[发明专利]一种含硒近红外有机半导体及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种含硒近红外有机半导体及其制备方法和在肿瘤光热治疗方面的应用。本发明所述有机半导体在苯并噻二唑单元上引入硒原子，由于硒原子极化能力强，光谱向长波长方向移动。该有机半导体通过再沉淀方法获得吸收波长在近红外区（紫外吸收达906 nm，荧光发射达1040 nm）的有机纳米材料，该纳米试剂具有较高的光热转换效率、优异的水分散性、良好的肿瘤组织靶向性及较好的生物兼容性，可应用到肿瘤细胞及活体治疗中，有效抑制肿瘤细胞生长，并能有效抑制肿瘤细胞转移，从而达到肿瘤光热治疗效果。因此其在肿瘤治疗领域将有巨大的应用前景。

技术领域

本发明属于材料和生物医药领域，具体涉及一种含硒近红外有机半导体的制备及其在肿瘤光热治疗中的应用。

背景技术

癌症(恶性肿瘤)是人类生命健康的主要杀手之一，当前癌症治疗方案主要有化疗、手术切除、放疗等，然而这些治疗方法均有极大的副作用或缺陷，手术切除需要准确定位肿瘤的位置，而化疗、放疗会同时损伤人体正常细胞，对病人健康造成二次伤害。因此，开发更加有效的癌症治疗方法成为当前亟待解决的关键问题。

光热治疗是近年来一种微创肿瘤治疗技术，主要是通过将光直接照射到肿瘤部位而使其局部温度升高以杀伤肿瘤细胞，大大降低全身系统毒性，因此光热治疗(Photothermal therapy,PTT)是被看成一种非常有潜力替代手术的肿瘤治疗技术之一。为提高PTT效率和肿瘤选择性，通常会将具有近红外光吸收性能的光热治疗试剂导入肿瘤部位。而近红外光对组织的穿透能力强，理想的光热试剂是在650-950nm处有较强的吸收。近年来，多种具有光热效果的纳米材料，例如金属纳米材料(金、银纳米材料)，碳纳米材料(碳纳米管、石墨烯)，过渡金属双硫化物(二硫化钼、二硫化钨、硫化银)，有机纳米材料等。然而大多无机纳米材料在体内生物相容性差，且具长期毒性，限制了其在临床上进一步应用。

相比无机纳米材料，由近红外(Near-infrared,NIR)有机半导体制备的有机纳米材料具有潜在的生物降解性、加工简易等特点。NIR有机半导体会吸收特定波长的近红外光从而达到激发单线态，部分激发单线态的能量会以较长波长的荧光释放出来，因此，近红外光可有效用于体内肿瘤荧光成像。且肿瘤靶向的近红外有机纳米材料具有高度特异性，可区分肿瘤组织和正常组织。因此近红外有机半导体用于肿瘤治疗具有潜在的应用价值。

硒(Se)属于第六主族元素，其原子半径为116pm；Se^2-离子半径为198pm，分子间相互作用力弱，降低分子间的聚集作用，若制备成亲水型分子，则有利于在血液中循环。此外由于硒原子较强的极化能力，当有机半导体中引入硒原子后，可以获得更低能带的化合物，推动紫外光谱发生红移。同时较低的能带使得分子本身有较高的电子亲和能，可以有效地将光子转化成热能达到光热治疗目的。因此将有机半导体中引入硒元素，可有效改善光谱范围与光热性能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种含硒近红外有机半导体及其纳米材料制备，该含硒近红外有机半导体纳米材料具有生物兼容性好、水分散性好、光稳定性好、肿瘤靶向性好等优点，可以应用于肿瘤诊断和治疗方面。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

提供一种新型光疗试剂——含硒近红外有机半导体及其有机纳米材料SeBT NPs，含硒近红外有机半导体主要成分为4,7-双(4-己基噻吩-2-基)-6-硫代-2，1，3-苯并双硒二唑，该化合物具有如下通式所示结构：

其中:

所述含硒近红外有机半导体可以协同光热、光动力双模式治疗肿瘤。

其制备反应路线如下：

反应条件为：

(1)三氟甲基磺酸和发烟硝酸在-5-0℃下搅拌，加入4,7-二溴苯并噻二唑，加热搅拌得到4,7-二溴-5,6-二硝基苯并噻二唑，即产物4；