[发明专利]一种近红外光响应的光敏剂复合物及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种近红外光响应的光敏剂复合物及其制备方法和应用，所述近红外光响应的光敏剂复合物包括石墨烯量子点以及负载于所述石墨烯量子点上的光敏剂。石墨烯量子点具有较高的双光子吸收截面和对深层组织成像能力，在近红外光的激发下，其发射出的荧光与光敏剂的吸收波长相匹配，通过荧光共振能量转移激发光敏剂，产生高产率的单线态氧，有效杀伤肿瘤细胞。另一方面，由于石墨烯量子点边缘的含氧官能团使极易溶于水，具有良好生物相容性，与芳香性光敏剂形成复合物后，大大改善了光敏剂在水溶液、PBS甚至细胞培养基等生理环境下的稳定性，有助于推动肿瘤光动力学治疗的疗效，也这有助于进一步推动石墨烯量子点在生物医学领域的应用与发展。

技术领域

本发明属于肿瘤光动力学疗法技术领域，涉及一种光敏剂复合物及其制备方法和应用，具体涉及一种近红外光响应的光敏剂复合物及其制备方法和应用，尤其涉及一种具有良好水溶性和生物相容性的近红外光响应的光敏剂复合物及其制备方法和应用。

背景技术

光动力学疗法是现代癌症治疗的一种新兴技术，和传统的手术、放疗、化学药物疗法等相比，具有选择性、微创性、毒副作用小、价廉以及治疗过程短等一系列优点。光敏剂、光源和氧分子是光动力学治疗中的三个要素。在光动力学治疗中，首先将本身稳定无毒性的光敏剂注入机体，所注入的光敏剂通过主动靶向或者利用EPR效应富集到肿瘤部位，再以特定的波长照射激活光敏剂，光敏剂吸收光后将能量传递给周围的基态氧分子促使其生成化学性质活泼的单线态氧，而单线态氧可以与酶、DNA等生物大分子发生作用，破坏细胞器的结构和功能，进而损伤杀死肿瘤细胞，达到癌症治疗的目的。光敏剂在动力学治疗中起着最为关键的作用，其自身的光学性质和结构特点分别决定了治疗光源的波长范围和单线态氧产率。

但是目前光动力学疗法中常用的光敏剂大多数为传统的有机染料分子，吸收波长多位于紫外可见波段，该波段光容易引发光过敏反应造成光毒性损伤，而且紫外可见光在生物组织中的穿透力较差，使得治疗仅仅局限在一些皮肤表面疾病而不能深入到组织内部的肿瘤；此外，大部分单线态氧产率较高、使用范围较广的光敏剂如卟啉类(photofrin)和酞菁类(phthalocyanine)等都是芳香族疏水性化合物，在生理环境下极其不稳定，容易发生团聚，使其在体内不易传输到病灶区域，而且光敏剂的聚集还会造成单线态氧产率严重下降，极大限制了癌症光动力学治疗的临床应用。

近红外光(波长通常在700-1000nm范围内)在生物组织中的穿透深度比可见光的穿透深度大一个数量级，而且对正常组织和细胞具有较低的光毒性，是理想的光动力学治疗光源。近年来，一些具有在近红外光区激发特点的功能化纳米材料，如上转换纳米颗粒、双光子荧光量子点，通过与传统光敏剂分子的结合有望解决上述两个问题。在这类纳米材料/光敏剂复合体系中，首先，在近红外光照射下纳米材料被激发，而后通过纳米材料与光敏剂二者之间的荧光共振能量转移将光敏剂活化，然后发生光动力学反应产生单线态氧等来损伤肿瘤细胞。由此可见，上转换纳米颗粒或者双光子量子点主要作为一个能量转换中间体，达到在近红外光照射下使原本只对紫外或可见光响应的光敏剂活化而产生单线态氧的目的。

为了取得较好的光动力学治疗效果，复合体系中的纳米材料需要满足至少两点要求：第一，对近红外光有非常好的响应，例如具有较高上转换效率或者双光子吸收截面较大；第二，作为能量转换中间体的纳米材料，其荧光发射波长需对应于光敏剂的吸收波长范围，以获得的有效的荧光共振能量转移来活化光敏剂。此外，复合体系中的纳米材料还需要具有良好的生物安全性，可以作为载体改善光敏剂的水溶性和在生理环境中的分散性。但是目前该类复合体系中的纳米材料多为含稀土金属的上转换纳米颗粒和CdSe等半导体量子点，这类材料的生物安全性阻碍了其在生物医学领域的应用。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种光敏剂复合物及其制备方法和应用，具体提供一种近红外光响应的光敏剂复合物及其制备方法和应用，尤其提供一种具有良好水溶性和生物相容性的近红外光响应的光敏剂复合物及其制备方法和应用。该光敏剂复合物能够在近红外光照射下具有较高的单线态氧产率，能够有效杀伤深入到组织内部的肿瘤细胞