[发明专利]一种红细胞膜包覆的D-A型超小分子SPN纳米材料及其制备方法与应用

说明书

本发明提供了一种红细胞膜包覆的D‑A型超小分子SPN纳米材料及其制备方法与应用。设计合成的D‑A型有机半导体聚合物材料SP有着良好的光热转换效率，以及较低的生物毒性。通过共沉淀法合成的超小纳米颗粒SPN，在肿瘤部位有着较深的渗透深度以及可在体内快速代谢，避免了代谢过慢对机体造成的潜在毒副作用。通过在其表面包覆一层红细胞膜，既改善了纳米材料的生物相容性又可以延长纳米材料在体内的循环时间，进而提高纳米材料在肿瘤部位的富集。通过上述功能的有机整合，高效的实现肿瘤的光热治疗和光声成像一体化。

技术领域

本发明涉及一种红细胞膜包覆的D-A型超小分子SPN纳米材料及其制备方法，以及其在光声成像和光热消融中的应用。

背景技术

有机光热转换材料作为一种重要的光热转换材料，具有很多独特的应用，其中最重要的就是用于光热治疗。700—1100nm的近红外区域是重要的“生物窗口”。生物体本身对这个区域的光吸收很少，因此这个区域的光具有非常好的生物组织穿透性。而有机光热转换材料对因其优异的光学性质以及好的生物相容性被广泛应用于生物成像、生物传感和治疗等，相比于无机纳米粒子(如金纳米棒)能够更有效地将吸收的光能高效的转换为热能，实现其在光声成像和光热消融领域的应用。

小分子有机化合物具有良好的体内生物相容性以及低毒性的特点，例如美国食品和药物管理局(FDA)批准的商业染料吲哚菁绿(ICG) 已经得到很好的临床应用，但容易在外界激光照射下导致特征的近红外吸收和荧光信号减弱或消失，且如图4c容易光漂白，难以改性修饰及靶向性差等缺点，吲哚菁绿等小分子光热试剂的进一步应用受到了的限制。研发具有高光热转换效率、生物相容性好、光稳定及靶向性的有机小分子光热诊断试剂显得越来越重要。共轭小分子具有化学结构明确、合成简便和易纯化的优点，因此共轭小分子纳米粒子有望具有较好的生物相容性和稳定的光热性质，CN108864106B公布合成了近红外二区有机小分子荧光探针，进一步通过纳米共沉淀方法制备得到具有良好水溶性、生物相容性及靶向性的纳米颗粒DPP-BT-R2， DSPE-mPEG2000修饰后的纳米颗粒DPP-BT-R2外层为亲水的PEG 链，该纳米颗粒具有优良的近红外二区荧光成像及光声成像能力、光动力及光热转换性能，可以用于近红外二区荧光成像、光声成像指导下的肿瘤靶向光热与光动力联合治疗，从而显著提高治疗效果，且基于光动力治疗(PDT)及光热治疗(PTT)，可以预防降低对正常组织的毒副作用及肿瘤耐药性；其成像效果优异、毒副作用小、疗效显著，作为新型成像探针及肿瘤靶向联合治疗试剂具有较好的临床应用前景。尽管如此，该纳米探针以小分子发光基团组成，如范曲立在论文“All-in-One Phototheranostics:Single LaserTriggers NIR-II Fluorescence/Photoacoustic Imaging Guided Photothermal/Photodynamic /Chemo Combination Therapy.”的第3页及图2d中记载的“激光功率密度增加时，DPP-BT纳米颗粒在414nm处的吸收强度急剧下降”即易受光漂白影响，浓度为1mg/ml时在600～700nm的吸收强度低于 0.20a.u，CN10600825B公布的DPP-R NPs在600～700nm的吸收强度低于0.70a.u，平均尺寸120～130nm。而目前ICG在700～800nm的吸收强度1.3a.u，因此光声信号较弱，限制了有机小分子荧光探针在光声成像和光热治疗方面的应用。同时，尽管表面修饰有PEG组分，但作为外来物质在体内应用过程中仍存在较强免疫原性，易被免疫系统清除的问题。CN108250222A公布的小分子发光材料3BDTBDD和5BDTBDD在500～600nm的吸收强度较好，但仍低于0.9a.u，且吸收区域不在近红外一区范围内，CN109943319A公布的DPP-BDT如该专利的图5所示，一定浓度DPP-BDT纳米粒子在不同功率光照下 DPBF的414nm紫外吸收强度随时间变化图，吸收强度急剧下降，即易受光漂白影响，且DPP-BDT在远高于本申请中的纳米粒子的浓度下(1mg/ml)才具有较好的吸收强度。