[发明专利]基于近红外Aza-Bodipy复合的介孔二氧化硅纳米复合材料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开一种基于近红外Aza‑Bodipy复合的介孔二氧化硅纳米复合材料及其制备方法和应用，该纳米复合材料内包括作为载体的嵌有富勒烯的介孔二氧化硅纳米粒子和装载在该纳米粒子孔道中的Aza‑Bodipy材料，该纳米复合粒子的粒径为50‑70nm。富勒烯嵌入的二氧化硅纳米复合材料粒径小、比表面高、负载量大、生物相容性好，作为一个良好的搭载平台成功解决了Aza‑Bodipy材料生物相容性差的问题，使得新制备的纳米复合粒子同时具有纳米材料的优势和光热转化性能，可作为光热材料应用于癌细胞和肿瘤的光热治疗中，具有较好的体内生物医学应用前景；且具有制备工艺简单、光热转化效率高和适用范围广等技术优势。

技术领域

本发明属于纳米材料制备技术和特种材料技术领域，具体涉及一种基于近红外Aza-Bodipy复合的介孔二氧化硅纳米复合材料及其制备方法和应用。

背景技术

在癌症治疗中，传统的手术疗法、放射疗法和化学疗法会伤害到体内的正常组织并带来一些其他的副作用，近年来，新的治疗手段，如利用近红外光热转换的光热疗法已被研究应用于癌症治疗中。光热疗法的基本原理是在激光照射条件下，利用光热转换产生的高热量来破坏、消除癌细胞。光热治疗技术的关键是开发生物相容、高效、稳定的光热转换材料。

光热材料主要包括无机材料和有机材料。无机材料主要集中在以金、银、钯为基础的新型金属纳米颗粒等半导体纳米材料上，这些无机材料作为光热治疗材料时存在着不可忽略的问题，如金属纳米粒子的生物代谢差、长期毒性。有机光热试剂则具有良好的生物稳定性、光学稳定性和较高的光热转换效率，所以有机光热试剂的开发应用在近年来备受关注。

氮杂氟硼荧(Aza-Bodipy)衍生物是一类重要的有机染料，因其具有较长的吸收和发射波长、良好的光稳定性、窄的半峰宽等特点，在生物分析领域具有广阔的应用前景，是近年来受到广泛关注的一类新型近红外荧光染料，与具有相似结构的Bodipy染料相比，Aza-Bodipy通过其母环上中心氮原子的引入减少了HOMO-LUMO能级，使其吸收及荧光光谱红移了100nm以上，表现出更长波长的吸收，这使得它们成为有前景的光热材料。然而，大多数Aza-Bodipy衍生物具有一定程度的辐射跃迁和较差的水溶性，这种不可忽视的辐射跃迁通常会导致荧光的产生，这会损害非辐射跃迁并随后降低光热转换效率；这些特征阻碍了Aza-Bodipy作为光热材料在体内生物医学的应用；为了发挥Aza-Bodipy染料的光热作用，有必要寻找合适的载体来将其递送至肿瘤位置。

介孔二氧化硅材料是一种具有高比表面积、大孔容量、形貌和尺寸可控的新型无机生物材料，介孔二氧化硅纳米材料兼具了介孔材料和纳米材料的双重特性，具有非常高的化学稳定性、生物相容性、合成方便和成本低廉等特点，除了在传统的介孔材料应用领域外，在其他领域如生物医药和基因工程等方面也显示了极大的应用前景；富勒烯是一种新型含碳纳米材料，富勒烯及其衍生物具有抗氧化活性、细胞保护作用、抗菌活性、抗病毒作用、载带药物和肿瘤治疗等活性，因此，在生物和医学领域应用广泛，将富勒烯(C₇₀)嵌入介孔二氧化硅基质的中心可形成水溶性良好的纳米复合材料，将其与Aza-Bodipy材料结合就可赋予Aza-Bodipy材料好的水溶性，实现Aza-Bodipy的光热作用，得到的Aza-Bodipy复合的介孔二氧化硅复合纳米材料将有望用于癌细胞和肿瘤的光热治疗。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中的不足，提供一种基于近红外Aza-Bodipy复合的介孔二氧化硅纳米复合材料，富勒烯嵌入的介孔二氧化硅纳米复合材料具有良好的生物相容性，是一个良好的载体平台，装载上光热试剂近红外Aza-Bodipy材料后，具有光热性能，并解决了Aza-Bodipy材料生物相容性差的问题，为癌细胞和肿瘤治疗技术领域提供了更加优越的医学材料。

本发明的具体技术方案如下所述：

一种基于近红外Aza-Bodipy复合的介孔二氧化硅纳米复合材料，包括作为载体的嵌有富勒烯的介孔二氧化硅纳米粒子和装载在该纳米粒子孔道中的Aza-Bodipy材料，该纳米复合粒子的粒径为50-70nm。