CN115894870A - 一种用于光热治疗的苯并双喹喔啉类受体的聚合物、聚合物纳米粒子及其制备和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明属于聚合物半导体材料领域，公开了一种用于光热治疗的苯并双喹喔啉类受体的聚合物及其制备与应用。所述用于光热治疗的苯并双喹喔啉类受体的聚合物的结构具有如式(I)所示；该类聚合物分子共平面性好，可提高非辐射衰减所占比例，提高光热转换效率。该聚合物分子和两亲性三嵌段聚合物F‑127通过自组装方法形成纳米颗粒，具有优异的生物相容性和良好的光热转换效率。
Description
技术领域
本发明属于聚合物半导体材料领域，特别涉及一种用于光热治疗的苯并双喹喔啉类受体的聚合物、聚合物纳米粒子及其制备和应用。
背景技术
恶性肿瘤严重威胁着人类的生命安全，由于肿瘤的复杂性和异质性，传统的治疗手段存在诸多弊端，如全身毒性和放射性损伤、耐药性、缺乏特异性等，治疗效果并不如人意，因此，发展更高效和更精确的治疗方法迫在眉睫。光热治疗是新兴的治疗方法，它利用肿瘤组织与健康组织的温度敏感性差异进行工作。在43℃左右肿瘤组织内细胞凋亡，而健康组织不会出现严重非可逆损伤，从而利用该特性对肿瘤组织进行光热肿瘤治疗。
光热剂通过主动或被动方式富集到肿瘤组织细胞内或细胞间时，使用与之相对应的低功率激光照射特定肿瘤区域，内部的光热剂在吸收光能后以热能的形式扩散到肿瘤内部，肿瘤组织局部温度提高，利用生物体内正常组织和肿瘤组织的温度敏感性差异，实现肿瘤组织细胞中DNA链不可逆断裂和蛋白质永久性变质，细胞凋亡或坏死，最终实现恶性肿瘤消亡的目的。
相较于传统手段，光热治疗具有无创性、针对性好、可操作性强等优点。光热治疗的关键在于光热材料的性能。优秀的光热材料需要具有吸收波长长、消光系数高、光热转换效率高等特点，然而目前常见的光热材料很难同时满足以上要求，这大大限制了光热材料的临床应用。因此，迫切需要开发出更高效率的光热材料。喹喔啉衍生物是一类富杂原子、电子亲和力强、共平面性好的电子受体单元，被广泛应用于开发有机小分子和聚合物光热剂。目前常见的喹喔啉类衍生物主要是单边的喹喔啉，苯并双喹喔啉类受体的聚合物光热剂并未见报道。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点与不足，本发明的首要目的在于提供一种用于光热治疗的苯并双喹喔啉类受体的聚合物。
本发明另一目的在于提供上述苯并双喹喔啉类受体的聚合物的制备方法。
本发明再一目的在于提供一种用于光热治疗的苯并双喹喔啉类受体的聚合物纳米粒子。
本发明再一目的在于提供上述苯并双喹喔啉类受体的聚合物纳米粒子在制备光热治疗材料的应用。
本发明的目的通过下述方案实现：
一种用于光热治疗的苯并双喹喔啉类受体的聚合物，具有如下式(I)所示结构：
所述式(I)中，n为10-300的整数，优选为50-150的整数，更优选为100。
所述式(I)中，R1相对独立的为以下所示结构中的一种，但不限于以下结构式；
R1的结构中，R2相对独立的为碳原子总数为6–16的直链烷基、碳原子总数为8–30的支链烷基中的一种；X为氟原子、氯原子或溴原子中的一种。
Ar为以下所示结构中的一种，但不限于以下结构式；
所述Ar结构中，其中R2相对独立的为碳原子总数为6–16的直链烷基、碳原子总数为8–30的支链烷基中的一种。
所述碳原子总数为6–16的直链烷基优选为正己基、正庚基、正辛基、正壬基、正癸基、正十一烷基、正十二烷基、正十三烷基、正十四烷基、正十五烷基或正十六烷基；
所述碳原子总数为8–30的支链烷基优选为2-乙基己基，2-丁基己基、2-己基辛基、4-己基癸基、3-己基十一烷基、2-辛基癸基、2-辛基十二烷基、3-辛基十三烷基、2-癸基十二烷基、2-癸基十四烷基、3-癸基十五烷基、2-十二烷基十六烷基、4-辛基十四烷基、4-癸基十六烷基、4-辛基十二烷基、4-癸基十四烷基或4-十二烷基十六烷基。
优选的，所述聚合物为如下DaP-Dbb或DaP-IDbb所示结构式中的一种：
所述DaP-Dbb和DaP-IDbb结构式中，n的定义与其在式(I)中的定义相同。
一种上述用于光热治疗的苯并双喹喔啉类受体的聚合物的制备方法，包括如下步骤：
(1)4,7-二溴-5,6-二硝基苯并噻二唑与铁粉进行还原反应，得到中间体a；
所述4,7-二溴-5,6-二硝基苯并噻二唑的结构式为：
所述中间体a的结构式为：
(2)将中间体a与1,2-二芳基-1,2-二酮进行反应，得到中间体b；
所述1,2-二芳基-1,2-二酮的结构式为：
其中，所述R1的定义与其在上述式(I)的定义相同；
所述中间体b的结构式为：
其中，所述R1的定义与其在上述式(I)的定义相同；
(3)中间体b在硼氢化钠的作用下进行还原反应，得到中间体c；
所述中间体c的结构式为：
其中，所述R1的定义与其在上述式(I)的定义相同；
(4)将中间体c与苊-1,2-二酮进行反应，得到单体化合物DaP；
所述苊-1,2-二酮的结构式为：
所述单体化合物DaP的结构式为：
其中，所述R1的定义与其在上述式(I)的定义相同；
(5)将双甲基锡基取代芳香杂环单体e与单体化合物DaP进行钯催化偶联反应，得到聚合物。
所述双甲基锡基取代芳香杂环单体e的结构式为：
其中，Ar的定义与其在上述式(I)的定义相同；
优选地，上述一种用于光热治疗的苯并双喹喔啉类受体的聚合物的制备方法，包括如下步骤：
(1)将4,7-二溴-5,6-二硝基苯并噻二唑、铁粉和溶剂混合均匀，然后回流搅拌反应2-4小时后，冷却至室温，反应液经纯化后得到粗产物中间体a；
(2)将中间体a、1,2-二芳基-1,2-二酮和溶剂混合均匀，然后回流搅拌反应14-24小时后，冷却至室温，反应液经纯化后得到纯产物中间体b；
(3)将中间体b、硼氢化钠和溶剂混合均匀，然后回流搅拌反应1-3小时后，冷却至室温，反应液经纯化后得到粗产物中间体c；
(4)将中间体c、苊-1,2-二酮和溶剂混合均匀，然后回流搅拌反应14-24小时后，冷却至室温，反应液经纯化后得到纯产物单体化合物DaP；
(5)将双甲基锡基取代芳香杂环单体e、单体化合物DaP、钯催化剂和溶剂混合均匀，然后在80～120℃回流搅拌反应10–72小时后，冷却至室温，反应液经纯化后得到最终产物。
本发明所述制备方法在氮气或氩气保护下进行。
步骤(1)所述4,7-二溴-5,6-二硝基苯并噻二唑与铁粉的摩尔比为1：10-14优选为1：12；
步骤(2)所述1,2-二芳基-1,2-二酮为1,2-二(4-(辛氧基)苯基)乙烷-1,2-二酮、1,2-二(4-氯苯基)乙烷-1,2-二酮、1,2-二(4-氟苯基)乙烷-1,2-二酮、4,4'-草酰二苄腈1,2-双(4-辛基噻吩-2-基)乙烷-1,2-二酮、1,2-双(4-氯噻吩-2-基)乙烷-1,2-二酮、1,2-双(4-氟噻吩-2-基)乙烷-1,2-二酮和5,5'-草酰双(噻吩-3-腈)中的一种；
步骤(2)所述中间体a与1,2-二芳基-1,2-二酮的摩尔比为1：1-1.4，优选为1：1-1.2；
步骤(3)所述中间体b与硼氢化钠的摩尔比为1：5-10，优选为1：5-6；
步骤(4)所述中间体c与苊-1,2-二酮的摩尔比为1：1-1.4，优选为1：1-1.2；
步骤(5)所述单体化合物DaP、双甲基锡基取代芳香杂环单体e与钯催化剂的摩尔比为1：1-1.5：0.01-0.1，优选为1：1-1.1：0.01-0.1。
步骤(1)～(4)中所述溶剂均相对独立的选自乙酸、无水乙醇、四氢呋喃中的至少一种，优选为乙酸；
步骤(5)中所述溶剂选自甲苯、二甲苯、甲基萘、氯苯、二氯苯、二氯萘、三氯苯、氯萘和四氢呋喃中的至少一种，优选为氯苯；
步骤(5)中所述钯催化剂选自四(三苯基膦)钯、醋酸钯、二(三苯基膦)二氯化钯和三(二亚苄基丙酮)二钯中的至少一种，优选为三(二亚苄基丙酮)二钯；
步骤(5)中所述钯催化剂选用三(二亚苄基丙酮)二钯时，优选为与配体一起使用，其中配体优选为三(邻甲基苯基)膦，配体的用量为钯催化剂用量的2倍。
步骤(1)和步骤(3)中所述纯化为将反应液采用二氯甲烷萃取，然后将有机相用硫酸镁干燥，旋干溶剂得粗产品。
步骤(2)和步骤(4)中所述纯化为将反应液采用二氯甲烷萃取，然后将有机相用硫酸镁干燥，旋干溶剂得粗产品。然后采用硅胶色谱柱提纯，即可分别得到橘红色固体中间体b，黄色固体单体化合物DaP；
步骤(5)中所述纯化为将反应液沉降于甲醇中，抽滤，收集墨绿色固体，再采用索式抽提器提纯目标聚合物，旋干溶剂得墨绿色固体产物。
一种用于光热治疗的苯并双喹喔啉类受体的聚合物纳米粒子，包括以下步骤：
将上述用于光热治疗的苯并双喹喔啉类受体的聚合物和两亲性三嵌段聚合物F-127溶解在有机溶剂中，在超声条件下将其混合溶液加入水中，室温下超声得到墨绿色溶液，然后室温下自然挥发，除去有机溶剂，即得用于光热治疗的苯并双喹喔啉类受体的聚合物纳米粒子。
所述苯并双喹喔啉类受体的聚合物和F-127的质量比为1：5-20，优选为1：5-10；
所述超声时间为5-20min，优选为10min；
所述有机溶剂为四氢呋喃和无水乙醇中的至少一种，优选为四氢呋喃。
所述水为去离子水或超纯水中的至少一种，优选为超纯水；
所述有机溶剂和水的体积比为1：5-20，优选为1：10。
所述的水的用量可根据实际需要的纳米粒子溶液的浓度进行调整；优选为满足最终得到的用于光热治疗的苯并双喹喔啉类受体的聚合物纳米粒子中聚合物的浓度大于等于10μg/ml，更优选为20μg/ml-100μg/ml。
一种用于光热治疗的苯并双喹喔啉类受体的聚合物的纳米粒子在制备光热治疗材料中的应用。
本发明相对于现有技术，具有如下的优点及有益效果：
1、合成方法具有合成方法普适性强、合成路线简短、反应原料易得等优点；
2、该类聚合物分子共平面性好，可提高非辐射衰减所占比例，提高光热转换效率。
3、该类聚合物分子在有机溶剂中溶解性好，制备成水溶性纳米粒子，提高了其生物相容性，使得光热剂可以正常分散在生物体液中不发生沉聚，并易于注射进生物体内；
4、本发明所得的苯并双喹喔啉类受体的聚合物纳米粒子作为光热剂，生物相容性好，其最大吸收边带值在950nm以上，808nm处吸收系数可达9.177L.g-1.cm-1以上，在808激光照射下，8min内100μg/mL浓度下溶液的温度可升至73℃以上，光热转换效率在61％以上，具有较好的肿瘤消融效果。
5、本发明的一系列苯并双喹喔啉类受体的聚合物材料在光热治疗中具有较好的临床应用前景。
附图说明
图1为实施例1制备所得苯并双喹喔啉类受体的聚合物DaP-Dbb在三氯甲烷溶液中的吸收光谱。
图2为实施例1制备所得苯并双喹喔啉类受体的聚合物DaP-Dbb的纳米粒子水溶液的吸收光谱。
图3为实施例2制备所得苯并双喹喔啉类受体的聚合物DaP-IDbb在三氯甲烷溶液中的吸收光谱。
图4为实施例2制备所得苯并双喹喔啉类受体的聚合物DaP-IDbb的纳米粒子水溶液的吸收光谱。
图5为实施例1制备所得苯并双喹喔啉类受体的聚合物DaP-Dbb的纳米粒子水溶液在808nm激光照射下的升温曲线。
图6为实施例1制备所得苯并双喹喔啉类受体的聚合物DaP-Dbb的纳米粒子水溶液在808nm激光照射下的升温-降温曲线。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
实施例中所用试剂如无特殊说明均可从市场常规购得。
实施例1
一种化学结构为DaP-Dbb的聚合物材料，其合成路线如下所示：
(1)化学结构式为a的中间体的合成：氮气保护下，向三口瓶中加入4,7-二溴-5,6-二硝基苯并噻二唑(2.80g,7.29mmol)、铁粉(4.88g,87.46mmol)、80mL乙酸溶剂。回流搅拌2小时后，冷却至室温。用吸铁石吸住铁粉，剩余反应液倒入单颈瓶中，旋干溶剂得到粗产物，直接投下一步；
(2)化学结构式为b的中间体的合成：氮气保护下，向三口瓶中加入步骤(1)中所得中间体a、1,2-二(4-(辛氧基)苯基)乙烷-1,2-二酮(3.4g,7.29mmol)、50mL乙酸溶剂。回流搅拌16小时后，冷却至室温。采用二氯甲烷萃取，有机相用硫酸镁干燥，旋干溶剂得粗产品。然后采用硅胶色谱柱提纯得目标产物4,9-二溴-6,7-双(4-(辛氧基)苯基)-[1,2,5]噻二唑并[3,4-g]喹喔啉，步骤(1)和步骤(2)两步产率共为53％。
结构表征数据如下，
1H NMR(500MHz,Chloroform-d)δ7.75(d,J＝8.8Hz,4H),6.91(d,J＝8.8Hz,4H),4.02(t,J＝6.6Hz,4H),1.81(p,J＝6.7Hz,4H),1.52–1.41(m,4H),1.41–1.23(m,16H),0.89(q,J＝7.0Hz,6H).
MALDI-TOF-MS:m/z＝754.14(M+).
由上可知，该化合物结构正确，为所示化合物4,9-二溴-6,7-双(4-(辛氧基)苯基)-[1,2,5]噻二唑并[3,4-g]喹喔啉。
(3)化学结构式为c的中间体的合成：氮气保护下，向三口瓶中加入化合物b(1.53g,2.02mmol)、硼氢化钠(0.38g,10.10mmol)、10mL四氢呋喃溶剂和20mL无水乙醇溶剂。回流搅拌2小时后，冷却至室温。用冰水淬灭反应液后，再用二氯甲烷萃取，有机相用硫酸镁干燥，旋干溶剂得粗产物。
(4)化学结构式为DaP的单体的合成：氮气保护下，向三口瓶中加入步骤(3)所得中间体c、苊-1,2-二酮(0.37g,2.02mmol)和30mL乙酸溶剂。回流搅拌16小时后，冷却至室温。采用二氯甲烷萃取，有机相用硫酸镁干燥，旋干溶剂得粗产品。然后采用硅胶色谱柱提纯得目标产物8,13-二溴-10,11-二(4-(辛氧基)苯基)苊[1,2-b]吡嗪[2,3-g]喹啉，步骤(3)和步骤(4)两步产率共为20％。
结构表征数据如下，
1H NMR(500MHz,Chloroform-d)δ8.49(d,J＝6.9Hz,2H),8.05(d,J＝8.1Hz,2H),7.79(dd,J＝13.4,7.9Hz,6H),6.92(d,J＝8.7Hz,4H),4.02(t,J＝6.5Hz,4H),1.82(p,J＝6.7Hz,4H),1.48(q,J＝7.6,7.2Hz,4H),1.39–1.27(m,16H),0.90(t,J＝6.7Hz,6H).
MALDI-TOF-MS:m/z＝872.21(M+).
由上可知，该化合物结构正确，为实施例1所用式DaP所示共聚单体化合物8,13-二溴-10,11-二(4-(辛氧基)苯基)苊[1,2-b]吡嗪[2,3-g]喹啉。
(5)化学结构式为式(I)所示聚合物DaP-Dbb的合成：往25mL的三口瓶中，依次加入式DaP所示单体化合物8,13-二溴-10,11-二(4-(辛氧基)苯基)苊[1,2-b]吡嗪[2,3-g]喹啉(87.3mg,0.1mmol)，2,5-双(三甲基锡基)噻吩(41mg,0.1mmol)、三(二亚苄基丙酮)二钯(9mg,0.01mmol)、三(邻甲基苯基)膦(6mg，0.02mmol)和氯苯(3mL)加入到反应瓶中，在氩气中进行三次冷冻-抽气-解冻循环除氧，然后将反应混合物加热到120℃反应48h。冷却后，滴入200mL甲醇中，室温下搅拌2h，过滤。得到的聚合物装入索氏提取器抽提。依次用200mL甲醇、丙酮、正己烷抽提至无色，除去小分子和催化剂，再用三氯甲烷提取得到最终产物，产率为80％。
两个单体在使用前结构都得到确定，聚合时仅有这两个单体，且反应位点唯一，只要发生聚合反应就能得到相应的聚合物。而且单体化合物DaP为淡黄色固体，所得最终产物为墨绿色固体，颜色的变化证明确实发生了聚合反应，且随着反应的发生，反应液粘度增加。
所得聚合物的分子量表征数据如下：重均分子量为52.2kDa，数均分子量为20.9kDa，聚合物分子量分布指数为2.50。
(6)纳米粒子DaP-Dbb NPs的制备：将3mg DaP-Dbb聚合物和30mg F-127聚合物溶解在0.35mL四氢呋喃中，在室温超声条件下，将上述混合溶液快速注入3mL超纯水中，超声10min后，得到墨绿色溶液。将所得溶液置于室温自然挥发，除去四氢呋喃，得到DaP-DbbNPs的水溶液。
实施例2
一种化学结构为DaP-IDbb的聚合物半导体材料，其合成路线如下所示：
(1)化学结构式为a的中间体的合成：氮气保护下，向三口瓶中加入4,7-二溴-5,6-二硝基苯并噻二唑(2.80g,7.29mmol)、铁粉(4.88g,87.46mmol)、80mL乙酸溶剂。回流搅拌2小时后，冷却至室温。用吸铁石吸住铁粉，剩余反应液倒入单颈瓶中，旋干溶剂得到粗产物，直接投下一步；
(2)化学结构式为b的中间体的合成：氮气保护下，向三口瓶中加入步骤(1)中所得中间体a、1,2-二(4-(辛氧基)苯基)乙烷-1,2-二酮(3.4g,7.29mmol)、50mL乙酸溶剂。回流搅拌16小时后，冷却至室温。采用二氯甲烷萃取，有机相用硫酸镁干燥，旋干溶剂得粗产品。然后采用硅胶色谱柱提纯得目标产物4,9-二溴-6,7-双(4-(辛氧基)苯基)-[1,2,5]噻二唑并[3,4-g]喹喔啉，步骤(1)和步骤(2)两步产率共为53％。
结构表征数据如下，
1H NMR(500MHz,Chloroform-d)δ7.75(d,J＝8.8Hz,4H),6.91(d,J＝8.8Hz,4H),4.02(t,J＝6.6Hz,4H),1.81(p,J＝6.7Hz,4H),1.52–1.41(m,4H),1.41–1.23(m,16H),0.89(q,J＝7.0Hz,6H).
MALDI-TOF-MS:m/z＝754.14(M+).
由上可知，该化合物结构正确，为所示化合物4,9-二溴-6,7-双(4-(辛氧基)苯基)-[1,2,5]噻二唑并[3,4-g]喹喔啉。
(3)化学结构式为c的中间体的合成：氮气保护下，向三口瓶中加入化合物b(1.53g,2.02mmol)、硼氢化钠(0.38g,10.10mmol)、10mL四氢呋喃溶剂和20mL无水乙醇溶剂。回流搅拌2小时后，冷却至室温。用冰水淬灭反应液后，再用二氯甲烷萃取，有机相用硫酸镁干燥，旋干溶剂得到粗产物，直接投下一步。
(4)化学结构式为DaP的单体的合成：氮气保护下，向三口瓶中加入步骤(3)中所得中间体c、苊-1,2-二酮(0.37g,2.02mmol)和30mL乙酸溶剂。回流搅拌16小时后，冷却至室温。采用二氯甲烷萃取，有机相用硫酸镁干燥，旋干溶剂得粗产品。然后采用硅胶色谱柱提纯得目标产物8,13-二溴-10,11-二(4-(辛氧基)苯基)苊[1,2-b]吡嗪[2,3-g]喹啉，步骤(3)和步骤(4)两步产率共为20％。
结构表征数据如下，
1H NMR(500MHz,Chloroform-d)δ8.49(d,J＝6.9Hz,2H),8.05(d,J＝8.1Hz,2H),7.79(dd,J＝13.4,7.9Hz,6H),6.92(d,J＝8.7Hz,4H),4.02(t,J＝6.5Hz,4H),1.82(p,J＝6.7Hz,4H),1.48(q,J＝7.6,7.2Hz,4H),1.39–1.27(m,16H),0.90(t,J＝6.7Hz,6H).
MALDI-TOF-MS:m/z＝872.21(M+).
由上可知，该化合物结构正确，为实施例所用式DaP所示共聚单体化合物8,13-二溴-10,11-二(4-(辛氧基)苯基)苊[1,2-b]吡嗪[2,3-g]喹啉。
(5)化学结构式为式(I)所示聚合物DaP-IDbb的合成：往25mL的三口瓶中，依次加入式DaP所示单体化合物8,13-二溴-10,11-二(4-(辛氧基)苯基)苊[1,2-b]吡嗪[2,3-g]喹啉(87.3mg,0.1mmol)，5,5'-二三甲基锡基-4,4'-二十二烷基-2,2'-联噻吩(82.9mg,0.1mmol)、三(二亚苄基丙酮)二钯(9mg,0.01mmol)、三(邻甲基苯基)膦(6mg，0.02mmol)和氯苯(3mL)加入到反应瓶中，在氩气中进行三次冷冻-抽气-解冻循环除氧，然后将反应混合物加热到120℃反应48h。冷却后，滴入200mL甲醇中，室温下搅拌2h，过滤。得到的聚合物装入索氏提取器抽提。依次用200mL甲醇、丙酮、正己烷抽提至无色，除去小分子和催化剂，再用三氯甲烷提取得到最终产物，产率为86％。
两个单体在使用前结构都得到确定，聚合时仅有这两个单体，且反应位点唯一，只要发生聚合反应就能得到相应的聚合物。而且单体化合物DaP为淡黄色固体，所得最终产物为墨绿色固体，颜色的变化证明确实发生了聚合反应，且随着反应的发生，反应液粘度增加。
所得聚合物的分子量表征数据如下：重均分子量为48.2kDa，数均分子量为23.1kDa，聚合物分子量分布指数为2.10。
(6)纳米粒子DaP-IDbb NPs的制备：将3mg DaP-IDbb聚合物和30mg F-127聚合物溶解在0.35mL四氢呋喃中，在室温超声条件下，将上述混合溶液快速注入3mL超纯水中，超声10min后，得到墨绿色溶液。将所得溶液置于室温自然挥发，除去四氢呋喃，得到DaP-IDbbNPs的水溶液。
上述实施例1和2制备所得聚合物DaP-Dbb和DaP-IDbb的光谱性质以及DaP-Dbb的光热性能测定：
(1)聚合物DaP-Dbb和DaP-IDbb的吸收光谱性质
图1为聚合物DaP-Dbb在三氯甲烷溶液中的紫外–可见–近红外吸收光谱，图2为不同浓度DaP-Dbb NPs水溶液的紫外–可见–近红外吸收光谱。由图1和图2可知，聚合物DaP-Dbb的三氯甲烷溶液和DaP-Dbb NPs水溶液的近红外主要吸收峰在808nm附近，最大吸收边带值在950nm左右。
图3为聚合物DaP-IDbb在三氯甲烷溶液中的紫外–可见–近红外吸收光谱，图4为不同浓度DaP-IDbb NPs水溶液的紫外–可见–近红外吸收光谱。由图3和图4可知，聚合物DaP-IDbb的三氯甲烷溶液和DaP-IDbb NPs水溶液的近红外主要吸收峰在600nm附近，最大吸收边带值在700nm左右。
(2)聚合物DaP-Dbb的光热性能测定
图5为不同聚合物浓度的DaP-Dbb纳米粒子溶液在808nm激光照射下的升温曲线。由图5可知，在808nm激光照射下，随着浓度的增加，纳米粒子溶液的升温速度增加，且最高温也逐步升高。聚合物浓度为100μg/mL时，最高温度为72.96℃；聚合物浓度为80μg/mL时，最高温度为68.27℃；聚合物浓度为50μg/mL时，最高温度为61℃；聚合物浓度为20μg/mL时，最高温度为54.26℃。当区域温度高于43℃时，肿瘤细胞将发生凋亡且周围的健康组织在短时间内损伤较轻且可逆。因此，可以预见，DaP-Dbb NPs在808nm激光照射下对肿瘤细胞有较好的杀灭效果。
图6为聚合物浓度为100μg/mL的DaP-Dbb NPs水溶液在808nm激光照射下的升温-降温曲线。由图6可知，DaP-Dbb NPs水溶液在808nm激光照射下，温度不断上升。光照60s后，温度升高至45℃；光照120s后，温度升高至54℃；光照460s后，温度最终升至73℃。在移去光源后，DaP-Dbb NPs水溶液的温度不断下降。移走光源60s后，温度降至60.5℃；移走光源120s后，温度降至53.7℃。根据降温曲线，经过计算得到聚合物纳米颗粒的光热转换效率为61％。这说明DaP-Dbb NPs具有优异的光热转换效率，能在光热治疗中达到良好效果，具有较好的临床应用前景。
综上所述，本发明提供的式(I)所示一种苯并双喹喔啉类受体聚合物是一类光热性能优异的共轭聚合物，光热转换效率在61％以上，具有较好的肿瘤消融效果；该类聚合物分子共平面性好，可提高非辐射衰减所占比例，提高光热转换效率。该类聚合物分子在有机溶剂中溶解性好，制备成水溶性纳米粒子，提高了其生物相容性，使得光热剂可以正常分散在生物体液中不发生沉聚，并易于注射进生物体内。本发明所提供的制备方法简单有效、原料易得以及推广性强等优势。通过改变不同的助溶烷基链、芳环取代和共聚单元，可制备出系列的光热性能优异的苯并双喹喔啉类受体聚合物半导体材料，这对于研究聚合物半导体结构与性能之间的内在关联具有非常重要的意义，对今后开发高性能的光热材料具有指导意义。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种用于光热治疗的苯并双喹喔啉类受体的聚合物，其特征在于具有如下式(I)所示结构：
所述式(I)中，n为10-300的整数；
所述式(I)中，R1相对独立的为以下所示结构中的一种：
R1的结构中，R2相对独立的为碳原子总数为6–16的直链烷基、碳原子总数为8–30的支链烷基中的一种；X为氟原子、氯原子或溴原子中的一种；
Ar为以下所示结构中的一种：
所述Ar结构中，其中R2相对独立的为碳原子总数为6–16的直链烷基、碳原子总数为8–30的支链烷基中的一种。
2.根据权利要求1所述用于光热治疗的苯并双喹喔啉类受体的聚合物，其特征在于所述聚合物为如下DaP-Dbb或DaP-IDbb所示结构式中的一种：
所述DaP-Dbb和DaP-IDbb结构式中，n为10-300的整数。
3.一种根据权利要求1或2所述用于光热治疗的苯并双喹喔啉类受体的聚合物的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)将4,7-二溴-5,6-二硝基苯并噻二唑、铁粉和溶剂混合均匀，然后回流搅拌反应2-4小时后，冷却至室温，反应液经纯化后得到粗产物中间体a；
(2)将中间体a、1,2-二芳基-1,2-二酮和溶剂混合均匀，然后回流搅拌反应14-24小时后，冷却至室温，反应液经纯化后得到纯产物中间体b；
(3)将中间体b、硼氢化钠和溶剂混合均匀，然后回流搅拌反应1-3小时后，冷却至室温，反应液经纯化后得到粗产物中间体c；
(4)将中间体c、苊-1,2-二酮和溶剂混合均匀，然后回流搅拌反应14-24小时后，冷却至室温，反应液经纯化后得到纯产物单体化合物DaP；
(5)将双甲基锡基取代芳香杂环单体e、单体化合物DaP、钯催化剂和溶剂混合均匀，然后在80～120℃回流搅拌反应10–72小时后，冷却至室温，反应液经纯化后得到最终产物。
4.根据权利要求3所述用于光热治疗的苯并双喹喔啉类受体的聚合物的制备方法，其特征在于：本发明所述制备方法在氮气或氩气保护下进行。
5.根据权利要求3所述用于光热治疗的苯并双喹喔啉类受体的聚合物的制备方法，其特征在于：
步骤(1)所述4,7-二溴-5,6-二硝基苯并噻二唑与铁粉的摩尔比为1：10-14；
步骤(2)所述中间体a与1,2-二芳基-1,2-二酮的摩尔比为1：1-1.4；
步骤(3)所述中间体b与硼氢化钠的摩尔比为1：5-10；
步骤(4)所述中间体c与苊-1,2-二酮的摩尔比为1：1-1.4；
步骤(5)所述单体化合物DaP、双甲基锡基取代芳香杂环单体e与钯催化剂的摩尔比为1：1-1.5：0.01-0.1。
6.根据权利要求3所述用于光热治疗的苯并双喹喔啉类受体的聚合物的制备方法，其特征在于：
步骤(2)所述1,2-二芳基-1,2-二酮为1,2-二(4-(辛氧基)苯基)乙烷-1,2-二酮、1,2-二(4-氯苯基)乙烷-1,2-二酮、1,2-二(4-氟苯基)乙烷-1,2-二酮、4,4'-草酰二苄腈1,2-双(4-辛基噻吩-2-基)乙烷-1,2-二酮、1,2-双(4-氯噻吩-2-基)乙烷-1,2-二酮、1,2-双(4-氟噻吩-2-基)乙烷-1,2-二酮和5,5'-草酰双(噻吩-3-腈)中的一种；
步骤(5)中所述钯催化剂选自四(三苯基膦)钯、醋酸钯、二(三苯基膦)二氯化钯和三(二亚苄基丙酮)二钯中的至少一种。
7.根据权利要求3所述用于光热治疗的苯并双喹喔啉类受体的聚合物的制备方法，其特征在于：
步骤(1)和步骤(3)中所述纯化为将反应液采用二氯甲烷萃取，然后将有机相用硫酸镁干燥，旋干溶剂得粗产品；
步骤(2)和步骤(4)中所述纯化为将反应液采用二氯甲烷萃取，然后将有机相用硫酸镁干燥，旋干溶剂得粗产品；然后采用硅胶色谱柱提纯，即可分别得到橘红色固体中间体b，黄色固体单体化合物DaP；
步骤(5)中所述纯化为将反应液沉降于甲醇中，抽滤，收集墨绿色固体，再采用索式抽提器提纯目标聚合物，旋干溶剂得墨绿色固体产物。
8.一种用于光热治疗的苯并双喹喔啉类受体的聚合物纳米粒子，其特征在于由权利要求1或2所述的苯并双喹喔啉类受体的聚合物制备得到，具体包括以下步骤：
将上述的苯并双喹喔啉类受体的聚合物和两亲性三嵌段聚合物F-127溶解在有机溶剂中，在超声条件下将其混合溶液加入水中，室温下超声得到墨绿色溶液，然后室温下自然挥发，除去有机溶剂，即得用于光热治疗的苯并双喹喔啉类受体的聚合物纳米粒子。
9.根据权利要求8所述的用于光热治疗的苯并双喹喔啉类受体的聚合物纳米粒子，其特征在于：所述苯并双喹喔啉类受体的聚合物和F-127的质量比为1：5-20。
10.根据权利要求8或9所述用于光热治疗的苯并双喹喔啉类受体的聚合物的纳米粒子在制备光热治疗材料中的应用。
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