[发明专利]一种聚乙二醇修饰的磁性纳米颗粒及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚乙二醇修饰的磁性纳米颗粒及其在制备活体荧光和磁共振双模态成像显影剂以及制备用于治疗癌症的光热治疗剂中的应用，属于医药领域。

背景技术

癌症是21世纪威胁人类健康的几种重大恶性疾病之一。虽然从上世纪50年代起，数十年中大量的人力、物力、财力被投入到癌症的预防和治疗中，但在这方面人类所取得的进展依然十分有限。目前癌症的主要治疗方法包括外科治疗、放射治疗和化学药物治疗。虽然这些肿瘤疗法早已普遍应用于临床，但是它们也具有各自的局限性。中晚期肿瘤经常会通过血液和淋巴转移，所以很难通过外科手术治愈。而且，手术在切除肿瘤的同时常会切除一部分正常组织，造成一定的后遗症和组织功能障碍；而在放射治疗和化学药物治疗过程中，高剂量照射或化学药物可以杀死癌细胞，同时也损伤正常组织细胞，从而引起一系列的后遗症和副作用。

肿瘤光动力治疗是利用光动力反应进行癌症诊断和治疗的一种新技术。主要原理是，光敏分子在一定波长激光器的照射下由基态变为激发态。处于激发态的分子是一种亚稳定态，会很快衰变到基态。在衰变过程会释放出能量。这种能量可以激发周围的氧分子产生单线态氧。单线态氧有很高的活性，可以与癌细胞相互作用，抑制癌细胞的生长以达到治疗肿瘤的目的；与其他肿瘤治疗方法相比，光动力治疗有微创、副作用小等优点。但是，在肿瘤治疗过程中，亟待解决的问题是治疗介质的靶向性和生物相容性等问题；治疗介质特异性地识别和结合肿瘤细胞，可以显著提高治疗的成功率并且极大地减少副作用。

另外，四氧化三铁纳米颗粒因为其优异的磁学性质而被广泛报道，在外加磁场的作用下，可以在生物体内的目标区域富集而实现靶向的效果；四氧化三铁纳米颗粒作为药物载体不仅很容易通过血脑屏障，而且具有磁控导向，可以很方便的富集于肿瘤处，一方面提高肿瘤处药物浓度，加强药物对肿瘤的作用，减少对其他正常组织的伤害；另一方面，可以在肿瘤附近的血管形成栓塞，减少肿瘤的营养供给。

发明内容

本发明的发明目的是提供一种聚乙二醇修饰的磁性纳米颗粒及其制备方法，该聚乙二醇修饰的磁性纳米颗粒具有良好的水溶性和生物相容性以及优异的体内磁靶向性，可以应用于制备活体荧光和磁共振双模态成像显影剂以及制备用于治疗癌症的光热治疗剂。

本发明的总体思路为首先利用溶剂热方法制备得到磁性Fe₃O₄纳米颗粒；接着在磁性Fe₃O₄纳米颗粒表面通过多巴胺上的羟基和铁离子的螯合作用装饰上一层接枝共聚物多巴胺/聚丙烯酸/聚乙二醇(DA-PAA-PEG)，得到聚乙二醇修饰的磁性Fe₃O₄纳米颗粒(Fe₃O₄-DA-PAA-PEG)；最后，通过光敏分子上的羧基和铁离子的螯合作用装载上光敏分子。

为达到上述发明目的，本发明采用的技术方案是：

一种聚乙二醇修饰的磁性纳米颗粒，其是以磁性Fe₃O₄纳米颗粒为基底，在其表面修饰多巴胺/聚丙烯酸/聚乙二醇接枝共聚物，并装载光敏分子而构成； 

其中，所述光敏分子为二氢卟吩e6/(2S-反式)8-羧基-20-(羧甲基)-13-乙基-2,3-氢3,7,12,17-四甲基-8-乙烯基-21H,23H-卟吩-2-丙酸；所述磁性Fe₃O₄纳米颗粒的平均粒径为100nm。

上述技术方案中，所述多巴胺/聚丙烯酸/聚乙二醇接枝共聚物的平均分子量为6953。

上述聚乙二醇修饰的磁性纳米颗粒的制备方法，包括以下步骤：

(1) 以FeCl₃·6H₂O为前驱体，聚乙烯吡咯烷酮为表面活性剂，乙二醇和一缩二乙二醇为溶剂和还原剂，无水乙酸钠为基底，通过溶剂热的方法制备磁性Fe₃O₄纳米颗粒；

 (2) 以多巴胺、聚丙烯酸、聚乙二醇为原料接枝反应得到多巴胺/聚丙烯酸/聚乙二醇接枝共聚物；

(3) 将步骤(1)得到的磁性Fe₃O₄纳米颗粒加入到多巴胺/聚丙烯酸/聚乙二醇接枝共聚物水溶液中，反应得到聚乙二醇修饰的磁性Fe₃O₄纳米颗粒；