酰胺、谷氨酰胺中的任意一种或至少两种的组合；
所述的多肽指N末端被保护基团修饰的二肽、三肽、四肽的氨基酸序列中的任意一种或至少两种的组合；
所述的N末端保护基团包括乙酰基(Ac-)、苯基、N-苄氧羰基、N-叔丁氧羰基、β-萘酰胺基、N-(3-吲哚乙酰基)、二茂铁羰基、半胱氨酸或N-芴甲氧羰基中的任意一种或至少两种的混合；
所述蛋白质包括白蛋白、血红蛋白、肌红蛋白、胶原蛋白、脂蛋白、胰岛素中的任意一种或至少两种的组合。
2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述氨基酸为具有金属配位能力的组氨酸；所述多肽为含组氨酸的二肽；所述蛋白质为白蛋白。
3.根据权利要求1所述的应用，所述的胆绿素为将胆绿素完全溶解于碱溶液得到的单分子胆绿素溶液；
所述的胆绿素凝胶为5～15mg/mL的胆绿素水溶液通过分子间弱相互作用形成的可剪切变稀、可恢复的凝胶；
所述的胆绿素-金属螯合物，为胆绿素与金属离子组成的配合物；
所述的胆绿素-生物分子复合物，为胆绿素与生物分子组装形成的缀合物，由二者之间的酰胺化反应形成，或基于分子间的弱相互作用形成；
所述的胆绿素-生物分子-金属功能组装体，为胆绿素、生物分子及金属离子三者共同组装或分级组装形成的复合物。
4.根据权利要求2所述的应用，其特征在于，所述的胆绿素-生物分子复合物为纳米颗粒，其平均粒径为100～200nm。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的应用，所述光热制剂应用于肿瘤、皮肤病、血管疾病的治疗。
6.根据权利要求1-4任意一项所述的应用，所述光热制剂用于光声成像、磁共振成像(MRI)、动态增强扫描(DMRI)、正电子发射型计算机断层显像(PET)、电子计算机断层扫描(CT)、PET-CT的成像中的一种或至少两种的联合。
7.根据权利要求1所述的应用，所述光热制剂通过如下方法制备得到：
(1)称取一定量的胆绿素粉末，直接溶解于0.1M的NaOH溶液中，超声或搅拌加速其溶解，所述胆绿素的浓度为0.1-100mM；
(2)将溶解的胆绿素溶液置于4℃冰箱，避光老化4-72h，即可得到光热制剂胆绿素溶液。
8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，所述胆绿素的浓度为0.5-20mM；所述老化时间为12-24h。
9.根据权利要求1所述的应用，所述光热制剂通过如下方法制备得到：
(1)称取一定量的胆绿素粉末，直接溶解于少量的二甲基亚砜(DMSO)溶液中，待胆绿素完全溶解后，加入适量的水，搅拌均匀，所述胆绿素的浓度为5-100mM；
(2)将上述溶液置于4℃冰箱，静置、避光老化4-72h，即可得到光热制剂胆绿素凝胶。
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述胆绿素的浓度为8-50mM；所述老化时间为12-24h。
11.根据权利要求1所述的应用，所述光热制剂通过如下方法制备得到：
(1)称取一定量的胆绿素粉末，直接溶解于0.1M的NaOH溶液或少量的DMSO中，超声或搅拌加速其溶解，所述胆绿素的浓度为0.1-100mM；
(2)配置金属离子水溶液，称取一定量的金属盐于干净容器，定容，所述金属离子的浓度为0.01M-1.0M；
(3)将步骤(1)所得的胆绿素溶液与步骤(2)所得的金属离子溶液混合，搅拌均匀，胆绿素与金属离子的浓度比为0.01-1000；
(4)将步骤(3)所得混合溶液的pH值调节为6.8-7.3，所述pH值通过加入碱性物质或酸性物质进行调节；
(5)将步骤(4)得到的混合溶液置于4℃避光老化4-72h，即可得到光热制剂-胆绿素-金属螯合物。
12.根据权利要求11所述的应用，其特征在于，
所述胆绿素的浓度为0.5-20mM；
所述金属离子的浓度为0.1-5M；
胆绿素与金属离子的浓度比为0.1-100；
所述碱性物质为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠的任意一种或两种以上的混合物；
所述酸性物质为盐酸、硫酸、硝酸中的任意一种或两种以上的混合物；
所述老化时间为12-24h。
13.根据权利要求1所述的应用，所述光热制剂通过如下方法制备得到：
(1)称取一定量的胆绿素粉末，直接溶解于0.1M的NaOH溶液或少量的二甲基亚砜(DMSO)中，超声或搅拌加速其溶解，所述胆绿素的浓度为0.1-100mM；
(2)配置生物分子溶解液，将生物分子称量后溶解于适当的溶剂，所述生物分子的浓度为0.1-1000Mm；
(3)将步骤(1)所得的胆绿素溶液与步骤(2)所得的生物分子溶液混合，搅拌均匀，胆绿素与生物分子的浓度比为0.01-100；
(4)将步骤(3)所得混合溶液的pH值调节为6.8-7.3，所述pH值通过加入碱性物质或酸性物质进行调节；
(5)将步骤(4)得到的混合溶液置于4℃避光老化4-72h，即可得到光热制剂胆绿素-生物分子复合物。
14.根据权利要求13所述的应用，其特征在于，
所述胆绿素的浓度为0.5-20mM；
所述生物分子的浓度为1-500mM；
胆绿素与生物分子的浓度比0.01-1；
所述溶剂为水、酸、碱或DMSO；
所述碱性物质为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠的任意一种或两种以上的混合物；
所述酸性物质为盐酸、硫酸、硝酸中的任意一种或两种以上的混合物；
所述老化时间为12-24h。
15.根据权利要求1所述的应用，所述光热制剂通过如下方法制备得到：
(1)称取一定量的胆绿素粉末，直接溶解于0.1M的NaOH溶液或少量的二甲基亚砜中，超声或搅拌加速其溶解，所述胆绿素的浓度为0.1-100mM；
(2)配置生物分子溶解液，将生物分子称量后溶解于适当的溶剂，所述生物分子的浓度为0.1-1000Mm；
(3)配置配置金属离子水溶液，称取一定量的金属盐于干净容器，定容，所述金属离子的浓度为0.01M-1.0M；
(4)将步骤(1)所得的胆绿素溶液与步骤(2)所得的生物分子溶液混合，搅拌均匀后迅速将步骤(3)所配置的金属离子加入上述混合溶液，胆绿素、生物分子与金属离子的浓度比为0.1:1:0.01-1000:100:1；
(5)将步骤(4)所得混合溶液的pH值调节为6.8-7.3，所述pH值通过加入碱性物质或酸性物质进行调节；
(6)将步骤(5)得到的混合溶液置于4℃避光老化4-72h，即可得到胆绿素-生物分子-金属功能组装体。
16.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，
所述胆绿素的浓度为0.5-20mM；
所述生物分子的浓度为1-500mM；
所述金属离子的浓度为0.1-5M；
胆绿素、生物分子与金属离子的浓度比为0.2:1:0.2；
所述溶剂为水、酸、碱、DMSO；
所述碱性物质为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠的任意一种或两种以上的混合物；
所述酸性物质为盐酸、硫酸、硝酸中的任意一种或两种以上的混合物；
所述老化时间为12-24h。
CN201811042096.2A 2018-09-07 2018-09-07 一种基于胆绿素的光热制剂、其制备方法及应用 Active CN109224073B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811042096.2A CN109224073B (zh) 2018-09-07 2018-09-07 一种基于胆绿素的光热制剂、其制备方法及应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811042096.2A CN109224073B (zh) 2018-09-07 2018-09-07 一种基于胆绿素的光热制剂、其制备方法及应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109224073A CN109224073A (zh) 2019-01-18
CN109224073B true CN109224073B (zh) 2021-05-07

Family

ID=65060672

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811042096.2A Active CN109224073B (zh) 2018-09-07 2018-09-07 一种基于胆绿素的光热制剂、其制备方法及应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109224073B (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111544588B (zh) * 2020-05-12 2021-09-28 中国科学院过程工程研究所 一类免疫活性肽-胆绿素的缀合物、其制备方法及应用
US20230190933A1 (en) * 2020-05-12 2023-06-22 Institute Of Process Engineering, Chinese Academy Of Sciences Immunologically Active Peptide-Biliverdin Conjugate, Preparation Method Therefor and Application Thereof
CN112870357A (zh) * 2021-02-04 2021-06-01 中科院过程工程研究所南京绿色制造产业创新研究院 一种肽修饰的光热缀合物及其应用
CN113004536A (zh) * 2021-03-19 2021-06-22 中国药科大学 一种金属-氨基酸/肽配位聚合物及其应用
CN114181286A (zh) * 2021-11-01 2022-03-15 清华大学 一种纳米蛋白复合物、药物递送系统及应用

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102573914A (zh) * 2009-10-16 2012-07-11 大学健康网络 卟啉纳米囊泡
WO2014025370A1 (en) * 2012-08-10 2014-02-13 Hallstar Innovations Corp. Tricyclic energy quencher compounds for reducing singlet oxygen generation
CN106659684A (zh) * 2014-06-20 2017-05-10 大学健康网络 含肽的卟啉脂质纳米囊泡
CN108187047A (zh) * 2018-01-30 2018-06-22 深圳大学 纳米钛光热制剂及其制备方法和应用

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7504243B2 (en) * 2004-03-19 2009-03-17 The United States Of America As Represented By The Department Of Health And Human Services Methods for the production of biliverdin
US20120157824A1 (en) * 2009-09-02 2012-06-21 Nanoscale Corporation Mri and optical assays for proteases

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102573914A (zh) * 2009-10-16 2012-07-11 大学健康网络 卟啉纳米囊泡
WO2014025370A1 (en) * 2012-08-10 2014-02-13 Hallstar Innovations Corp. Tricyclic energy quencher compounds for reducing singlet oxygen generation
CN106659684A (zh) * 2014-06-20 2017-05-10 大学健康网络 含肽的卟啉脂质纳米囊泡
CN108187047A (zh) * 2018-01-30 2018-06-22 深圳大学 纳米钛光热制剂及其制备方法和应用

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Bright and stable near-infrared fluorescent protein for in vivo imaging;Grigory S Filonov,et al.;《Nature Biotechnology》;20110717;第29卷(第8期);第757-763页 *
血红素氧化酶-1与肿瘤发生的研究进展;张明等;《中国劳动卫生职业病杂志》;20130430;第31卷(第4期);第312-315页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN109224073A (zh) 2019-01-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109224073B (zh) 一种基于胆绿素的光热制剂、其制备方法及应用
Ding et al. MoO 3− x quantum dots for photoacoustic imaging guided photothermal/photodynamic cancer treatment
Tang et al. Croconaine nanoparticles with enhanced tumor accumulation for multimodality cancer theranostics
Wang et al. Enzyme-instructed self-aggregation of Fe 3 O 4 nanoparticles for enhanced MRI T 2 imaging and photothermal therapy of tumors
Liang et al. Glutathione-capped, renal-clearable CuS nanodots for photoacoustic imaging and photothermal therapy
CN109364245B (zh) 一种聚多巴胺纳米诊疗剂及其制备方法
CN107551279B (zh) 具有近红外光热效应和多模态成像功能的超小蛋白复合纳米粒及其制备方法和应用
Li et al. A degradable hydrogel formed by dendrimer-encapsulated platinum nanoparticles and oxidized dextran for repeated photothermal cancer therapy
CN107469079B (zh) 一种t1-mri成像引导下的光动治疗剂制备方法
Zhao et al. Amorphous Ag2-xCuxS quantum dots:“all-in-one” theranostic nanomedicines for near-infrared fluorescence/photoacoustics dual-modal-imaging-guided photothermal therapy
CN104801722A (zh) 一种人血清白蛋白金纳米簇的制备方法
Yang et al. Ligand engineering of Au 44 nanoclusters for NIR-II luminescent and photoacoustic imaging-guided cancer photothermal therapy
CN104225630B (zh) 适用于mri/pa及其他成像的多模式自组装纳米探针
CN110755614B (zh) 一种层状双氢氧化物纳米片及其制备方法和应用
CN105288625B (zh) 一种多孔Bi2Se3纳米海绵材料、其制备方法及应用
WO2020047824A1 (zh) 一种基于胆绿素的光热制剂、其制备方法及应用
CN111333819B (zh) 一种化合物及其用途
CN112641958A (zh) Met靶向分子探针及其制备方法
Wu et al. Near-infrared light controlled fluorogenic labeling of glycoengineered sialic acids in vivo with upconverting photoclick nanoprobe
CN113827722A (zh) 一种可控制备onoo-的纳米粒子及其制备方法与应用
CN106421821A (zh) 一种多功能Cu3BiS3‑PEG‑(Ce6‑Gd3+)‑FA纳米复合材料及其制备方法与应用
CN107625744A (zh) 一种核壳结构纳米胶囊及其制备方法和应用
CN110665018B (zh) Cu2MoS4@BSA纳米材料及其制备方法与应用
Zhou et al. Gadolinum complex-modified polypyrrole nanorods for magnetic resonance imaging and infrared thermal imaging-guided photothermal therapy of cancer
Liao et al. Application of novel targeted molecular imaging probes in the early diagnosis of upper urinary tract epithelial carcinoma

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant