CN109432423A - 一种光敏纳米复合物及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种光敏纳米复合物。该光敏纳米复合物由黑磷量子点、二价铜离子与四羟基蒽醌经配位作用自组装而成，所述四羟基蒽醌、二价铜离子、黑磷量的质量比为1.69～2：1：1。该光敏纳米复合物通过将黑磷量子点分散液、四羟基蒽醌溶液与CuCl2中性溶液混合制备而成。本发明制备方法简单，且制备得到的光敏纳米复合物具有较高的光吸收系数，溶液稳定性，并在近红外光照射下，具有良好的光催化活性，产生大量活性氧，用于肿瘤光动力治疗中的光敏剂药物，具有较好应用前景。

Description

一种光敏纳米复合物及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于光敏材料制造技术领域，特别是涉及一种光敏纳米复合物及其制备方法和应用。
背景技术
近年来，基于光动力响应材料的肿瘤光动力治疗已成为新兴的癌症治疗热点，其原理是在特定波长的激光照射下，光敏材料(即光敏剂)受到激发，从基态跃迁至激发态，而激发态的光敏材料又把能量传递给周围的氧，生成具有较强氧化还原活性的单态氧或活性氧自由基，并与相邻的生物大分子发生氧化还原反应，导致大分子变性或结构改变，进而导致肿瘤细胞受损乃至死亡，起到肿瘤治疗目的。用于光动力治疗的激光是近红外光，可有效透过人体皮肤，到达深肿瘤组织。同时，照射功率密度可调，照射范围可控，对人体损伤较小，其已成为生物医学应用的热点。
众所周知，目前广泛用于临床的光动力治疗药物(光敏剂)，如血卟啉衍生物，该类药物被人体组织吸收后不易代谢，且在体内长滞留时间较长，可引起正常皮肤的光毒性，需要患者长时间避光；同时，此类光敏剂吸收在可见区且吸光度较低，造成光动力治疗效果不佳。除卟啉以外，用于光动力治疗的光敏剂还有蒽吡唑、茈醌、菁、吖啶、吩嗯嗪和吩噻嗪等化合物。近年来，随着纳米技术的不断发展，发现多种具有良好光敏作用的材料和化合物，其中，黑磷是一种二维片层光敏材料，其具有良好的光电、光敏作用，并同时具备近红外吸收。然而，由于其P孤对电子效应导致其在空气与水中不稳定，极大的阻碍了其生物医学应用。
综上，本发明针对现有光敏剂的缺陷及市场需求，开发出一种光敏纳米复合物，该复合物有效提高了黑磷量子点的稳定性，具有良好的光动力治疗效率与光动力治疗稳定性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种光敏纳米复合物及其制备方法和应用。本发明制备方法简单，且制备得到的光敏纳米复合物具有较高的光吸收系数，溶液稳定性，并在近红外光照射下，具有良好的光催化活性，产生大量活性氧，用于肿瘤光动力治疗中的光敏剂药物，具有较好应用前景。
为了达到上述的目的，本发明提供如下技术方案：
一种光敏纳米复合物，该光敏纳米复合物由黑磷量子点、二价铜离子与四羟基蒽醌经配位作用自组装而成，所述四羟基蒽醌、二价铜离子、黑磷量的质量比为1.69～2：1：1。
进一步地，所述光敏纳米复合物的粒径为20～80nm。
本发明通过黑磷量子点、四羟基蒽醌与二价铜离子间的配位作用，自组装形成一种核壳结构的光敏纳米复合物。其中，Cu(II)与黑磷量子点、四羟基蒽醌的羰基C＝O与甲氧基C-O配位，并在π-π堆积力，金属离子配位作用力下形成。Cu-P键能有效占据P孤对电子，从而有效提高黑磷量子点的环境稳定性。
本发明还提供上述光敏纳米复合物的制备方法，包括如下步骤：
(1)将黑磷量子点分散液、四羟基蒽醌溶液与CuCl2中性溶液混合，调节混合溶液的pH值为8.0～8.5，搅拌2hrs，得光敏复合材料的混合液；
(2)对上述混合液进行多次离心、洗涤，最后分散在去离子水或中性PBS缓冲液中，获得光敏纳米复合物的溶液。
进一步地，所述制备方法方法中，四羟基蒽醌、二价铜离子、黑磷量的质量比为1.69～2：1：1。
进一步地，所述制备方法方法中，黑磷量子点分散液的浓度为0.1mg/ml，四羟基蒽醌溶液的浓度为1mg/ml，黑磷量子点溶液的浓度为0.1mg/ml。
进一步地，所述制备方法方法中，步骤(1)通过氢氧化钠或氢氧化钾溶液调节混合溶液的pH值。
进一步地，所述制备方法方法中，步骤(2)采用50wt％的乙醇溶液进行洗涤。
进一步地，所述制备方法方法中，步骤(2)离心速度为13000rpm。
本发明还提供上述光敏纳米复合物作为光敏剂的应用。
进一步地，所述应用为在光动力治疗药物中的应用。
所述光敏纳米复合物通过不同的剂量给药，这取决于早期成像诊断的癌症患者临床状况。本发明光敏纳米复合物给药剂量和浓度，可由临床医生例行确定。用药方案取决于各种因素，例如癌细胞，组织或肿瘤是分散还是局部，患者的健康程度，年龄等。光敏纳米复合物可通过三种已知的给药途径给药，包括静脉给药，腹腔给药，以及局部给药的区域递送形式。
本发明具有以下技术特点：
1)本发明的光敏复合物还有铜，铜是参与人体内多种酶类所必须的微量元素，对人体有益。
2)本发明基于四羟基蒽醌同属蒽环类化合物，在空间上具有一定的平面结构，并且四羟基蒽醌的羰基C＝O和甲氧基C-O均与二价金属铜离子Cu(II)配位，其合成操作简便，
3)本发明光敏纳米复合物具备较高的吸收系数，溶液稳定性，光动力稳定性，以及高活性氧产率，可用于肿瘤的光动力治疗。
附图说明
图1为光敏纳米复合物的透射电镜；
图2为光敏纳米复合物的紫外可见近红外吸收光谱；
图3为光敏纳米复合物的光动力产生活性氧测定曲线；
图4单纯黑磷量子的光动力产生活性氧测定曲线。
具体实施方式
以下具体实施例是对本发明提供的方法与技术方案的进一步说明，但不应理解成对本发明的限制。
实施例1：
利用电子天平称取1mg的四羟基蒽醌粉末溶解在盛有1mL N,N-二甲基甲酰胺溶液中，然后取出100μL四羟基蒽醌溶液(1mg/mL)加入到1mL黑磷量子点溶液(0.1mg/mL)，混匀后，向其中加入10mg/mL CuCl210μL，用1M的NaOH调节终溶液pH 8.0～8.5，并搅拌2hrs。13000rpm/min，离心，获得沉淀后，加入50％乙醇溶液洗涤，13000rpm/min，离心，反复2次，后分散在去离子水中备用。
实施例2：
实施例1制备光敏纳米复合物尺寸约20～80nm，具备较高的吸收系数，光动力稳定性，以及光动力转换能力，可用于肿瘤的光动力治疗。
使用透射电镜(TEM)、紫外－可见分光光度计(UV-Vis-NIR)对二维纳米片进行表征，并用1,3-二苯基异苯并呋喃(DPBF)探针检测光敏纳米复合物670nm激光照射后的活性氧产生情况，具体测试结果如下：
(1)透射电镜(TEM)
透射电镜表示二维纳米片的形貌和纳米尺寸。结果参照图1，表示在100nm的标尺下，检测光敏纳米复合物的分布及形貌，其说明光敏纳米复合物具备典型的核壳结构。
(2)紫外-可见-近红外分光光度计(UV-Vis-NIR)
紫外-可见-近红外吸收光谱，表示二维纳米片的特征光谱。结果参照图2，光敏纳米复合物在500～800nm范围具有较高的吸收系数，其520nm左右具有较高单峰，其与Cu离子的吸收一致。证明该复合物通过配位与黑鳞量子点形成的光敏纳米复合物。
(3)光敏纳米复合物的光动力曲线
结果见图3、图4。由图可见，二维纳米片在670nm的激光照射下，与单纯黑磷量子点在670nm的激光照射下相比，光敏纳米复合物6min内产生的活性氧明显高于单纯黑磷量子点，表明其具有良好的光动力转换能力。
以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求保护范围内。

Claims (10)

1.一种光敏纳米复合物，其特征在于，该光敏纳米复合物由黑磷量子点、二价铜离子与四羟基蒽醌经配位作用自组装而成，所述四羟基蒽醌、二价铜离子、黑磷量的质量比为1.69～2：1：1。
2.根据权利要求1所述的光敏纳米复合物，其特征在于，所述光敏纳米复合物的粒径为20～80nm。
3.如权利要求1或2所述的光敏纳米复合物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将黑磷量子点分散液、四羟基蒽醌溶液与CuCl2中性溶液混合，调节混合溶液的pH值为8.0～8.5，搅拌2hrs，得光敏复合材料的混合液；
(2)对上述混合液进行多次离心、洗涤，最后分散在去离子水或中性PBS缓冲液中，获得光敏纳米复合物的溶液。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述四羟基蒽醌、二价铜离子、黑磷量的质量比为1.69～2：1：1。
5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，黑磷量子点分散液的浓度为0.1mg/ml，四羟基蒽醌溶液的浓度为1mg/ml，黑磷量子点溶液的浓度为0.1mg/ml。
6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)通过氢氧化钠或氢氧化钾溶液调节混合溶液的pH值。
7.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)采用50wt％的乙醇溶液进行洗涤。
8.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)离心速度为13000rpm。
9.如权利要求1-8任一项所述的光敏纳米复合物作为光敏剂的应用。
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述应用为在光动力治疗药物中的应用。
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