[发明专利]用于制备光响应性有机-无机杂化粒子的方法

说明书

相关申请的交叉引用

本专利申请要求提交于2011年6月28日的美国临时专利申请No.61/501799的优先权。

技术领域

本发明涉及用于制备包含至少一种光敏材料的有机-无机杂化粒子的方法。

背景技术

光动力疗法可以用于治疗多种肿瘤病、心血管病、皮肤病和眼科病。在癌症治疗中，例如，当全身给药时，可将光敏材料优先地定位在肿瘤组织中，然后可照射该光敏材料，以产生可以不可逆地损害细胞的反应性物质。在适当的条件下，该方法可以在不损害邻近健康组织的条件下选择性地破坏病变组织。

然而，许多光敏药物和染料是疏水性的（由于至少一些有机物含量），并且这需要开发各种不同的递送工具或载体，以使得此类光敏化合物能够稳定分散于水性体系中。载体包括油分散体（胶束）、脂质体、聚合物胶束、亲水性药物-聚合物复合物、等等。一些此类方法已经引起超敏反应，而其他方法已经产生较差的载药量、药物的自聚集和/或药物在正常组织中积聚。

也已用光敏药物或染料掺杂陶瓷基纳米粒子（例如有机改性的硅酸盐）以用作递送工具。此类纳米粒子通常是相当稳定的，可以有效地保护掺杂的分子免受pH和温度的极端条件的干扰，可易于用各种不同的表面改性基团进行官能化，并且至少一些因其与生物体系的相容性而为人所熟知。然而，用于制备这种掺杂的陶瓷基纳米粒子的方法通常涉及有机溶剂的使用（其可以阻碍粒子形成），并且具有其他缺点（例如需要多个处理步骤、多种催化剂、形成胶束组合物和/或产生核-壳粒子结构）。

发明内容

因此，我们认识到，存在着对可以满足多种不同应用的性能需求的光响应性有机/无机杂化粒子（并且，具体地讲，光响应性有机改性的硅酸盐纳米粒子）以及相对简单、有效和高性价比制备方法的持续需要。优选的粒子制备方法将提供光敏材料的有效掺入（例如，相对完整的掺入），同时相对于现有技术方法优选地降低或消除对有机溶剂的需求。

简而言之，在一个方面，本发明提供了用于制备光响应性有机-无机杂化粒子的方法。所述方法包括：

(a)将(1)至少一种有机硅烷化合物，所述有机硅烷化合物包含至少两个硅键合的基团，所述基团选自羟基、可水解基团以及它们的组合，和(2)至少一种纯的（即，未稀释或未与有机溶剂混合）光敏材料混合，以形成陶瓷前体组合物；以及

(b)允许或引起可水解基团的水解和有机硅烷化合物的缩合，以形成包含光敏材料的有机-无机杂化粒子。

优选地，有机硅烷也为纯态，以便提供纯的陶瓷前体组合物。

水解和缩合优选地可以通过将陶瓷前体组合物与包含至少一种催化剂和任选地至少一种表面活性剂的水性组合物混合来实现。优选地，有机硅烷选自单有机硅烷、双有机硅烷以及它们的组合；和/或光敏材料选自光敏药物、染料、掺杂稀土的金属氧化物纳米粒子、金属纳米粒子、半导体纳米粒子以及它们的组合。

已经发现，光响应性有机-无机杂化粒子可以通过包括将纯的光敏材料直接分散或溶解于有机硅烷中的简便方法来制备。令人惊讶的是，甚至当光敏材料和有机硅烷均以纯态使用时，并且甚至在未将光敏材料共价连接至粒子的情况下（从而避免了对一个或多个额外的化学改性处理步骤的需求），该方法可以提供光敏材料在所得杂化粒子中的有效掺入（在优选的实施例中，相对完整的掺入）。

由于可以在无需将光敏材料首先溶解或分散于有机溶剂的情况下实施本发明的方法，所以该方法与现有技术制备方法相比相对更加高性价比和环保，同时还降低或消除了对可能与有机溶剂的使用相关的粒子形成的干扰。该方法本质上是简单的“一锅”或“一步”法，其不需要形成胶束组合物或核-壳粒子结构来实现粒子形成和光敏材料掺入这两者。

所得的光响应性有机-无机杂化粒子可以用于多个不同的应用，包括（例如）用于光动力疗法应用、用作光学传感器、用作指示器、等等。因此，本发明方法的至少一些实施例不仅可以提供能够满足多种不同应用的性能需求的光响应性有机-无机杂化粒子（并且，具体地讲，光响应性有机改性的硅酸盐纳米粒子），还可以满足上述对于相对简单、有效和高性价比的制备方法的持续需求，同时相对于现有技术方法降低或消除对有机溶剂的需求。

具体实施方式