CN110038136A - 一种用于近红外-Ⅱa区成像的方酸聚合物纳米颗粒的制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于近红外‑Ⅱa区成像的方酸聚合物纳米颗粒的制备方法和应用，属于纳米医学成像技术领域。该制备方法是将一种方酸聚合物与一种两亲性三嵌段聚合物F‑127通过自组装方法形成纳米颗粒水溶液，该方酸纳米颗粒水溶液具有良好的溶解性和生物相容性，作为光热诊疗剂具有更深的成像深度与更高的成像分辨率，除了可进行近红外二区成像外，还可进行近红外二区激发的光热治疗，可作为优良的光热剂及二窗造影剂实现对肿瘤的一体化诊疗。

Description

一种用于近红外-Ⅱa区成像的方酸聚合物纳米颗粒的制备方 法和应用
技术领域
本发明属于纳米医学成像技术领域，具体涉及一种用于近红外-Ⅱa区成像的方酸聚合物纳米颗粒的制备方法和应用。
背景技术
荧光成像已广泛应用于生物技术与生物药物领域。在传统近红外一区窗口(700-900纳米)荧光成像中，组织光散射导致的低成像穿透深度阻碍了光学成像的发展。近年来，近红外二区窗口(1000-1700纳米)荧光成像发展成为一种新兴成像窗口，因为它能够减少组织光散射，降低背景自荧光，形成更高的成像深度，更高的成像分辨率与更高的信噪比。
现有技术中，大部分的光热治疗集中于近红外一窗口，但是，相较于发展良好的近红外一窗的光热治疗，近红外二窗的光热治疗具有最大容许照射量和理想的激光穿透深度这两大优点。之所以近红外第二窗口用于光热治疗的案例很少，主要是因为缺少在近红外二窗有较强吸收和高光热转化效率的光敏剂。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供一种用于近红外-Ⅱa区成像的方酸聚合物纳米颗粒的制备方法和应用。旨在利用该近红外二区成像造影剂，实现高分辨率的近红外二区成像效果，同时提升近红外二窗激光照射的光热治疗的效果。
技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种用于近红外-Ⅱa区成像的方酸聚合物纳米颗粒的制备方法，首先将方酸聚合物溶于有机溶剂中，并将该方酸聚合物有机溶液在超声条件下加入到两亲性三嵌段聚合物F-127的水溶液中，室温下超声混合完成制备。
进一步地，方酸聚合物的结构式如下：
进一步地，溶解方酸聚合物的有机溶剂选自四氢呋喃或甲苯。
进一步地，两亲性三嵌段聚合物F-127的水溶液的浓度为2～4毫克/毫升。
进一步地，方酸聚合物有机溶液的浓度为0.25毫克/毫升。
进一步地，方酸聚合物与两亲性三嵌段聚合物F-127的质量比为1:8～1:16。
进一步地，所述用于近红外-Ⅱa区成像的方酸聚合物纳米颗粒作为近红外二区成像造影剂的应用。
进一步地，所述用于近红外-Ⅱa区成像的方酸聚合物纳米颗粒作为光热治疗剂的应用。
有益效果：本发明公开一种用于近红外-Ⅱa区成像的方酸聚合物纳米颗粒的制备方法，通过自组装的方式将方酸聚合物制备成纳米粒子，即可得到效果较好的近红外二区光热治疗及成像诊疗剂。该方法制备的纳米粒子的荧光强度和光热转化效率得到了提高，同时增强了其水溶性与生物稳定性。该方法所得造影剂还可以用作对肿瘤的近红外二窗的光热治疗，可进行早期成像诊断下的非侵袭性治疗，令该近红外二区造影剂实现诊疗一体化效果。
附图说明
图1为本发明实施例1所得的用于近红外-Ⅱa区成像的方酸聚合物纳米颗粒的透射电镜照片；
图2为本发明实施例1所得的用于近红外-Ⅱa区成像的方酸聚合物纳米颗粒的吸收谱图；
图3为本发明实施例1所得的用于近红外-Ⅱa区成像的方酸聚合物纳米颗粒的荧光谱图；
图4为本发明实施例2所得的用于近红外-Ⅱa区成像的方酸聚合物纳米颗粒的吸收谱图；
图5为本发明实施例2所得的用于近红外-Ⅱa区成像的方酸聚合物纳米颗粒的荧光谱图；
图6为本发明实施例3所得的用于近红外-Ⅱa区成像的方酸聚合物纳米颗粒的吸收谱图；
图7为本发明实施例3所得的用于近红外-Ⅱa区成像的方酸聚合物纳米颗粒的荧光谱图；
图8为本发明实施例1所得的用于近红外-Ⅱa区成像的方酸聚合物纳米颗粒对小鼠的近红外二区成像图；
图9为本发明实施例1所得的用于近红外-Ⅱa区成像的方酸聚合物纳米颗粒的活体光热治疗热成像照片。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。但这些实施例是例证性的，它们仅用来对本发明做具体描述，不应当理解为对本发明的限制。
方酸聚合物的合成路线如下：
方酸聚合物的合成方法：
化合物1(16.4毫克，0.025毫摩尔)和方酸(2.9毫克，0.025毫摩尔)溶于丁醇/甲苯(V:V＝1:3)8毫升，混合溶剂中，在126摄氏度下反应(控制反应时间分别为7小时、9小时、16小时)。当反应瓶壁上出现一圈黑棕色沉淀时停止反应。反应液冷却后，用甲醇沉降，收集沉降的固体得到方酸聚合物。
实施例1:
将0.5毫克方酸聚合物(反应16个小时)溶于2毫升四氢呋喃中，再将20毫克的两亲性三嵌段聚合物F-127溶于10毫升水中。在室温超声条件下，将溶解好的方酸聚合物四氢呋喃溶液快速加入F-127水溶液中，得到黑棕色的混合溶剂液体。再通过透析法将多余的四氢呋喃除去，即可得造影剂。
如图1所示，配制浓度为0.02毫克/毫升的造影剂水溶液，用透射电镜观察造影剂的微观状态。该造影剂为球形，其直径大约为80纳米。
如图2所示，配制浓度为0.1毫克/毫升的造影剂水溶液，测试其吸收谱图。该造影剂的最大吸收峰在830纳米左右，1000纳米以上仍有很强的吸收。
如图3所示，配制浓度为0.01毫克/毫升的造影剂水溶液，测试其荧光谱图。用1064纳米激光器激发的该造影剂的最大发射峰在近红外第二窗口的1300纳米。
如图8所示，配制浓度为2毫克/毫升的造影剂水溶液，选用MCF-7腋下肿瘤裸鼠，尾静脉注射120毫升造影剂后，用近红外二区成像仪观察小鼠腹部的信号。腹部主干血管和分支血管与周围的背景组织清晰区分，显示了使用PSQPNs造影剂在1300纳米以上高分辨率的NIR-II成像。
如图9所示，配制浓度为2毫克/毫升的水溶液，选用MCF-7腋下肿瘤裸鼠，尾静脉注射120毫升造影剂后，经过24小时，将肿瘤用1064纳米的LED灯进行辐照，用热成像仪监测老鼠肿瘤的温度，得到老鼠的光热治疗过程中不同时间(0分钟、1分钟、2分钟、3分钟、4分钟、5分钟)的热成像照片。随着时间增加，可以观察到小鼠肿瘤的亮度在增加，也说明了造影剂良好的深层组织的加热能力。
实施例2:
将0.5毫克方酸聚合物(反应7个小时)溶于2毫升四氢呋喃中，再将20毫克两亲性三嵌段聚合物F-127溶于10毫升水中。在室温超声条件下，将溶解好的方酸聚合物四氢呋喃溶液快速加入F-127水溶液中，得到深绿色的混合溶剂液体。再通过透析法将多余的四氢呋喃除去，即可得造影剂。
如图4所示，配制浓度为0.1毫克/毫升的水溶液，测试其吸收谱图。该造影剂的最大吸收峰在730纳米左右，1000纳米以上基本上没有吸收。
如图5所示，配制浓度为0.1毫克/毫升的水溶液，测试其荧光谱图。用1064纳米激光器激发的该造影剂的最大发射峰在近红外第二窗口的1300纳米。
实施例3:
将2毫克方酸聚合物(反应9个小时)溶于4毫升四氢呋喃中，再将20毫克两亲性三嵌段聚合物F-127溶于10毫升水中。在室温超声条件下，将溶解好的方酸聚合物四氢呋喃溶液快速加入F-127水溶液中，得到墨绿色的混合溶剂液体。再通过透析法将多余的四氢呋喃除去，即可得造影剂。
如图6所示，配制浓度为0.1毫克/毫升的水溶液，测试其吸收谱图。该造影剂的最大吸收峰在750纳米左右，1000纳米以上只有很弱的吸收。
如图7所示，配制浓度为0.1毫克/毫升的水溶液，测试其荧光谱图。用1064纳米激光器激发的该造影剂的最大发射峰在近红外第二窗口的1300纳米。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，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，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种用于近红外-Ⅱa区成像的方酸聚合物纳米颗粒的制备方法，其特征在于：将方酸聚合物溶于有机溶剂中，并将该方酸聚合物有机溶液在超声条件下加入到两亲性三嵌段聚合物F-127的水溶液中，室温下超声混合后制备而成。
2.根据权利要求1所述的一种用于近红外-Ⅱa区成像的方酸聚合物纳米颗粒的制备方法，其特征在于：所述方酸聚合物的结构式如下：
3.根据权利要求1所述的一种用于近红外-Ⅱa区成像的方酸聚合物纳米颗粒的制备方法，其特征在于：溶解方酸聚合物的有机溶剂选自四氢呋喃或甲苯。
4.根据权利要求1所述的一种用于近红外-Ⅱa区成像的方酸聚合物纳米颗粒的制备方法，其特征在于：所述两亲性三嵌段聚合物F-127的水溶液的浓度为2～4毫克/毫升。
5.根据权利要求1所述的一种用于近红外-Ⅱa区成像的方酸聚合物纳米颗粒的制备方法，其特征在于：所述方酸聚合物有机溶液的浓度为0.25毫克/毫升。
6.根据权利要求1所述的一种用于近红外-Ⅱa区成像的方酸聚合物纳米颗粒的制备方法，其特征在于：所述方酸聚合物与两亲性三嵌段聚合物F-127的质量比为1:8～1:16。
7.如权利要求1-6中任一项所述的一种用于近红外-Ⅱa区成像的方酸聚合物纳米颗粒的制备方法制备的方酸聚合物纳米颗粒作为近红外二区成像造影剂的应用。
8.如权利要求1-6中任一项所述的一种用于近红外-Ⅱa区成像的方酸聚合物纳米颗粒的制备方法制备的方酸聚合物纳米颗粒作为光热治疗剂的应用。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111202852A (zh) * 2019-12-27 2020-05-29 苏州大学 一种近红外ii区荧光/光声双功能的自组装纳米胶束、其制备方法及其应用

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030031627A1 (en) * 2001-07-31 2003-02-13 Mallinckrodt Inc. Internal image antibodies for optical imaging and therapy
WO2007077531A2 (en) * 2006-01-06 2007-07-12 Council Of Scientific & Industrial Research Quinaldine based semisquaraines and squaraine dyes, process for preparation thereof and use thereof
CN109096170A (zh) * 2018-08-15 2018-12-28 四川大学 近红外染料、其靶向成像剂、纳米载体和抗癌药物及应用
CN109504363A (zh) * 2018-10-26 2019-03-22 南京邮电大学 一种近红外二区成像造影剂的制备方法和用途

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030031627A1 (en) * 2001-07-31 2003-02-13 Mallinckrodt Inc. Internal image antibodies for optical imaging and therapy
WO2007077531A2 (en) * 2006-01-06 2007-07-12 Council Of Scientific & Industrial Research Quinaldine based semisquaraines and squaraine dyes, process for preparation thereof and use thereof
CN109096170A (zh) * 2018-08-15 2018-12-28 四川大学 近红外染料、其靶向成像剂、纳米载体和抗癌药物及应用
CN109504363A (zh) * 2018-10-26 2019-03-22 南京邮电大学 一种近红外二区成像造影剂的制备方法和用途

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
I-CHE WU ET AL: "Squaraine-Based Polymer Dots with Narrow, Bright Near-Infrared Fluorescence for Biological Applications", 《J. AM. CHEM. SOC.》 *
孙晓莉 等: "共轭聚合物近红外二区光诊疗剂的制备及肿瘤成像与治疗应用", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅰ辑》 *
石伟宁 等: "方酸菁荧光探针的应用研究进展", 《应用化学》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111202852A (zh) * 2019-12-27 2020-05-29 苏州大学 一种近红外ii区荧光/光声双功能的自组装纳米胶束、其制备方法及其应用
CN111202852B (zh) * 2019-12-27 2022-03-15 苏州大学 一种近红外ii区荧光/光声双功能的自组装纳米胶束、其制备方法及其应用

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