[发明专利]一种大分子一氧化氮供体修饰的上转换纳米粒子、制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种大分子一氧化氮供体修饰的上转换纳米粒子、制备方法和应用，将末端氨基改性的聚乙二醇‑聚硝酸酯环碳酸酯(PEG‑PNTC)聚合物与上转换纳米粒子(UCNPs)进行配体交换得到大分子一氧化氮供体修饰的上转换纳米粒子(UNTPs)。本发明方法具有方便快捷、操作简单、反应条件温和、后处理方便的优点，同时能够实现远程光调控一氧化氮的释放，展现了其在抗肿瘤治疗、免疫以及心血管疾病等领域的应用前景。

技术领域

本发明属于高分子纳米材料技术领域，特别涉及一种大分子一氧化氮供体修饰的上转换纳米粒子、制备方法和应用。

背景技术

上转换纳米粒子(UCNPs)是一种基于反斯托克斯过程的无机纳米粒子，能够将低能量的光转化为更高能量的光，它可被近红外光激发，这使其在应用时避免了生物系统中的光损伤及背景荧光，且对生物组织的穿透深度更高。上转换纳米粒子独特的光学物理特性为生物医学和诊断应用提供了许多优势，并在细胞成像、细胞靶向、定向药物输送和生物传感器等领域具有较大的潜在应用前景。近年来，许多研究也报道了上转换纳米粒子的一些成熟合成技术，如共沉淀法、热分解法和高温共沉淀法。但是，多数核壳型上转换纳米粒子在合成后都被疏水配体所覆盖，大大限制了其在生物医学方面的应用。因此，在上转换纳米粒子表面修饰功能性基团以便后续生物应用成为亟待解决的问题。

一氧化氮(Nitric oxide，NO)是一种重要的生物信号分子和效应分子，参与生物体内各种生理病理过程，如伤口愈合、免疫调控、肿瘤杀伤、神经传递等，具有广泛的生理功能。然而，仅凭体内产生的一氧化氮往往难以满足机体对病变的需求，因此外源性一氧化氮供体的设计与制备是一种有效策略。目前，NO供体类型主要有S-亚硝基硫醇、有机硝酸酯类、偶氮二醇烯和金属亚硝酰化合物等，这些NO供体可在内源性刺激如pH、GSH、H₂O₂或外源性刺激如光、X射线等下响应释放。因此，开发生物相容性高、稳定性好、可控释放的NO纳米载体材料或递送系统在生物医学领域，特别是抗肿瘤治疗领域将会具有巨大的应用潜力。其中，由于光的非侵入性、可控性和实用性，其作为一种NO供体的外源性刺激已经展现出极大的优势。但是，紫外光响应释放可能会对机体造成一定的光毒性，因此限制了其实际的应用。相对的，近红外光(NearInfrared Light，NIR)具有更大的组织穿深以及更低的光毒性，因此，开发近红外光响应的可控释放NO的纳米载体具有更广阔的应用前景。

发明内容

发明目的：本发明基于上转换纳米粒子表面配体与功能性分子基团交换原理，利用末端氨基改性的聚乙二醇-聚硝酸酯环碳酸酯聚合物与上转换纳米粒子进行配体交换，实现大分子一氧化氮供体修饰的上转换纳米粒子的制备目的。

技术方案：本发明的大分子一氧化氮供体修饰的上转换纳米粒子，通过末端氨基改性的聚乙二醇-聚硝酸酯环碳酸酯(PEG-PNTC)聚合物与上转换纳米粒子(UCNPs)进行配体交换得到大分子一氧化氮供体修饰的上转换纳米粒子(UNTPs)。

进一步地，所述的大分子一氧化氮供体是末端氨基改性的聚合物分子。

进一步地，所述聚乙二醇与硝酸酯环碳酸酯的质量比为1∶1～1∶5。

进一步地，上转换纳米粒子表面带有易于进行配体交换的小分子基团。

进一步地，所述小分子基团包括油酸、柠檬酸或油胺等。

进一步地，所述的大分子一氧化氮供体与上转换纳米粒子的投料质量比为3∶1～30∶1。

进一步地，所述的大分子一氧化氮供体修饰的上转换纳米粒子在600～980nm的近红外光照射下能够调控NO的释放。

所述的大分子一氧化氮供体修饰的上转换纳米粒子的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：利用聚乙二醇作为引发剂，与生物可降解的硝酸酯环碳酸酯单体(NTC)开环聚合，然后羟基活化后与二胺类分子反应得到大分子一氧化氮供体；