[发明专利]一种聚集诱导发光纳米颗粒及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种两亲性小分子自组装的聚集诱导发光纳米颗粒及其制备方法和应用。利用自组装元件二苯丙氨酸肽(L‑苯丙氨酰‑苯丙氨酸)将具有肿瘤杀伤效果的药物以及肿瘤靶向性的亲水基团氨基葡萄糖，在水溶液中自组装成纳米颗粒，然后以此结构为纳米骨架，形成可以负载聚集诱导发光材料(Aggregation‑Induced Emission，AIE)的纳米颗粒，具有靶向癌细胞成像并且杀伤癌细胞的双重作用，可用于制备抗肿瘤药物、细胞器染色、病原体识别、细胞长周期示踪、肿瘤细胞成像。

技术领域

本发明涉及纳米医学领域，特别涉及一种两亲性小分子自组装的聚集诱导发光纳米颗粒及其制备方法和应用。

背景技术

与常规染料相比，聚集诱导发光(Aggregation-Induced Emission，AIE)生物探针在分子溶解状态下显示弱荧光或无荧光。但是，当它们处于聚集状态以限制分子内自由旋转时，可以观察到强荧光。AIE材料的优势主要体现在：低背景、信噪比高、灵敏度好、抗光漂白能力强等方面。这种独特的性能使AIE染料成为发光探针和超亮有机纳米颗粒(NanoParticles，NPs)设计的理想候选者，这在监测细胞内生物过程和追踪许多疾病中非常重要。此外，通过纳米颗粒表面修饰，AIE材料在细胞器染色、病原体识别、细胞长周期示踪、光动力学治疗等领域表现出了显著的优势。

对AIE染料荧光探针的研究，主要解决AIE的水溶性及生物相容性问题。为了解决上述问题，现有技术中普遍使用以下方案：AIE染料和两亲性分子的非共价自组装、AIE染料与亲水性分子的共价共轭、AIE染料与其他单体的聚合以及AIE染料在二氧化硅纳米粒子中的包封等。

喜树碱是一种效果良好的植物性抗肿瘤药物，对消化道癌症、肝癌和头颈部癌有较好的疗效，而且副作用较少。但是其水溶性差，多采用注射的方式给药，如果想采用方便的口服方式给药，就需要提高其水溶性。

到目前为止，基于AIE染料的纳米探针的包封基团的生物医学应用主要集中在生物学成像上，并无其他诊疗功能。并且其中不乏缺少良好的稳定性和低细胞毒性的AIE染料。在医学成像上使用基于AIE染料的纳米探针进行肿瘤细胞成像本身就是一个复杂的操作，如果想针对肿瘤细胞进行治疗还需要额外给药或者化疗，患者要承受加倍的肉体折磨，用药量加大，所以迫切的需要能把上述两个过程结合在一起的技术，而现有技术中没有既能够解决AIE的水溶性问题又同时具有靶向和杀伤肿瘤细胞功能的纳米颗粒，抗癌药物的水溶性也亟待提高，所以开发具有生物成像以及诊疗双重作用的AIE纳米颗粒并同时具有良好的稳定性是亟待解决的科学问题。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明利用一种自组装元件二苯丙氨酸肽(L-苯丙氨酰-苯丙氨酸)将具有肿瘤杀伤效果的药物以及肿瘤靶向性的亲水基团氨基葡萄糖，在水溶液中自组装成纳米颗粒，然后以此结构为基础，形成可以负载聚集诱导发光材料(AIE)的纳米颗粒，旨在实现靶向肿瘤细胞成像以及杀伤的双重效果，同时提高抗癌药物的水溶性。

为了实现以上目的，本发明提供了以下技术方案：

一种聚集诱导发光纳米颗粒，外侧为一种两亲性分子通过自组装形成的纳米骨架，内部负载AIE，所述两亲性分子为抗癌药-二苯丙氨酸肽-氨基葡萄糖。氨基葡萄糖具有靶向肿瘤的作用。抗癌药可以杀伤肿瘤细胞。

进一步的，所述抗癌药为喜树碱、雷公藤甲素、紫杉醇、阿霉素中的任意一种，所述抗癌药均具有疏水性，都具有水溶性差的问题，都具有末端的羟基，能够与苯丙氨酸二肽形成酯键，在结构和性质上相似。

进一步的，所述纳米骨架为水溶性，从而提高了抗癌药物的水溶性。

本发明还提供一种两亲性分子，所述两亲性分子为抗癌药-二苯丙氨酸肽-氨基葡萄糖。所述抗癌药为喜树碱、雷公藤甲素、紫杉醇、阿霉素中的任意一种。

本发明同时提出了一种聚集诱导发光纳米颗粒的制备方法，包括如下步骤：