[发明专利]一种高效上转换纳米粒子光敏剂复合物及其制备方法与应用

说明书

本发明公开一种高效上转换纳米粒子光敏剂复合物及其制备方法，所述复合物由光子晶体、上转换材料和光敏剂复合而成。首先由所述光子晶体和上转换材料制备的高效上转换纳米粒子在980nm激发光激发下能发射630‑675nm的发射光，且光子晶体具有增强荧光强度的作用。当高效上转换纳米粒子与光敏剂复合后，其630‑675nm的发射光能有效激发光敏剂，达到肿瘤诊断或治疗的目的。本发明所述的高效上转换纳米粒子光敏剂复合物制备的光动力治疗药物，能实现体外用980nm激光照射依然能有效激发光敏剂。

技术领域

本发明属于医药领域，特别是涉及一种高效上转换纳米粒子光敏剂复合物，与其制备方法和应用。

背景技术

光动力疗法(Photodynamic Therapy，PDT)是利用光动力效应进行疾病诊断和治疗的一种新技术。其过程是，特定波长的激光照射使组织吸收的光敏剂受到激发，而激发态的光敏剂又把能量传递给周围的氧，生成活性很强的单态氧，单态氧和相邻的生物大分子发生氧化反应，产生细胞毒性作用，进而导致细胞受损乃至死亡。到目前为止已有多个医院在临床上采用光动力疗法对肿瘤进行诊断和治疗，此外还有很多相关的研究正在进行。

光动力治疗效果好坏与否的关键在于药物---光敏剂。光敏剂是能吸收和重新释放特殊波长的卟啉类分子，具有四吡咯基结构，主要有血卟啉衍生物、叶绿素降解产物和人工合成的卟啉类化合物。其光敏激发波长为630～670nm，但相比于近红外光，其组织穿透力弱，激光照射深度浅。例如血卟啉，由于照射激光组织穿透力弱，仅适用于治疗口腔、膀胱等部位和一些表浅癌症，这对光动力治疗肿瘤造成了很大局限性。

为了有效改善这种不利局面，使光动力治疗的应用更加广泛，发明人将高效的上转换纳米材料与光敏剂复合，使得体外用近红外光照射，体内的光敏剂也能被激发。

掺稀土金属离子的上转换发光材料具有独特的上转换性质，激发光为980nm近红外光，具有很强的组织穿透力，并具有发光稳定等优点，可将近红外光转换为可见光。更重要的是，稀土离子掺杂的上转换荧光材料没有任何毒性，因此，上转换稀土纳米颗粒可作为荧光探针，用于生物荧光成像、荧光检测等医药领域。上转换发光机理是基于双光子或多光子机制将长波长激发光转换成短波长发射光的过程。具体地，发光中心相继吸收两个或多个低能量光子，经过无辐射衰减达到激发态能级，再由此返回到基态并释放一个高能量光子。但是，目前上转换材料存在的一个较大的问题是发光强度不高。

为了增强上转换材料的发光强度，发明人在复合体系中引入光子晶体。光子晶体可以被认为是具有不同介电常数的规则形状材料(通常是主体聚合物中的多个层或球体)的周期性排布。周期性可以从一维(1D)到三维(3D)变化。光子晶体具有不同的反射波长，其波长由层或球之间的距离控制，并且这导致其特定的颜色。当入射激发光或上转换荧光能量处于光子带隙能量区域时，在光子晶体的表面附近展示了有效的布拉格反射。因此，位于光子晶体表面的上转换纳米粒子将通过入射激发光或上转换发射光与光子晶体之间的耦合而强烈增强，增强倍数约4-10倍。

专利文献CN103223171A公开了一种卟啉类与上转换稀土纳米复合物，所述复合物的制备方法为将稀土盐水溶液加入到的分散体系1中，加入含1～3％氟化钠或氟化铵的水溶液，然后转移至高压反应釜，在氩气或氮气保护下，加热至200～300℃，保温8～24h，沉淀，清洗后，真空干燥，形成纳米颗粒。将含有0.1～1％纳米颗粒的甲苯或氯仿溶液，分散于含有0.5～2％卟啉类化合物的分散体系2中，升温到200～300℃，反应3～8h，冷却至室温，沉淀，真空干燥，得到纳米复合物。此发明虽然解决了卟啉类化合物激发波长的问题，但其缺陷在于，没有改变上转换材料发光强度不高的问题，这会导致体内的光敏剂不会被激发或激发很弱。这样的光敏剂用在病人体内，不仅治疗效果差，反而会给病人造成很大的损害。

为了克服现有技术的缺陷，本发明提供一种高效上转换纳米粒子光敏剂复合物，所述高效上转换纳米粒子通过光子晶体表面的布拉格反射实现荧光高效转化作用的材料。以此实现近红外光高效激发光敏剂，达到深度诊断和治疗肿瘤的目的。