一種熒光增強型ir-780近紅外介孔硅納米探針的制備方法
【專利摘要】本發明公開了一種熒光增強型IR-780近紅外介孔硅納米探針的制備方法；分別取一定量的普朗尼克F127和IR-780碘化物于一玻璃瓶內，緩慢向其中加入二氯甲烷將混合固體粉末溶解，得到均一的綠色透明溶液；將此透明溶液于旋轉蒸發儀上真空蒸發干燥得固體，向其中加入鹽酸，室溫避光以一定轉速攪拌一段時間，離心，取上清液，得到均一透明膠束；向此制備好的膠束中加入TEOS，回流，以相同速率向其中加入DDS，將上述混合溶液恒溫回流一段時間后，振蕩、過濾、離心并洗滌得到熒光增強型IR-780近紅外介孔硅納米探針。本發明的制備方法具有粒徑小，單分散性與穩定性良好，熒光性能增強，安全性高，生物兼容性好，過程簡單易于操作等優點。
【專利說明】一種熒光增強型IR-780近紅外介孔硅納米探針的制備方 法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種熒光增強型IR-780近紅外介孔硅納米探針載藥的制備工藝，特 別涉及可示蹤的熒光增強型IR-780近紅外介孔硅納米探針作為熒光探針及藥物載體在生 物醫學領域的應用。
【背景技術】
[0002] 介孔材料具有孔道容量大和較高的比表面積，在分離吸附、傳感器設計制造等眾 多領域具有潛在的應用價值，已成為一種新的跨學科研究領域。無機介孔材料是上世紀90 年代發展起來的一種新型的納米多孔材料，由于其超大比表面，規整有序的孔道結構，在藥 物載體方面的研究越來越引起人們的關注。近幾年的國內外研究表明，硅基介孔材料應用 于藥物釋放體系，可以實現藥物的恒速釋放。孔道內部改性修飾氨基、巰基等基團后，可以 調節控制釋放速度。新型藥物釋放系統已成為藥學領域的重要發展方向，隨之而來對藥物 載體及材料的研究也就愈加顯得格外重要。藥物控制釋放是指藥物以受控形式恒速地釋放 到血液中，或釋放到作用器官或特定靶器官，并長久地發揮效用。此種技術的應用可以實現 藥物在人體內濃度的較少波動，降低藥物的副作用，提高藥物的安全性、有效性，并減少給 藥頻率。藥物載體的研究是藥物控制釋放技術的關鍵。目前常用的藥物載體種類主要有天 然或人工合成的高分子聚合物，納米材料和微乳液體系等。最典型的是將低分子藥物包裹 在高分子成膜材料中形成緩釋微膠囊。納米材料這類新興材料作為藥物載體，有著很大的 優勢和潛力。例如：藥物粉末或溶液物理包埋在直徑為納米級的孔道中，藥物與載體之間不 發生化學作用，很好地保留了藥物的活性；納米材料又有較好的生物相容性，毒副作用低， 且載藥量較高；由于材料結構穩定，可以設計在預定時間內從納米顆粒恒速釋放藥物。
[0003] 1992年美國Mobil公司的科學家首先報道，通過有機一無機組分在溶液中的自組 裝作用形成了一類結構新穎的硅鋁酸鹽介孔分子篩材料，該材料由于具有孔徑在3nm左右 的有序排列孔道和極窄的孔徑分布，一舉突破了沸石分子篩材料的孔徑范圍的限制，使得 很多在沸石分子篩中難以完成的大體積分子的吸附、分離、尤其是催化反應如石油化工中 的重油加氫、烯烴聚合、大分子選擇催化等的進行成為可能。因此，有序介孔材料迅速以其 規則有序可調的孔道結構、極高的比表面積和良好的熱穩定性而成為國內外材料、物理、生 物等多學科研究熱點。與微孔沸石分子篩相比，介孔材料雖然具有較大的孔道，可以應用 于大分子物質的催化、分離，但是其熱與水熱穩定性卻遠遠不能滿足一般催化反應的要求， 這直接限制了其在催化反應中的應用，這也是迄今為止介孔材料不能很快得到應用的關鍵 所在。只有介孔材料的熱與水熱穩定性得到了提高，其較微孔材料的優勢才能充分體現出 來。最近，有關高穩定性的介孔材料的合成已有一些報道。X.Zhao等（(J.Phy.Chem.B， 1998, 102, 7371)曾報道硅垸化反應降低孔道內表面一 0H基團的濃度而使孔道內表面憎 水來提高MCM41在水中的穩定性。化Mokaya等~4wgew. CTzew. /w. 1999, 35,2930.)用后處 理（重復晶化或以MCM-41硅源）的方法來提高MCM〃41的水熱穩定性。最近研究者也采用 在藥物被吸附后，以表面修飾的具有特殊要求的納米微粒進行孔道封鎖，達到藥物控釋。
[0004] 近紅外熒光探針IR-780碘化物具有優越的熒光特性、血清穩定性和生物相容性， 應用主要包括以下幾點：
[0005] 可作為理想的近紅外熒光探針應用于活體成像研究；可成功應用于大、小型動物 的淋巴結成像、血管造影等研究；IR-780碘化物標記的組織在固定后仍可保持良好的光穩 定性，有利于組織標本的保存、觀察和多次評估；IR-780碘化物可成功標記干細胞并對干 細胞多種生物學特性無明顯影響，其標記效率及標記熒光強度明顯高于傳統近紅外干細胞 標記探針；近紅外熒光成像下可實時觀察IR-780碘化物標記干細胞在移植體內的分布和 代謝情況，可用于監測靜脈移植干細胞在肺部的通過情況，應用血管擴張劑硝普鈉可明顯 增加靜脈移植細胞的肺部通過率。
[0006] 目前，大部分專利都是涉及關于介孔硅分子篩的制備及應用。如：中國發明專 利"基于陰離子表面活性劑之特殊形貌介孔納米探針制備方法"（CN102659122A)公開了 一種由Sar-Na在酸性條件下水解制得介孔納米探針的方法；中國發明專利"一種大孔徑 介孔納米探針及其制備方法"（CN102039132A)公開了一種采用低溫水熱合成的制備方 法；中國發明專利"一種兼具還原響應性和靶向性的介孔硅納米藥物載體及其制備方 法"（CN102949728A)公開了一種溶解凝膠法制備出介孔硅納米顆粒，進而用化學修飾方法 在介孔娃納米儲存器的表面引入二硫鍵，并將其作為連接紐帶制備祀向介孔娃納米探針的 方法；中國專利文獻"一種形貌可控的介孔硅納米材料及其制備方法"（CN103204506A)公 開了一種以介孔二氧化硅微納米探針為前驅體，利用鎂粉為還原劑合成形貌可控的介孔硅 納米材料的制備方法。而關于熒光增強型IR-780近紅外介孔硅納米探針的相關專利還沒 有類似報道。
【發明內容】
[0007] 本發明的目的在于提供一種熒光增強型IR-780近紅外介孔硅納米探針的制備方 法，其表面經過載入熒光染料和治療藥物，作為熒光探針及藥物傳輸工具在生物醫學領域 具有廣闊的應用前景。
[0008] 為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為：一種熒光增強型IR-780近紅外 介孔硅納米探針的制備方法，其創新點在于：該制備方法包括下列步驟：
[0009] (1)分別取2?200mg普朗尼克F127和0· 1?10mgIR-780碘化物于一個20ml的 玻璃瓶內，向其中緩慢加入1?l〇ml二氯甲烷將混合固體粉末溶解，得到均一的綠色透明 溶液；
[0010] (2)將步驟（1)中得到的溶液于旋轉蒸發儀上真空蒸發干燥得固體，轉速為10? 100r/min ；
[0011] (3)向步驟⑵中所得固體加入500?5000ul鹽酸，室溫避光以10?60r/min的 速率攪拌，離心，取上清液，得到均一透明膠束；
[0012] (4)向步驟（3)制備好的的膠束中加入100?lOOOul的正硅酸乙酯（TE0S)，回流 2h后以相同速率向其中加入10?1000ul的二氨基二苯砜（DDS);
[0013] (5)將步驟⑷的混合溶液恒溫回流1?20h后，振蕩、過濾、離心并洗滌得到熒光 增強型IR-780近紅外介孔硅納米探針。
[0014] 進一步的，步驟（1)中的溶解過程應在避光條件下進行。
[0015] 進一步的，步驟（2)中旋轉蒸發的溫度設置為28°C，真空度為0. 09MPa。
[0016] 進一步的，步驟（3)中溶解固體所用鹽酸的濃度為0. 85M，攪拌時間為2h。
[0017] 進一步的，步驟（4)中所用TE0S的濃度為0. 8mM，所用DDS的濃度為0. 09mM。
[0018] 進一步的，步驟（5)中恒溫回流的溫度設置為60°C。
[0019] 本發明方法較現有技術合成介孔硅載熒光載藥的方法具有如下明顯的有益效 果：
[0020] (1)本發明提出了簡便易操作的制備熒光增強型IR-780近紅外介孔硅納米探針 的方法，合成的介孔硅納米探針具有比表面積大而粒徑小的優點，并且單分散性良好無粒 子積聚現象。
[0021] (2)本發明中的介孔硅納米探針不僅包含傳統介孔納米探針的載藥功能而且將增 強型熒光染料加入其中使其具有穩定且增強的熒光特性。
[0022] (3)本發明中通過增強型熒光染料IR-780的載入使介孔硅納米探針同時具備了 穩定增強的熒光特性。而且所載入的熒光染料的激發發射波長都是近紅外波段，大大降低 熒光成像對生物體的輻射度，使介孔硅納米探針在原有基礎上擁有許多新的優良生物化學 特性。
[0023] (4)本發明中合成的熒光增強型IR-780近紅外介孔硅納米探針在生物體腫瘤成 像方面具有良好的實驗效果，有望在將來的腫瘤的檢測和治療中獲得良好的臨床效果。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0024]
[0025] 圖1為制備熒光增強型IR-780近紅外介孔硅納米探針的過程原理圖。
[0026] 圖2為熒光增強型IR-780近紅外介孔硅納米探針的透射電鏡圖。
[0027] 圖3為熒光增強型IR-780近紅外介孔硅納米探針和IR-780的吸收發射光譜對照 圖。
[0028] 圖4為熒光增強型IR-780近紅外介孔硅納米探針和IR-780的熒光發射強度對照 圖。
【具體實施方式】
[0029] 下面結合附圖及具體實施例對本發明的技術方案作詳細說明。
[0030] 實施例1
[0031] 分別取2mg的普朗尼克F127和0· lmg的IR-780碘化物于一個20ml的玻璃瓶 內，緩慢向其中加入lml二氯甲烷將混合固體粉末溶解，得到均一的綠色透明溶液；將此 透明溶液于旋轉蒸發儀上以28攝氏度和lOr/min的轉速真空蒸發干燥得固體，真空度為 0. 09MPa，向其中加入濃度為0. 85M的鹽酸500ul，室溫避光以28攝氏度10r/min攪拌2h， 離心，取上清液，得到均一透明膠束；向此制備好的膠束中加入lOOulTEOS，以每隔10s滴加 20ul的速度加入，回流2h后以相同速率向其中加入lOulDDS，將上述混合溶液恒溫回流lh 后，振蕩、過濾、離心并洗滌得到熒光增強型IR-780近紅外介孔硅納米探針。本發明的制備 方法具有粒徑小，單分散性與穩定性良好，熒光性能穩定增強，安全性高，生物兼容性好，過 程簡單易于操作等優點。
[0032] 實施例2
[0033] 分別取10mg的普朗尼克F127和0· 5mg的IR-780碘化物于一個20ml的玻璃瓶 內，緩慢向其中加入2ml二氯甲烷將混合固體粉末溶解，得到均一的綠色透明溶液；將此 透明溶液于旋轉蒸發儀上以28攝氏度和20r/min的轉速真空蒸發干燥得固體，真空度為 0. 09MPa，向其中加入濃度為0. 85M的鹽酸lOOOul，室溫避光以28攝氏度15r/min攪拌2h， 離心，取上清液，得到均一透明膠束；向此制備好的膠束中加入200ulTE0S，以每隔10s滴加 20ul的速度加入，回流2h后以相同速率向其中加入20ulDDS，將上述混合溶液恒溫回流3h 后，振蕩、過濾、離心并洗滌得到熒光增強型IR-780近紅外介孔硅納米探針。本發明的制備 方法具有粒徑小，單分散性與穩定性良好，熒光性能穩定增強，安全性高，生物兼容性好，過 程簡單易于操作等優點。
[0034] 實施例3
[0035] 分別取40mg的普朗尼克F127和2mg的IR-780碘化物于一個20ml的玻璃瓶內，緩 慢向其中加入3ml二氯甲烷將混合固體粉末溶解，得到均一的綠色透明溶液；將此透明溶 液于旋轉蒸發儀上以28攝氏度和30r/min的轉速真空蒸發干燥得固體，真空度為0. 09MPa， 向其中加入濃度為0.85M的鹽酸1500ul，室溫避光以28攝氏度20r/min攪拌2h，離心，取 上清液，得到均一透明膠束；向此制備好的膠束中加入300ulTE0S，以每隔10s滴加20ul的 速度加入，回流2h后以相同速率向其中加入30ulDDS，將上述混合溶液恒溫回流5h后，振 蕩、過濾、離心并洗滌得到熒光增強型IR-780近紅外介孔硅納米探針。本發明的制備方法 具有粒徑小，單分散性與穩定性良好，熒光性能穩定增強，安全性高，生物兼容性好，過程簡 單易于操作等優點。
[0036] 實施例4
[0037] 分別取70mg的普朗尼克F127和4mg的IR-780碘化物于一個20ml的玻璃瓶內，緩 慢向其中加入4ml二氯甲烷將混合固體粉末溶解，得到均一的綠色透明溶液；將此透明溶 液于旋轉蒸發儀上以28攝氏度和40r/min的轉速真空蒸發干燥得固體，真空度為0.09MPa， 向其中加入濃度為〇. 85M的鹽酸2000ul，室溫避光以28攝氏度25r/min攪拌2h，離心，取 上清液，得到均一透明膠束；向此制備好的膠束中加入400ulTE0S，以每隔10s滴加20ul的 速度加入，回流2h后以相同速率向其中加入40ulDDS，將上述混合溶液恒溫回流7h后，振 蕩、過濾、離心并洗滌得到熒光增強型IR-780近紅外介孔硅納米探針。本發明的制備方法 具有粒徑小，單分散性與穩定性良好，熒光性能穩定增強，安全性高，生物兼容性好，過程 簡單易于操作等優點。
[0038] 實施例5
[0039] 分別取100mg的普朗尼克F127和5mg的IR-780碘化物于一個20ml的玻璃瓶 內，緩慢向其中加入5ml二氯甲烷將混合固體粉末溶解，得到均一的綠色透明溶液；將此 透明溶液于旋轉蒸發儀上以28攝氏度和50r/min的轉速真空蒸發干燥得固體，真空度為 0. 09MPa，向其中加入濃度為0. 85M的鹽酸2500ul，室溫避光以28攝氏度35r/min攪拌2h， 離心，取上清液，得到均一透明膠束；向此制備好的膠束中加入500ulTE0S，以每隔10s滴加 20ul的速度加入，回流2h后以相同速率向其中加入50ulDDS，將上述混合溶液恒溫回流10h 后，振蕩、過濾、離心并洗滌得到熒光增強型IR-780近紅外介孔硅納米探針。本發明的制備 方法具有粒徑小，單分散性與穩定性良好，熒光性能穩定增強，安全性高，生物兼容性好，過 程簡單易于操作等優點。
[0040] 實施例6
[0041] 分別取120mg的普朗尼克F127和6mg的IR-780碘化物于一個20ml的玻璃瓶 內，緩慢向其中加入6ml二氯甲烷將混合固體粉末溶解，得到均一的綠色透明溶液；將此 透明溶液于旋轉蒸發儀上以28攝氏度和60r/min的轉速真空蒸發干燥得固體，真空度為 0. 09MPa，向其中加入濃度為0. 85M的鹽酸3000ul，室溫避光以28攝氏度40r/min攪拌2h， 離心，取上清液，得到均一透明膠束；向此制備好的膠束中加入600ulTE0S，以每隔10s滴 加20ul的速度加入，回流2h后以相同速率向其中加入60ulDDS，將上述混合溶液恒溫回流 12h后，振蕩、過濾、離心并洗滌得到熒光增強型IR-780近紅外介孔硅納米探針。本發明的 制備方法具有粒徑小，單分散性與穩定性良好，熒光性能穩定增強，安全性高，生物兼容性 好，過程簡單易于操作等優點。
[0042] 實施例7
[0043] 分別取140mg的普朗尼克F127和7mg的IR-780碘化物于一個20ml的玻璃瓶 內，緩慢向其中加入7ml二氯甲烷將混合固體粉末溶解，得到均一的綠色透明溶液；將此 透明溶液于旋轉蒸發儀上以28攝氏度和70r/min的轉速真空蒸發干燥得固體，真空度為 0. 09MPa，向其中加入濃度為0. 85M的鹽酸3500ul，室溫避光以28攝氏度45r/min攪拌2h， 離心，取上清液，得到均一透明膠束；向此制備好的膠束中加入700ulTE0S，以每隔10s滴加 20ul的速度加入，回流2h后以相同速率向其中加入70ulDDS，將上述混合溶液恒溫回流14h 后，振蕩、過濾、離心并洗滌得到熒光增強型IR-780近紅外介孔硅納米探針。本發明的制備 方法具有粒徑小，單分散性與穩定性良好，熒光性能穩定增強，安全性高，生物兼容性好，過 程簡單易于操作等優點。
[0044] 實施例8
[0045] 分別取160mg的普朗尼克F127和8mg的IR-780碘化物于一個20ml的玻璃瓶 內，緩慢向其中加入8ml二氯甲烷將混合固體粉末溶解，得到均一的綠色透明溶液；將此 透明溶液于旋轉蒸發儀上以28攝氏度和80r/min的轉速真空蒸發干燥得固體，真空度為 0. 09MPa，向其中加入濃度為0. 85M的鹽酸4000ul，室溫避光以28攝氏度50r/min攪拌2h， 離心，取上清液，得到均一透明膠束；向此制備好的膠束中加入800ulTE0S，以每隔10s滴加 20ul的速度加入，回流2h后以相同速率向其中加入80ulDDS，將上述混合溶液恒溫回流16h 后，振蕩、過濾、離心并洗滌得到熒光增強型IR-780近紅外介孔硅納米探針。本發明的制備 方法具有粒徑小，單分散性與穩定性良好，熒光性能穩定增強，安全性高，生物兼容性好，過 程簡單易于操作等優點。
[0046] 實施例9
[0047] 分別取180mg的普朗尼克F127和9mg的IR-780碘化物于一個20ml的玻璃瓶 內，緩慢向其中加入9ml二氯甲烷將混合固體粉末溶解，得到均一的綠色透明溶液；將此 透明溶液于旋轉蒸發儀上以28攝氏度和90r/min的轉速真空蒸發干燥得固體，真空度為 0. 09MPa，向其中加入濃度為0. 85M的鹽酸4500ul，室溫避光以28攝氏度55r/min攪拌2h， 離心，取上清液，得到均一透明膠束；向此制備好的膠束中加入900ulTE0S，以每隔10s滴加 20ul的速度加入，回流2h后以相同速率向其中加入90ulDDS，將上述混合溶液恒溫回流18h 后，振蕩、過濾、離心并洗滌得到熒光增強型IR-780近紅外介孔硅納米探針。本發明的制備 方法具有粒徑小，單分散性與穩定性良好，熒光性能穩定增強，安全性高，生物兼容性好，過 程簡單易于操作等優點。
[0048] 實施例10
[0049] 分別取200mg的普朗尼克F127和10mg的IR-780碘化物于一個20ml的玻璃瓶 內，緩慢向其中加入l〇ml二氯甲烷將混合固體粉末溶解，得到均一的綠色透明溶液；將此 透明溶液于旋轉蒸發儀上以28攝氏度和100r/min的轉速真空蒸發干燥得固體，真空度為 0. 09MPa，向其中加入濃度為0. 85M的鹽酸5000ul，室溫避光以28攝氏度60r/min攪拌2h， 離心，取上清液，得到均一透明膠束；向此制備好的膠束中加入lOOOulTEOS，以每隔10s滴 加20ul的速度加入，回流a后以相同速率向其中加入lOOulDDS，將上述混合溶液恒溫回流 20h后，振蕩、過濾、離心并洗滌得到熒光增強型IR-780近紅外介孔硅納米探針。本發明的 制備方法具有粒徑小，單分散性與穩定性良好，熒光性能穩定增強，安全性高，生物兼容性 好，過程簡單易于操作等優點。
[0050] 如圖2所示為本發明的方法制備的熒光增強型IR-780近紅外介孔硅納米探針的 透射電鏡圖，圖3為熒光增強型IR-780近紅外介孔硅納米探針和IR-780的吸收發射光譜 對照圖，圖4為熒光增強型IR-780近紅外介孔硅納米探針和IR-780的熒光發射強度對照 圖，從圖中可以看出本發明制備的熒光增強型IR-780近紅外介孔硅納米探針粒徑小、單分 散性好，熒光性能穩定。
[0051] 實驗結果表明：用本發明的方法合成的介孔硅載藥粒子粒徑大小均勻且孔道成六 邊形，熒光分布均勻清晰；所制備的熒光增強型IR-780近紅外介孔硅納米探針生物兼容性 良好；做為熒光探針和藥物傳輸工具具有良好應用前景和經濟價值。
【權利要求】
1. 一種熒光增強型IR-780近紅外介孔硅納米探針的制備方法，其特征在于：該制備方 法包括下列步驟： ⑴分別取2?200mg普朗尼克F127和0· 1?10mgIR-780碘化物于一個20ml的玻 璃瓶內，向其中緩慢加入1?l〇ml二氯甲烷將混合固體粉末溶解，得到均一的綠色透明溶 液； (2) 將步驟（1)中得到的溶液于旋轉蒸發儀上真空蒸發干燥得固體，轉速為10? 100r/min ； (3) 向步驟⑵中所得固體加入500?5000ul鹽酸，室溫避光以10?60r/min的速率 攪拌，離心，取上清液，得到均一透明膠束； (4) 向步驟（3)制備好的的膠束中以每隔10s滴加20ul的速度加入100?lOOOul的 TE0S，回流2h后以相同速率向其中加入10?1000ul的DDS ; (5) 將步驟⑷的混合溶液恒溫回流1?20h后，振蕩、過濾、離心并洗滌得到熒光增強 型IR-780近紅外介孔硅納米探針。
2. 根據權利要求1所述的熒光增強型IR-780近紅外介孔硅納米探針的制備方法，其特 征在于：步驟（1)中的溶解過程應在避光條件下進行。
3. 根據權利要求1所述的熒光增強型IR-780近紅外介孔硅納米探針的制備方法，其特 征在于：步驟（2)中旋轉蒸發的溫度設置為28°C，真空度為0. 09MPa。
4. 根據權利要求1所述的熒光增強型IR-780近紅外介孔硅納米探針的制備方法，其特 征在于：步驟（3)中溶解固體所用鹽酸的濃度為0. 85M，攪拌時間為2h。
5. 根據權利要求1所述的熒光增強型IR-780近紅外介孔硅納米探針的制備方法，其特 征在于：步驟（4)中所用TE0S的濃度為0. 8mM，所用DDS的濃度為0. 09mM。
6. 根據權利要求1所述的熒光增強型IR-780近紅外介孔硅納米探針的制備方法，其特 征在于：步驟（5)中恒溫回流的溫度設置為60°C。
【文檔編號】B82Y40/00GK104099089SQ201410289402
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年6月24日 優先權日:2014年6月24日
【發明者】詹勇華, 韓青林, 李英超, 李智敏, 梁繼民, 田捷 申請人:西安電子科技大學