[发明专利]一种可同时用于近红外生物窗口I和II的复合金纳米晶簇光疗剂及其制备方法

说明书

本发明提供了一种复合金纳米晶簇光疗剂的制备方法，包括以下步骤：将HAuCl₄水溶液和N‑苯基甘氨酸的碱性溶液混合进行反应，得到聚N‑苯基甘氨酸包裹的金纳米晶簇。本发明提出一种方便简单、在室温下一锅法即可获得在NIR‑I和NIR‑II窗口均具有有效吸收的复合金纳米晶簇的方法，该复合金纳米晶簇在两个近红外窗口中都具有优异的光热转换效率和光热稳定性，同时在近红外激光照射下可以将周围O₂分子激发，产生单线态氧，从而使得该复合金纳米晶簇在近红外I和II窗口中都具有光热和光动力双重治疗效果。本发明有望为未来的癌症治疗提供一种高效的光治疗试剂。

技术领域

本发明属于高分子生物材料技术领域，具体涉及一种可同时用于近红外生物窗口I和II的复合金纳米晶簇光疗剂及其制备方法。

背景技术

近年来，光疗领域的最新发展目标是近红外(NIR)光介导的光热治疗(PTT)和光动力治疗(PDT)。波长在650-1350nm的NIR光可以有效地穿透皮肤和血液等生物组织(S.Nieet al.,Nature Nanotechnology 2009,4,710-711)，进行非侵入性和精确的远程癌症治疗(F.Y.Li et al.,Nature Communications 2016,7,10437)。迄今为止，已经有大量的研究在寻找和开发各种吸收近红外光的光热剂(PTA)或光敏剂(PS)，并用于治疗深部组织埋藏的肿瘤(X.W.Ge et al.,Nano Research 2017,10,2351-2363；X.Y.Chen et al.,NatureCommunications 2018,9,4335)。近年来所研究的各种类型的PTA和PS，其对近红外光的吸收主要集中在波长为650-950nm的范围，即第一近红外(NIR-I)窗口。但实际在进行PTT或PDT应用时，人们发现波长为1000–1350nm的近红外光，即第二近红外(NIR-II)窗口，相比NIR-I窗口在生物组织中具有更深的生物组织穿透深度(约5-20mm，后者穿透深度约为1-3mm)和更高的最大允许曝光量(MPE)。(X.J.Zhang et al.,Nano Letters 2019,19,1179-1189)例如，在NIR-II区域，皮肤允许的MPE为1W cm^-2，而808nm的近红外光仅为0.33W cm^-2。(J.Jang et al.,Journal of the American Chemical Society 2014,136,15684-15693.)显然，NIR-II窗口在肿瘤光疗领域具有更大的应用前景，但目前所知在NIR-II窗口具有高光热转换效率(PCE)的PTA和有效吸收的PS却非常少，因此，迫切需要开发可用于NIR-II窗口的新型PTA或PS光疗试剂。

金纳米晶体(AuNC)由于其良好的生物相容性和可调节的局部表面等离子体共振(LSPR)效应，近年来在癌症治疗生物材料领域表现出巨大的应用潜力(J.J.Moon et al.,Nature Communications 2018,9,1074)。各种形貌的AuNC，如金纳米棒，金纳米笼，金纳米壳等均被制备出来，并被证实是可在NIR-I窗口中有潜在应用的抗癌PTA。然而，已报道的用于光疗剂的AuNC尺寸一般在100～200nm，相对来说比较大，会发生强光散射且吸收效率不足，从而具有相对较低的PCE。此外，这些纳米尺寸的金纳米晶体表面能非常高，存在不稳定，易于聚集的问题，同时在光热效应的影响下还会发生变形等等，这使得大部分金纳米晶体的PCE在使用过程进一步下降。