的氟化物納米晶作為光敏劑在光動力療法中的應用
【技術領域】
[0001]本發明屬于光動力治療領域，具體涉及一種基于Yb3+的氟化物納米晶在近紅外光動力療法中的應用。
【背景技術】
[0002]光動力療法是一種微創性腫瘤治療方法，它涉及三個基本要素:光敏劑、激發光和氧。當特定波長的光照射光敏劑時，光敏劑被激發，處于激發態的光敏劑與氧發生光化學反應，使氧氣轉變成活性氧，引起不可逆的腫瘤組織損傷。跟傳統的化學療法、手術療法和放射療法相比，PDT有若干潛在的優勢:相對的非侵入性治療，能夠準確定位目標腫瘤組織，可以重復性治療，操作相對方便并且副作用很小等。然而，對于傳統PDT而言，傳統光敏劑的激發光波長一般在可見區，不在近紅外生物組織透過窗范圍內(700nm-1100nm)，其激發光的組織穿透性差，使其只適用于表皮性病變的治療。為了實現對實體瘤的治療，人們期望將光敏劑的激發波長移到近紅外區，提出了上轉換光動力療法，利用上轉換熒光去激發光敏劑。但是上轉換效率很低，并且在上轉換光動力過程中，能量傳遞過程復雜，二者共同阻礙了上轉換光動力療法的治療效率。另外，上轉換光動力療法基于非線性激發過程，需要較高的激發光功率才能激發出熒光，所以，激發光需要被聚焦到很小的面積來提高激發光功率密度，導致了很小的治療區域。而且，上轉換光動力療法中納米粒子對光敏劑載藥的可控性差，無法得到穩定的光動力治療效果。針對光動力療法存在的問題，需要開發近紅外激發的能量轉換效率高，治療效果穩定的光敏劑。
【發明內容】
[0003]本發明的目的是為了解決傳統光動力療法中的光敏劑激發光波長在可見區范圍內導致激發光的組織穿透深度差的問題，提出了一種基于Yb3+的氟化物納米晶作為光敏劑在光動力療法中的應用。
[0004]本發明基于Yb3+的氟化物納米晶作為光敏劑在光動力療法中的應用是將基于Yb 3+的氟化物納米晶作為光敏劑應用于光動力治療中，其中所述的基于Yb3+的氟化物納米晶的制備方法按以下步驟實現:
[0005]—、在室溫下將YbCl3.6Η20加入到反應容器中，然后加入油酸和十八烯，得到混合液；
[0006]二、在Ar氣保護下，將步驟一得到的混合液加熱到160?170°C，攪拌保溫使YbCl3.6H20完全溶解，得到反應液；
[0007]三、按摩爾比為5: (7?8)將NaOH和NH4F加入到甲醇中，攪拌至溶解，得到原料液；
[0008]四、將步驟三的原料液加入到步驟二得到的反應液中，攪拌反應后升溫至80°C，待甲醇蒸發完全，再升溫至100°C蒸發除水，然后升溫到300°C，反應0.8?1小時后冷卻至室溫，得到反應產物溶液；
[0009]五、把步驟四得到的反應產物溶液放入離心管中，加入無水乙醇，振蕩溶液混合均勻，然后離心洗滌處理，收集固相物，清洗后分散到環己烷溶劑中，得到NaYbF4納米晶；
[0010]六、將步驟五的NaYbF4納米晶放入反應瓶中，加入Tween 80-C00H(帶羧基配體的吐溫80)，進一步再加入氯仿，攪拌混合0.8?1.2小時，然后加入去離子水，將混合液在70?80°C的溫度下恒溫反應2.5?3.5小時，離心分離得到Tween-NaYbF4納米晶；
[0011 ] 七、將步驟六得到的Tween-NaYbF4納米晶加入到DMS0 ( 二甲基亞砜)中，然后按Tween-NaYbFjfi米晶、EDC(l-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亞胺鹽酸鹽)和NHS(N_羥基琥珀酰亞胺)的質量比為(4?6): (1.5?2.5): (5?7)加入EDC和NHS，攪拌1?3小時加入葉酸(FA)水溶液，在室溫下連續攪拌10?14小時，離心處理后用磷酸鹽緩沖液(PBS)清洗，冷凍干燥得到基于Yb3+的氟化物納米晶(FA鍵連的Tween-NaYbF 4納米晶)。
[0012]本發明以鍵連抗體的NaYbF-內米粒子作為光敏劑，并以980nm附近的光源作為輻照光源。當NaYbF4納米粒子被攝入到機體內，待其在病變組織部位聚集與腫瘤發生特異性結合后，利用光源對病變組織進行照射，使Yb3+與氧發生光化學作用，產生活性氧，進而殺死腫瘤細胞。
[0013]本發明提出一種基于Yb3+的氟化物納米晶作為光敏劑應用于近紅外光動力療法中，由于Yb3+離子的吸收在980nm附近，所以采用980nm附近的光源作為激發光，980nm光激發Yb3+基于線性激發過程，能夠利用低功率的980nm附近激發光對腫瘤進行大面積照射。NaYbF4納米粒子作為光敏劑，其中Yb3+激發態能量為1.27eV,而氧的激發態能量0.97eV，二者能級匹配程度高，當聚集在腫瘤部位的Yb3+離子被激發后，激發態的Yb3+可以與周圍的氧發生能量傳遞，產生活性氧。產生的單態氧可以進入腫瘤細胞內部，與細胞器(線粒體，溶酶體等)相互作用，直接誘導細胞壞死或凋亡；單態氧也可以通過抗血管生成效應來破壞給腫瘤細胞提供營養的脈管系統，使腫瘤缺血性死亡；此外，單態氧還可以刺激機體的免疫系統，激活機體的抗腫瘤免疫反應，產生抗體，識別和跟蹤腫瘤細胞，進而殺死腫瘤細胞，實現對腫瘤的治療。
[0014]綜上所述，發明將基于Yb3+的氟化物納米晶應用于光動力治療中作為光敏劑的方法包含以下優點:
[0015]1、采用Ιμπι附近的光源進行照射，其波長正好在生物組織透過窗范圍內(700nm-1100nm)可實現深組織實體瘤的治療；
[0016]2、采用980nm附近的光源去激發Yb3+離子屬于下轉換激發，不需要光源聚焦來獲得大功率密度，可實現小功率密度大面積的光動力治療；
[0017]3、Yb3+離子可直接將能量傳遞給氧，產生單態氧，此能量傳遞過程簡單，實現高效的光動力過程；
[0018]4、Yb3+離子作為光敏藥物，避免了傳統光敏劑中光漂白問題，可以獲得持久的藥效，同時，Yb3+離子可摻雜到氟化物中，形成NaYbF 4納米粒子作為光敏劑，無需載體，避免了上轉換光動力療法過程中光敏劑載藥不穩定導致的光動力治療效果不可控問題。
【附圖說明】
[0019]圖1是實施例一得到的Yb3+的氟化物納米晶(NaYbF 4納米晶)的透射電子顯微鏡圖；
[0020]圖2是利用1，3-Diphenylisobenzofuran作為活性氧指示劑，在近紅外激發下，DPBF吸收光譜隨光照時間的變化曲線圖，其中■代表Omin，?代表lOmin，▲代表20min，▼代表 30min，?代表 40min，★代表 50min ；
[0021]圖3是不同氧氣濃度下Yb3+的時間分辨光譜圖，其中1 一低氧濃度，2—高氧濃度。
【具體實施方式】
[0022]【具體實施方式】一:本實施方式基于Yb3+的氟化物納米晶作為光敏劑在光動力療法中的應用是將基于Yb3+的氟化物納米晶作為光敏劑應用于光動力治療中，其中所述的基于Yb3+的氟化物納米晶的制備方法按以下步驟實現:
[0023]—、在室溫下將YbCl3.6Η20加入到反應容器中，然后加入油酸和十八烯，得到混合液；
[0024]二、在Ar氣保護下，將步驟一得到的混合液加熱到160?170°C，攪拌保溫使YbCl3.6H20完全溶解，得到反應液；
[0025]三、按摩爾比為5: (7?8)將NaOH和NH4F加入到甲醇中，攪拌至溶解，得到原料液；
[0026]四、將步驟三的原料液加入到步驟二得到的反應液中，攪拌反應后升溫至80°C，待甲醇蒸發完全，再升溫至100°C蒸發除水，然后升溫到300°C，反應0.8?1小時后冷卻至室溫，得到反應產物溶液；
[0027]五、把步驟四得到的反應產物溶液放入離心管中，加入無水乙醇，振蕩溶液混合均勻，然后離心洗滌處理，收集固相物，清洗后分散到環己烷溶劑中，得到NaYbF4納米晶；
[0028]六、將步驟五的NaYbF4納米晶放入反應瓶中，加入Tween 80-C00H(帶羧基配體的吐溫80)，進一步再加入氯仿，攪拌混合0.8?1.2小時，然后加入去離子水，將混合液在70?80°C的溫度下恒溫反應2.5?3.5小時，離心分離得到Tween-NaYbF4納米晶；
[0029]七、將步驟六得到的Tween-NaYbF4納米晶加入到DMS0 ( 二甲基亞砜)中，然后按Tween-NaYbFjfi米晶、EDC(l-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亞胺鹽酸鹽)和NHS(N_羥基琥珀酰亞胺)的質量比為(4?6): (1.5?2.5): (5?7)加入EDC和NHS，攪拌1?3小時加入葉酸(FA)水溶液，在室溫下連續攪拌10?14小時，離心處理后用磷酸鹽緩沖液(PBS)清洗，冷凍干燥得到基于Yb3+的氟化物納米晶(FA鍵連的Tween-NaYbF 4納米晶)。
[0030]【具體實施方式】二:本實施方式與【具體實施方式】一不同的是步驟一 YbCl3.6H20的摩爾量與油酸的體積比為lmmol:6ml, YbCl3.6H20的摩爾量與十八烯的體積比為lmmol:15ml。其它步驟及參數與【具體實施方式】一相同。
[0031]【具體實施方式】三:本實施方式與【具體實施方式】一或二不同的是步驟二所述攪拌的速度為300?500r/min。其它步驟及參數與【具體實施方式】一或二相同。
[0032]【具體實施方式】四:本實施方式與【具體實施方式】一至三之一不同的是步驟五中的離心洗滌處理是以6000r/min的轉速離心洗滌lOmin。其它步驟及參數與【具體實施方式】一至三之一相同。
[0033]【具體實施方式】五:本實施方式與【具體實施方式】一至四之一不同的是步驟七所述的Tween-NaYbF4納米晶的質量與葉酸水溶液的體積比為5mg: (1.5?3)ml。其它步驟及參數與【具體實施方式】一至四之一相同。
[0034]【具體實施方式】六:本實施方式與【具體實施方式】一不同的是將基于Yb3+的氟化物納米晶作為光敏劑應用于光動力