CN110373179A - 上转换光动力靶向纳米肿瘤细胞探针及其制备方法和用途 - Google Patents

上转换光动力靶向纳米肿瘤细胞探针及其制备方法和用途 Download PDF

Info

Publication number
CN110373179A
CN110373179A CN201910655924.8A CN201910655924A CN110373179A CN 110373179 A CN110373179 A CN 110373179A CN 201910655924 A CN201910655924 A CN 201910655924A CN 110373179 A CN110373179 A CN 110373179A
Authority
CN
China
Prior art keywords
ucnps
npeg
dds
stirred
hypericin
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.)
Pending
Application number
CN201910655924.8A
Other languages
English (en)
Inventor
胡锦航
唐志书
宋江鲁奇
杨周
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.)
Shaanxi University of Chinese Medicine
Original Assignee
Shaanxi University of Chinese Medicine
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 Shaanxi University of Chinese Medicine filed Critical Shaanxi University of Chinese Medicine
Priority to CN201910655924.8A priority Critical patent/CN110373179A/zh
Publication of CN110373179A publication Critical patent/CN110373179A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

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
    • A61K41/0057—Photodynamic therapy with a photosensitizer, i.e. agent able to produce reactive oxygen species upon exposure to light or radiation, e.g. UV or visible light; photocleavage of nucleic acids with an agent
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P35/00—Antineoplastic agents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/02—Use of particular materials as binders, particle coatings or suspension media therefor
    • C09K11/025—Use of particular materials as binders, particle coatings or suspension media therefor non-luminescent particle coatings or suspension media
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
    • G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence
    • G01N21/6486—Measuring fluorescence of biological material, e.g. DNA, RNA, cells

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)

Abstract

本发明提供一种肿瘤细胞靶向纳米探针，由以下各项构成：上转换纳米粒子为核心，中间为树状大分子，最外层为金丝桃素；本发明通过采用树状大分子接枝和聚电解质交联的方法，将上转换纳米粒子和金丝桃素组装，形成纳米探针。该探针具有对肿瘤细胞的靶向性，可以实现在可见光照射下对肿瘤细胞的生物光子学成像，以及近红外光照射下的光动力治疗，具有极为重要的应用价值。本发明还提供了该细胞探针的制备方法和应用。

Description

上转换光动力靶向纳米肿瘤细胞探针及其制备方法和用途
技术领域
本发明属于生物材料领域和纳米生物医学技术领域，涉及一种上转换光动力靶向纳米肿瘤细胞探针及其制备方法和用途。
背景技术
纳米生物医学是纳米科技与现代临床医学结合而成的一门尖端领域，采用先进功能纳米材料，结合物理、化学、医学等学科的前沿进展，进行基础研究或者临床诊断治疗。在几十年的发展过程中，人们将视界从组织拓展到细胞、分子甚至原子层面，开创了精准治疗的新局面。近年来，人们开发出各种各样的具有声、光、电、磁功能的纳米材料，并构建了具有诊断和治疗一体化的多功能纳米平台，在对那些致死率极高的疾病，尤其是心脑血管和癌症诊治中，起到了极其关键的作用。
在各种功能纳米材料中，稀土上转换纳米晶由无机晶体基质和嵌入主晶格中的三价镧系元素离子组成。这些材料可以吸收多个低能光子，经过能级跃迁，进而发出高能的光子。相比于其他下转换发光的材料，例如量子点、有机分子或荧光蛋白等，上转换发光材料具有吸收发射带窄、发光寿命长、发光稳定性高等特点。这使得它们在生物医学成像和治疗中极具潜力。
金丝桃素的化学名为4，4’，5，5’，7，7’-六羟基-2，2’-二甲基-中位-萘骈二蒽酮，是一种来源于金丝桃属植物的天然光敏剂。其吸收光谱范围大，在545nm和590nm处有两个主要的吸收峰，在没有光照的条件下，几乎无毒性，经光激活后，可产生活性氧类物质。金丝桃素的光动力作用可以靶向一系列的亚细胞器官，其中最重要的是靶向于线粒体和内质网——高尔基体复合体。它对肿瘤组织具有较高的亲和性，能够选择性富集于肿瘤坏死组织，可用于光动力学诊断和光动力学治疗，因此金丝桃素介导的肿瘤诊疗具有重要的应用前景。
采用上转换纳米粒子与金丝桃素进行光耦合，在红外光照射时，使金丝桃素产生光动力治疗效果，对于近红外光动力杀灭癌细胞具有重要的临床应用价值。
发明内容
为了解决背景技术中存在的上述技术问题，本发明提供了一种制备简单、可操作性高、重复性高以及具有极好的装载能力的上转换光动力靶向纳米肿瘤细胞探针及其制备方法和用途。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种上转换光动力靶向纳米肿瘤细胞探针，其特征在于：所述上转换光动力靶向纳米肿瘤细胞探针包括氨基聚乙二醇修饰的上转换纳米粒子、树状大分子以及金丝桃素；所述氨基聚乙二醇修饰的上转换纳米粒子是核；所述金丝桃素通过树状大分子偶联在核的外表面。
一种上转换光动力靶向纳米肿瘤细胞探针的制备方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：
1)上转换纳米粒子UCNPs的修饰：将上转换纳米粒子UCNPs加入到氨基聚乙二醇NPEG溶液中，搅拌反应，用超滤膜过滤，重新加入到PBS中，得到NPEG修饰的上转换纳米粒子的PBS分散液；所述NPEG修饰的上转换纳米粒子是NPEG-UCNPs；
2)上转换纳米粒子UCNPs与树状大分子Dds的复合：将树状大分子Dds分散在去离子水中，加入碳二亚胺EDC和N-羟基琥珀酰亚胺NHS，调节pH，搅拌反应；然后加入步骤1)制备得到的NPEG修饰的上转换纳米粒子NPEG-UCNPs，搅拌反应，用超滤膜过滤，重新加入到PBS中，得到NPEG-UCNPs-Dds复合物分散液；
3)NPEG-UCNPs-Dds复合物与金丝桃素交联：将阳离子聚电解质的氯化钠溶液与步骤2)制备得到的NPEG-UCNPs-Dds复合物分散液混合，搅拌反应；然后加入金丝桃素，搅拌反应，用超滤膜过滤，重新加入到PBS中，得到UCNPS-Dds-金丝桃素纳米探针的分散液。
上述步骤1)中上转换纳米粒子UCNPs是掺杂Tm3+、Gd3+、Er3+、Nd3+或Eu3+的所有上转换稀土材料，所述上转换纳米粒子UCNPs的尺寸是20～100nm；所述氨基聚乙二醇NPEG的分子量是100～20000；所述超滤膜的截留分子量是300～50000。
上述步骤1)中氨基聚乙二醇NPEG溶液的浓度为100～1000mg/mL；所述上转换纳米粒子UCNPs与氨基聚乙二醇的质量比为1：0.01～1：200；搅拌反应的温度为60～80℃，反应时间为0.5～20h；所述超滤膜的截留分子量为300～50000；得到的氨基聚乙二醇修饰的UCNPs的PBS分散液中，UCNPs浓度为0.01mg/mL～10mg/mL。
上述步骤2)中树状大分子Dds是表面羧基化的聚乙二胺或者聚2，2-双(羟甲基)丙酸；所述树状大分子Dds溶液的浓度是1nmol/L～10mmol/L；所加入的碳二亚胺EDC的质量与树状大分子Dds的质量比为1：0.001～1：10；所加入的N-羟基琥珀酰亚胺NHS的质量与树状大分子Dds的质量比为1：0.01～1：10；调节pH为3.5～6.5，搅拌反应的温度为1～20℃，反应时间为0.1～2h；加入的步骤1)制备得到的NPEG修饰的上转换纳米粒子NPEG-UCNPs的质量与树状大分子Dds的质量比为1：0.01～1：500，搅拌反应的温度为10～40℃，反应时间为0.5～36h；所述超滤膜的截留分子量为300～50000；得到的氨基聚乙二醇修饰的UCNPs-Dds的PBS分散液中，UCNPs浓度为0.01mg/mL～10mg/mL。
上述步骤3)中阳离子聚电解质包括聚二烯丙基二甲基氯化铵以及聚丙烯酰胺，所述聚二烯丙基二甲基氯化铵以及聚丙烯酰胺均是任意分子量；所述阳离子聚电解质溶液中，阳离子聚电解质的浓度为0.005～0.01mol/L，氯化钠的浓度范围为0.005～1mol/L；所述步骤3)中阳离子聚电解质的氯化钠溶液与NPEG-UCNPs-Dds复合物分散液的混合液中，阳离子聚电解质与NPEG-UCNPs-Dds的质量比为1：1～1：10000，搅拌反应的温度1～40℃，反应时间为0.5～36h；加入的金丝桃素的浓度为1nmol/L～5mmol/L，金丝桃素与聚电解质的质量比为1：1～1：10000，搅拌反应的温度1～40℃，反应时间为0.5～36h；所述超滤膜的截留分子量为300～50000。
一种上转换光动力靶向纳米肿瘤细胞探针作为荧光探针、纳米诊疗剂、纳米材料或药物载体的用途。
一种上转换光动力靶向纳米肿瘤细胞探针在针对癌细胞增殖具有光动力抑制效果时的用途。
一种上转换光动力靶向纳米肿瘤细胞探针在针对乳腺癌细胞增殖具有明显的光动力抑制效果时的用途。
与现有技术相比，本发明通过EDC/NHS交联化学和静电自组装手段将上转换纳米粒子和金丝桃素偶联得到的探针具有制备简单、可操作性高、重复性高等优点；此外，由于本发明使用的交联剂具有良好的生物相容性，且具有极好的装载能力，因此可以用于多种纳米粒子以及其他诊疗剂的负载，从而达到多重诊疗的目的。
附图说明
图1是根据本发明的一个实施方案的上转换光动力靶向纳米探针的合成示意图；
图2是根据本发明的一个实施方案的上转换光动力靶向纳米探针的X射线衍射(XRD)图；
图3是根据本发明的一个实施方案的上转换光动力靶向纳米探针的透射电镜(TEM)图片；
图4是根据本发明的一个实施方案的上转换光动力靶向纳米探针的在不同激发光下的荧光光谱；
图5是根据本发明的一个实施方案的上转换光动力靶向纳米探针孵育的癌细胞在近红外光照射下的细胞存活率图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例提供一种上转换光动力靶向纳米肿瘤细胞探针，其由氨基聚乙二醇修饰的上转换纳米粒子的核和外层的偶联金丝桃素通过树状大分子交联而成。
其中：
上转换纳米粒子由掺杂Tm3+、Gd3+、Er3+、Nd3+、Eu3+的所有上转换稀土材料，尺寸为20～100nm；氨基聚乙二醇的分子量为100～20000；树状大分子为表面羧基化的聚乙二胺(0.5代、1.5代)，或者聚2，2-双(羟甲基)丙酸(1代、2代、3代、4代)组成，阳离子聚电解质包括聚二烯丙基二甲基氯化铵(任意分子量)、聚丙烯酰胺(任意分子量)。
此外，本发明还提供一种上转换光动力靶向纳米肿瘤细胞探针的制备方法，该制备方法的流程如图1所示，该制备方法通过以下步骤实现：
步骤1)上转换纳米粒子(UCNPs)的修饰(采用氨基聚乙二醇修饰)：将上转换纳米粒子加入到氨基聚乙二醇(NPEG)溶液中，搅拌反应，用超滤膜过滤，重新加入到PBS中，得到NPEG修饰的上转换纳米粒子(NPEG-UCNPs)的PBS分散液；
具体地，将上转换纳米粒子与浓度为100～1000mg/mL氨基聚乙二醇搅拌混合，控制搅拌温度为60～80℃，反应时间为0.5～20h，然后用截留分子量为300～50000的超滤膜过滤，得到NPEG-UCNPs的PBS分散液；UCNPs与NPEG溶液混合时，UCNPs与NPEG的质量比为1：0.01～1：200。
对上述NPEG-UCNPs的PBS分散液进行浓缩，使UCNPs浓度为0.01mg/mL～10mg/mL。
步骤2)UCNPs与树状大分子(Dds)的复合：将Dds分散在去离子水中，加入碳二亚胺(EDC)和N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)，调节pH，搅拌反应；然后加入NPEG-UCNPs，搅拌反应，用超滤膜过滤，重新加入到PBS中，得到NPEG-UCNPs-Dds复合物分散液。
具体地，将Dds分散在去离子水中，得到浓度为1nmol/L～10mmol/L的Dds分散液，加入EDC和NHS，调节pH为3.5～6.5，在温度为1～20℃下搅拌反应0.1～2h；然后加入NPEG-UCNPs，在温度为10～40℃下搅拌反应0.5～36h，用截留分子量为300～50000的超滤膜过滤，分散于PBS中，得到NPEG-UCNPs-Dds的PBS分散液；所加入的EDC的质量与Dds的质量比为1：0.001～1：10；所加入的NHS的质量与Dds的质量比为1：0.01～1：10；
对NPEG-UCNPs-Dds的PBS分散液进行浓缩，使UCNPs的浓度为0.01mg/mL～10mg/mL。
步骤3)NPEG-UCNPs-Dds复合物与金丝桃素交联：将阳离子聚电解质的氯化钠溶液与NPEG-UCNPs-Dds复合物分散液混合，搅拌反应；然后加入金丝桃素，搅拌反应，用超滤膜过滤，重新加入到PBS中，得到NPEG-UCNPs-Dds-金丝桃素纳米探针的分散液。
具体地，将阳离子聚电解质的氯化钠溶液与NPEG-UCNPs-Dds复合物分散液混合，在温度为1～40℃下搅拌反应0.5～36h；然后加入金丝桃素分散液，在温度为1～40℃下搅拌反应0.5～36h，用截留分子量为300～50000的超滤膜过滤，分散于PBS中，得到NPEG-UCNPs-Dds-金丝桃素纳米探针的分散液；阳离子聚电解质的氯化钠溶液中，阳离子聚电解质的浓度为0.005～0.01mol/L，氯化钠的浓度范围为0.005～1mol/L；阳离子聚电解质的氯化钠溶液与NPEG-UCNPs-Dds复合物混合液中，阳离子聚电解质与NPEG-UCNPs-Dds的质量比为1：1～1：10000；金丝桃素分散液中，金丝桃素的浓度为1nmol/L～5mmol/L，金丝桃素与聚电解质的质量比为1：1～1：10000。
以下通过实施例对优选实施方式作具体阐释。
实施例中，UCNPs为Gd3+掺杂的稀土纳米材料，吸收峰为980nm左右，发射峰为540nm左右，尺寸为20nm左右；氨基聚乙二醇的分子量为5000；树状大分子为表面羧基化的聚乙二胺(0.5代)；阳离子聚电解质为聚二烯丙基二甲基氯化铵(任意分子量)，PBS购自Merck公司。
实施例1：
1)将上转换纳米粒子与浓度为110mg/mL氨基聚乙二醇搅拌混合，控制搅拌温度为60℃，反应时间为0.5h，然后用截留分子量为1000的超滤膜过滤，得到NPEG-UCNPs的PBS分散液；UCNPs与NPEG溶液混合时，UCNPs与NPEG的质量比为1：0.01；将NPEG-UCNPs的PBS分散液进行浓缩，使UCNPs浓度为0.01mg/mL。
2)将Dds分散在去离子水中，得到浓度为1mol/mL的Dds分散液，加入EDC和NHS，调节pH为4，在温度为10℃下搅拌反应0.1h；然后加入步骤1)得到的NPEG-UCNPs，在温度为20℃下搅拌反应0.5h，用截留分子量为1000的超滤膜过滤，分散于PBS中，得到NPEG-UCNPs-Dds的PBS分散液；所加入的EDC的质量与Dds的质量比为1：0.01；所加入的NHS的质量与Dds的质量比为1：0.01；将NPEG-UCNPs-Dds的PBS分散液进行浓缩，使UCNPs的浓度为0.01mg/mL。
3)将阳离子聚电解质的氯化钠溶液与步骤2)得到的NPEG-UCNPs-Dds复合物分散液混合，在温度为20℃下搅拌反应10h；然后加入金丝桃素分散液，在温度为10℃下搅拌反应0.5h，用截留分子量为1000的超滤膜过滤，分散于PBS中，得到NPEG-UCNPs-Dds-金丝桃素纳米探针的分散液；阳离子聚电解质的氯化钠溶液中，阳离子聚电解质的浓度为0.005mol/L，氯化钠的浓度范围为0.005mol/L；阳离子聚电解质的氯化钠溶液与NPEG-UCNPs-Dds复合物混合液中，阳离子聚电解质与NPEG-UCNPs-Dds的质量比为1：500；金丝桃素分散液中，金丝桃素的浓度为0.01mmol/L，金丝桃素与聚电解质的质量比为1：500。
实施例2：
1)将上转换纳米粒子与浓度为100mg/mL氨基聚乙二醇搅拌混合，控制搅拌温度为60℃，反应时间为1h，然后用截留分子量为2000的超滤膜过滤，得到NPEG-UCNPs的PBS分散液；UCNPs与NPEG溶液混合时，UCNPs与NPEG的质量比为1：0.01；将NPEG-UCNPs的PBS分散液进行浓缩，使UCNPs浓度为0.01mg/mL。
2)将Dds分散在去离子水中，得到浓度为0.1mmol/mL的Dds分散液，加入EDC和NHS，调节pH为4，在温度为10℃下搅拌反应1h；然后加入步骤1)得到的NPEG-UCNPs，在温度为20℃下搅拌反应0.5h，用截留分子量为2000的超滤膜过滤，分散于PBS中，得到NPEG-UCNPs-Dds的PBS分散液；所加入的EDC的质量与Dds的质量比为1：0.01；所加入的NHS的质量与Dds的质量比为1：0.01；将NPEG-UCNPs-Dds的PBS分散液进行浓缩，使UCNPs的浓度为0.01mg/mL。
3)将阳离子聚电解质的氯化钠溶液与步骤2)得到的NPEG-UCNPs-Dds复合物分散液混合，在温度为25℃下搅拌反应10h；然后加入金丝桃素分散液，在温度为10℃下搅拌反应5h，用截留分子量为2000的超滤膜过滤，分散于PBS中，得到NPEG-UCNPs-Dds-金丝桃素纳米探针的分散液；阳离子聚电解质的氯化钠溶液中，阳离子聚电解质的浓度为0.005mol/L，氯化钠的浓度范围为0.005mol/L；阳离子聚电解质的氯化钠溶液与NPEG-UCNPs-Dds复合物混合液中，阳离子聚电解质与NPEG-UCNPs-Dds的质量比为1：500；金丝桃素分散液中，金丝桃素的浓度为0.01mmol/L，金丝桃素与聚电解质的质量比为1：500。
实施例3：
1)将上转换纳米粒子与浓度为500mg/mL氨基聚乙二醇搅拌混合，控制搅拌温度为71℃，反应时间为6h，然后用截留分子量为2000的超滤膜过滤，得到NPEG-UCNPs的PBS分散液；UCNPs与NPEG溶液混合时，UCNPs与NPEG的质量比为1：0.01；将NPEG-UCNPs的PBS分散液进行浓缩，使UCNPs浓度为0.01mg/mL。
2)将Dds分散在去离子水中，得到浓度为0.01mmol/mL的Dds分散液，加入EDC和NHS，调节pH为4.5，在温度为10℃下搅拌反应1.5h；然后加入步骤1)得到的NPEG-UCNPs，在温度为20℃下搅拌反应0.5h，用截留分子量为20000的超滤膜过滤，分散于PBS中，得到NPEG-UCNPs-Dds的PBS分散液；所加入的EDC的质量与Dds的质量比为1：0.01；所加入的NHS的质量与Dds的质量比为1：0.01；将NPEG-UCNPs-Dds的PBS分散液进行浓缩，使UCNPs的浓度为0.01mg/mL。
3)将阳离子聚电解质的氯化钠溶液与步骤2)得到的NPEG-UCNPs-Dds复合物分散液混合，在温度为25℃下搅拌反应10h；然后加入金丝桃素分散液，在温度为25℃下搅拌反应5h，用截留分子量为20000的超滤膜过滤，分散于PBS中，得到NPEG-UCNPs-Dds-金丝桃素纳米探针的分散液；阳离子聚电解质的氯化钠溶液中，阳离子聚电解质的浓度为0.005mol/L，氯化钠的浓度范围为0.005mol/L；阳离子聚电解质的氯化钠溶液与NPEG-UCNPs-Dds复合物混合液中，阳离子聚电解质与NPEG-UCNPs-Dds的质量比为1：1000；金丝桃素分散液中，金丝桃素的浓度为0.01mmol/L，金丝桃素与聚电解质的质量比为1：500。
实施例4：
1)将上转换纳米粒子与浓度为700mg/mL氨基聚乙二醇搅拌混合，控制搅拌温度为75℃，反应时间为6.5h，然后用截留分子量为2000的超滤膜过滤，得到NPEG-UCNPs的PBS分散液；UCNPs与NPEG溶液混合时，UCNPs与NPEG的质量比为1：1；将NPEG-UCNPs的PBS分散液进行浓缩，使UCNPs浓度为1mg/mL。
2)将Dds分散在去离子水中，得到浓度为0.01mmol/mL的Dds分散液，加入EDC和NHS，调节pH为5.5，在温度为20℃下搅拌反应2h；然后加入步骤1)得到的NPEG-UCNPs，在温度为20℃下搅拌反应0.5h，用截留分子量为20000的超滤膜过滤，分散于PBS中，得到NPEG-UCNPs-Dds的PBS分散液；所加入的EDC的质量与Dds的质量比为1：0.01；所加入的NHS的质量与Dds的质量比为1：0.01；将NPEG-UCNPs-Dds的PBS分散液进行浓缩，使UCNPs的浓度为1mg/mL。
3)将阳离子聚电解质的氯化钠溶液与步骤2)得到的NPEG-UCNPs-Dds复合物分散液混合，在温度为30℃下搅拌反应10h；然后加入金丝桃素分散液，在温度为25℃下搅拌反应10h，用截留分子量为20000的超滤膜过滤，分散于PBS中，得到NPEG-UCNPs-Dds-金丝桃素纳米探针的分散液；阳离子聚电解质的氯化钠溶液中，阳离子聚电解质的浓度为0.05mol/L，氯化钠的浓度范围为0.05mol/L；阳离子聚电解质的氯化钠溶液与NPEG-UCNPs-Dds复合物混合液中，阳离子聚电解质与NPEG-UCNPs-Dds的质量比为1：5000；金丝桃素分散液中，金丝桃素的浓度为0.05mmol/L，金丝桃素与聚电解质的质量比为1：500。
实施例5：
以与实施例1基本相同的方式，不同之处在于，在步骤2)中，将树状大分子换成表面羧基化的聚乙二胺(1.5代)。
实施例6：
以与实施例3基本相同的方式，不同之处在于，在步骤3)中，将阳离子聚电解质换成聚丙烯酰胺(任意分子量)。
上转换光动力靶向纳米肿瘤细胞探针的性能测试：
使用X射线衍射仪对实施例1得到的探针进行晶体衍射测试，结果如图2所示。可以看到，探针的XRD衍射数据符合Gd3+掺杂的稀土纳米的衍射峰，说明探针中成功偶联上转换纳米材料。
使用透射电镜对实施例2得到的探针的尺寸进行形貌表征，结果如图3所示。可以看到，探针的尺寸为20nm左右。
使用荧光光谱仪对实施例3得到的探针的荧光光谱进行测试，结果如图4所示。可以看到，在980nm激发下，纳米探针的发光峰在540nm左右，可以用于激发金丝桃素产生活性氧物种；在540nm激发下，金丝桃素的发光峰在650nm左右，可以用于细胞荧光标记。
采用本领域公知的方法对实施例4得到的探针进行光照下细胞存活率实验，结果如图5所示。可以看到，在探针与乳腺癌细胞孵育24h后，使用980nm光照射90min，细胞的存活率为10％，表明探针对乳腺癌细胞增殖具有明显的光动力抑制效果。

Claims (9)

1.一种上转换光动力靶向纳米肿瘤细胞探针，其特征在于：所述上转换光动力靶向纳米肿瘤细胞探针包括氨基聚乙二醇修饰的上转换纳米粒子、树状大分子以及金丝桃素；所述氨基聚乙二醇修饰的上转换纳米粒子是核；所述金丝桃素通过树状大分子偶联在核的外表面。
2.一种上转换光动力靶向纳米肿瘤细胞探针的制备方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：
1)上转换纳米粒子UCNPs的修饰：将上转换纳米粒子UCNPs加入到氨基聚乙二醇NPEG溶液中，搅拌反应，用超滤膜过滤，重新加入到PBS中，得到NPEG修饰的上转换纳米粒子的PBS分散液；所述NPEG修饰的上转换纳米粒子是NPEG-UCNPs；
2)上转换纳米粒子UCNPs与树状大分子Dds的复合：将树状大分子Dds分散在去离子水中，加入碳二亚胺EDC和N-羟基琥珀酰亚胺NHS，调节pH，搅拌反应；然后加入步骤1)制备得到的NPEG修饰的上转换纳米粒子NPEG-UCNPs，搅拌反应，用超滤膜过滤，重新加入到PBS中，得到NPEG-UCNPs-Dds复合物分散液；
3)NPEG-UCNPs-Dds复合物与金丝桃素交联：将阳离子聚电解质的氯化钠溶液与步骤2)制备得到的NPEG-UCNPs-Dds复合物分散液混合，搅拌反应；然后加入金丝桃素，搅拌反应，用超滤膜过滤，重新加入到PBS中，得到UCNPS-Dds-金丝桃素纳米探针的分散液。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述步骤1)中上转换纳米粒子UCNPs是掺杂Tm3+、Gd3+、Er3+、Nd3+或Eu3+的所有上转换稀土材料，所述上转换纳米粒子UCNPs的尺寸是20～100nm；所述氨基聚乙二醇NPEG的分子量是100～20000；所述超滤膜的截留分子量是300～50000。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述步骤1)中氨基聚乙二醇NPEG溶液的浓度为100～1000mg/mL；所述上转换纳米粒子UCNPs与氨基聚乙二醇的质量比为1：0.01～1：200；搅拌反应的温度为60～80℃，反应时间为0.5～20h；所述超滤膜的截留分子量为300～50000；得到的氨基聚乙二醇修饰的UCNPs的PBS分散液中，UCNPs浓度为0.01mg/mL～10mg/mL。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述步骤2)中树状大分子Dds是表面羧基化的聚乙二胺或者聚2，2-双(羟甲基)丙酸；所述树状大分子Dds溶液的浓度是1nmol/L～10mmol/L；所加入的碳二亚胺EDC的质量与树状大分子Dds的质量比为1：0.001～1：10；所加入的N-羟基琥珀酰亚胺NHS的质量与树状大分子Dds的质量比为1：0.01～1：10；调节pH为3.5～6.5，搅拌反应的温度为1～20℃，反应时间为0.1～2h；加入的步骤1)制备得到的NPEG修饰的上转换纳米粒子NPEG-UCNPs的质量与树状大分子Dds的质量比为1：0.01～1：500，搅拌反应的温度为10～40℃，反应时间为0.5～36h；所述超滤膜的截留分子量为300～50000；得到的氨基聚乙二醇修饰的UCNPs-Dds的PBS分散液中，UCNPs浓度为0.01mg/mL～10mg/mL。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述步骤3)中阳离子聚电解质包括聚二烯丙基二甲基氯化铵以及聚丙烯酰胺，所述聚二烯丙基二甲基氯化铵以及聚丙烯酰胺均是任意分子量；所述阳离子聚电解质溶液中，阳离子聚电解质的浓度为0.005～0.01mol/L，氯化钠的浓度范围为0.005～1mol/L；所述步骤3)中阳离子聚电解质的氯化钠溶液与NPEG-UCNPs-Dds复合物分散液的混合液中，阳离子聚电解质与NPEG-UCNPs-Dds的质量比为1：1～1：10000，搅拌反应的温度1～40℃，反应时间为0.5～36h；加入的金丝桃素的浓度为1nmol/L～5mmol/L，金丝桃素与聚电解质的质量比为1：1～1：10000，搅拌反应的温度1～40℃，反应时间为0.5～36h；所述超滤膜的截留分子量为300～50000。
7.一种上转换光动力靶向纳米肿瘤细胞探针作为荧光探针、纳米诊疗剂、纳米材料或药物载体的用途。
8.一种上转换光动力靶向纳米肿瘤细胞探针在针对癌细胞增殖具有光动力抑制效果时的用途。
9.一种上转换光动力靶向纳米肿瘤细胞探针在针对乳腺癌细胞增殖具有明显的光动力抑制效果时的用途。
CN201910655924.8A 2019-07-19 2019-07-19 上转换光动力靶向纳米肿瘤细胞探针及其制备方法和用途 Pending CN110373179A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910655924.8A CN110373179A (zh) 2019-07-19 2019-07-19 上转换光动力靶向纳米肿瘤细胞探针及其制备方法和用途

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910655924.8A CN110373179A (zh) 2019-07-19 2019-07-19 上转换光动力靶向纳米肿瘤细胞探针及其制备方法和用途

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110373179A true CN110373179A (zh) 2019-10-25

Family

ID=68254420

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910655924.8A Pending CN110373179A (zh) 2019-07-19 2019-07-19 上转换光动力靶向纳米肿瘤细胞探针及其制备方法和用途

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110373179A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111973572A (zh) * 2020-06-11 2020-11-24 浙江大学 一种基于锰基的树枝状大分子复合纳米材料、制备方法及应用
CN112168974A (zh) * 2020-08-27 2021-01-05 西安电子科技大学 光声响应型可编辑纳米探针、制备方法及其用途

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104498037A (zh) * 2014-11-28 2015-04-08 赵兵 一种pamam修饰的水溶性上转换纳米颗粒及其制备方法
CN108452304A (zh) * 2018-03-13 2018-08-28 浙江大学 稀土上转换复合纳米材料的制备方法及产品和应用
CN109867797A (zh) * 2019-02-20 2019-06-11 青岛大学 一种近红外响应发光的树枝状大分子复合物及其制备方法与应用

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104498037A (zh) * 2014-11-28 2015-04-08 赵兵 一种pamam修饰的水溶性上转换纳米颗粒及其制备方法
CN108452304A (zh) * 2018-03-13 2018-08-28 浙江大学 稀土上转换复合纳米材料的制备方法及产品和应用
CN109867797A (zh) * 2019-02-20 2019-06-11 青岛大学 一种近红外响应发光的树枝状大分子复合物及其制备方法与应用

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
XIAOJUN YANG ET AL.: "Multifunctional core–shell upconversion nanoparticles for targeted tumor cells induced by near-infrared light", 《J. MATER. CHEM. B》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111973572A (zh) * 2020-06-11 2020-11-24 浙江大学 一种基于锰基的树枝状大分子复合纳米材料、制备方法及应用
CN112168974A (zh) * 2020-08-27 2021-01-05 西安电子科技大学 光声响应型可编辑纳米探针、制备方法及其用途

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Dong et al. Upconversion-mediated ZnFe 2 O 4 nanoplatform for NIR-enhanced chemodynamic and photodynamic therapy
Jia et al. Mesoporous cerium oxide-coated upconversion nanoparticles for tumor-responsive chemo-photodynamic therapy and bioimaging
Wilhelm Perspectives for upconverting nanoparticles
Xu et al. Integration of IR‐808 sensitized upconversion nanostructure and MoS2 nanosheet for 808 nm NIR light triggered phototherapy and bioimaging
USRE43944E1 (en) Upconversion fluorescent nano-structured material and uses thereof
Ding et al. Nitrogen-doped carbon dots derived from polyvinyl pyrrolidone and their multicolor cell imaging
WO2013181076A1 (en) Coated up-conversion nanoparticles
CN112480925B (zh) 基于x射线激发的近红外二区发光长余辉纳米探针、制备方法及其在活体成像分析上的应用
Liu et al. Simultaneous enhancement of red upconversion luminescence and CT contrast of NaGdF 4: Yb, Er nanoparticles via Lu 3+ doping
CN109943326A (zh) 基于生物质的荧光碳量子点及其制备方法和应用
CN110373179A (zh) 上转换光动力靶向纳米肿瘤细胞探针及其制备方法和用途
CN111603559B (zh) 铜碘簇化合物@光敏剂复合纳米颗粒及其作为x射线光动力治疗药物的应用
CN108949151B (zh) 表面生长过渡金属二硫化物的上转换发光纳米复合材料、制备方法及应用
CN102925155B (zh) 一种稀土离子纳米碱金属稀土氟化物的近红外荧光探针基质材料及其制备方法
CN106753344A (zh) 硫化银量子点及其制备方法及应用
CN106753373A (zh) 一种镱‑铥共掺杂氧化钆上转换荧光纳米颗粒及其制备方法
CN111358946A (zh) 金属-icg配合物及制备方法、金属-icg配合物白蛋白纳米颗粒及制备方法和应用
Wang et al. Magnetic-luminescent YbPO4: Er, Dy microspheres designed for tumor theranostics with synergistic effect of photodynamic therapy and chemotherapy
CN110724517B (zh) 一种稀土/叶绿素复合探针及其制备方法和应用
CN114099675B (zh) x-ray激发的光动力治癌纳米复合颗粒及其制备方法
Meng et al. Efficient luminescence emission in both visible and NIR-II regions by Er3+ partitioning doping and interfacial energy transfer
Wang et al. Upconverting crystal/dextran-g-DOPE with high fluorescence stability for simultaneous photodynamic therapy and cell imaging
CN103301460A (zh) 一种四氧化三铁负载的复合微粒及其应用
CN114425092B (zh) 一种mri/nir ii双模成像的喷洒造影剂及其制备方法和应用
CN106620701A (zh) 一种G5‑MoS2/Bcl‑2 siRNA复合物的制备方法

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
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20191025