一種Ir-Gd配位聚合物納米粒子及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種新型Ir-Gd配位聚合物納米粒子，該粒子具有良好的T1/T2成像效果，優(yōu)良的穩(wěn)定性和水溶性，可以作為核磁成像造影劑；另外，該納米粒子還具有熒光發(fā)射的性質(zhì)，可以作為熒光指示劑；同時，該粒子還可以在可見光的激發(fā)下產(chǎn)生單線態(tài)氧，實(shí)現(xiàn)光動力學(xué)治療的效果。該粒子在核磁成像，光學(xué)成像和光動力學(xué)治療方面實(shí)現(xiàn)了多功能化。
【專利說明】一種Ir-Gd配位聚合物納米粒子及其制備方法和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及納米材料、磁成像造影劑和光動力學(xué)治療領(lǐng)域，具體涉及一種新型的Ir-Gd配位聚合物納米粒子,可用于IVT2成像、光學(xué)成像和光動力學(xué)治療。
【背景技術(shù)】
[0002]配位聚合物納米粒子(NCPs)是由含氧、氮等多齒有機(jī)配體(大多是芳香多酸和多堿)與過渡金屬離子通過自組裝而形成的配位聚合物。這種材料可以應(yīng)用在催化、生物傳感、藥物傳輸、生物成像、氣體儲存等方面，由于其廣泛的應(yīng)用受到各國的重視。近年來，配位聚合物納米粒子(NCPs)已經(jīng)縮小到了納米尺寸(NCPs)。與傳統(tǒng)的納米藥物載體相比,配位聚合物納米粒子具有合成條件溫和、結(jié)構(gòu)多樣、形貌可調(diào)、載藥量高、自身可降解等優(yōu)點(diǎn)。用有機(jī)聚合物來修飾配位聚合物納米粒子，可改善配位聚合物納米粒子的穩(wěn)定性、生物相容性，使之更好的應(yīng)用于生物體系。
[0003]磁共振成像(MRI)作為當(dāng)今世界醫(yī)學(xué)診斷上的重要手段之一，具有分辯率高，成像參數(shù)多，對人體無輻射損傷等優(yōu)點(diǎn)，因此越來越受到人們的關(guān)注。然而，如何提高M(jìn)RI圖像的對比度，清晰度以及靈敏度是MRI技術(shù)急待解決的問題。由于配位聚合物納米粒子含有大量的順磁性金屬離子，可以使影像比正常狀態(tài)下更為明亮，所以它們被廣泛用于磁共振成像的造影劑。
[0004]光動力學(xué)治療是當(dāng)今治療癌癥的一種行之有效的方法，它是基于光敏劑、光和氧氣的一種光化學(xué)反應(yīng)。在光照的情況下，光敏劑產(chǎn)生單線態(tài)氧和其他活性氧而殺死癌細(xì)胞。將核磁成像、光學(xué)成像和光動力學(xué)治療結(jié)合起來在癌癥的治療方面將會有很好的應(yīng)用前
旦
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【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種新型Ir-Gd配位聚合物納米粒子。
[0006]本發(fā)明還提供了上述納米粒子的制備方法。
[0007]本發(fā)明還提供了上述納米粒子的應(yīng)用。
[0008]一種Ir-Gd配位聚合物球形納米粒子,平均粒徑為120~180nm。
[0009]這種Ir-Gd配位聚合物納米粒子的制備方法為:
[0010](I)首先制備2-苯基喹啉銥二氯橋配合物，即Ir2 (Pq)4Cl2，其中pq為2-苯基喹啉:
[0011]取摩爾比為1:1~1:3的氯化銥和2-苯基喹啉，溶于2-乙二醇乙醚和水的混合溶液，其中2-乙二醇乙醚和水的體積比為2:1~5:1 ;然后將反應(yīng)混合物加熱至80°C~1200C，攪拌反應(yīng)20~30小時，反應(yīng)結(jié)束后，冷卻到室溫，取沉淀用水洗滌干燥，得到紅色固體2-苯基喹啉銥二氯橋配合物；氯化銥和2-苯基喹啉的摩爾比優(yōu)選為1:1~1:2 ;
[0012](2)將步驟(1)中制得的2-苯基喹啉銥二氯橋配合物和3，3’ -聯(lián)吡啶二羧酸溶解于二氯甲烷或甲醇，其中2-苯基喹啉銥二氯橋配合物與3，3’-聯(lián)吡啶二羧酸的摩爾比為1:10~1:20，優(yōu)選為1:10~1:15 ;回流6~18小時；反應(yīng)結(jié)束后，用水和二氯甲烷洗滌干燥，得到2-苯基喹啉3，3’ -聯(lián)吡啶二羧酸銥配合物；
[0013](3)將步驟⑵中制得的2-苯基喹啉3，3’ -聯(lián)吡啶二羧酸銥配合物和釓鹽溶解于二甲亞砜，2-苯基喹啉3，3’ -聯(lián)吡啶二羧酸銥配合物與釓元素的摩爾比為1:1~1:5 ;80°C~150V下攪拌反應(yīng)4小時~12小時，取沉淀，用水洗滌3~5次；2-苯基喹啉3，3’-聯(lián)吡啶二羧酸銥配合物與釓元素的摩爾比為1:1~1:5，優(yōu)選為1:1~1:2 ;釓鹽優(yōu)選為醋酸釓；2_苯基喹啉3，3’-聯(lián)吡啶二羧酸銥配合物與聚乙烯吡咯烷酮(PVP)的摩爾比為3:1~8:1。
[0014]這種Ir-Gd配位聚合物納米粒子，有較強(qiáng)的馳豫能力，可用于磁共振成像，同時具有磷光發(fā)射的性質(zhì)，另外在可見光激發(fā)下可產(chǎn)生單線態(tài)氧，可用于光動力學(xué)治療，具有磁成像、光學(xué)成像和光動力學(xué)治療三種功能。
[0015]本發(fā)明的制備方法操作簡單，反應(yīng)溫和，沒有污染，符合國家現(xiàn)在“節(jié)能減排、綠色化學(xué)”的大趨勢；所得到的納米粒子既具有558nm的磷光發(fā)射，又因?yàn)橛嗅忞x子存在，具有造影劑功能，并且可以用于光動力學(xué)治療，實(shí)現(xiàn)了納米粒子應(yīng)用的多功能化。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是實(shí)施例1Ir-Gd金屬配位聚合物納米粒子的電鏡照片，(a)為掃描電鏡圖，(b)為透射電鏡圖，是平均粒徑為150nm的球形粒子。 [0017]圖2為實(shí)施例2中制備的Ir-Gd金屬配位聚合物納米粒子在345nm激發(fā)時的發(fā)射光譜。
[0018]圖3為實(shí)施例3所制備的Ir-Gd金屬配位聚合物納米粒子在水溶液中的1/?\ (a)和1/T2(b)相對于Gd3+濃度擬合的直線圖；圖中直線的斜率分別為橫向馳豫率R1和縱向馳
豫率R2。
[0019]圖4為實(shí)施例4中制備的Ir-Gd金屬配位聚合物納米粒子在>400納米的激光照射時溶液光動力效果圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]實(shí)施例1
[0021](I)稱取IrCl3.3Η20(5.52mmol)和2-苯基喹啉(12.14mmol)加入到三頸瓶中，再加入2-乙二醇乙醚和水的混合溶液使之溶解(2-乙二醇乙醚和水的體積比為3:1);然后將反應(yīng)混合物加熱至110°C，攪拌反應(yīng)24小時；反應(yīng)結(jié)束后，冷卻到室溫；有沉淀生成。所得沉淀分別用水和乙醇洗滌，并用真空干燥，得到紅色固體2-苯基喹啉銥二氯橋配合物，即 Ir2 (Pq)4Cl2。
[0022](2)稱取2-苯基喹啉銥二氯橋配合物(0.28g，0.25mmol)和3，3’-聯(lián)吡啶二羧酸固體(0.6g,2mmol)加入三頸瓶內(nèi)，加入16mL 二氯甲烷和20mL甲醇，回流12個小時；反應(yīng)結(jié)束后，用甲醇和二氯甲烷洗滌后干燥，得到2-苯基喹啉3，3’ -聯(lián)吡啶二羧酸銥配合物。
[0023](3)取2-苯基喹啉3，3’-聯(lián)吡啶二羧酸銥配合物3.5mg(0.005mmol)和PVP50mg溶于5mL 二甲亞砜中，超聲分散,醋酸禮2mg溶于2mL 二甲亞砜,將上述兩溶液混合后在110°C下攪拌反應(yīng)12h。然后用14000的透析袋在二次水中透析24h得Ir-Gd配位聚合物納米粒子。
[0024]本實(shí)施例產(chǎn)物的電鏡照片如圖1，(a)為掃描電鏡圖，(b)為透射電鏡圖，是平均粒徑為150納米的球形粒子。
[0025]實(shí)施例2 Ir-Gd配位聚合物納米粒子光譜測試
[0026]將實(shí)施例1所得Ir-Gd配位聚合物納米粒子測定發(fā)射光譜，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在345nm的激發(fā)下,材料的最大發(fā)射峰位在560nm,如圖2所示。
[0027]實(shí)施例3 Ir-Gd配位聚合物納米粒子磁共振成像測試
[0028]將實(shí)施例1所得Ir-Gd配位聚合物納米粒子配制成不同Gd3+離子濃度的水溶液，測試其馳豫時間。由3T磁共振成像儀測試得，其測試結(jié)果如圖3，該納米粒子有較強(qiáng)的馳豫能力，橫向馳豫率R1達(dá)到29.δπιΜ?,縱向馳豫率R2達(dá)到59.SmlT1S4,顯示該納米粒子具有制備磁共振成像造影劑方面的應(yīng)用。
[0029]實(shí)施例4 Ir-Gd配位聚合物納米粒子溶液光動力測試
[0030]將實(shí)施例1所得Ir-Gd配位聚合物納米粒子在>400nm(300mW/cm2)的激光照射下，每分鐘測定一次9，10-二甲基蒽(DMA)熒光強(qiáng)度，其測試結(jié)果如圖4 ;顯示了該納米粒子在光動力學(xué)治療方面的應(yīng)用。
【權(quán)利要求】
1.一種Ir-Gd配位聚合物納米粒子,其特征在于,該納米粒子為球形結(jié)構(gòu),平均粒徑為120 ~180nm。
2.權(quán)利要求1所述Ir-Gd配位聚合物納米粒子的制備方法，其特征在于，包括如下步驟: (1)取摩爾比為1:1~1:3的氯化銥和2-苯基喹啉，溶于2-乙二醇乙醚和水的混合溶液，其中2-乙二醇乙醚和水的體積比為2:1~5:1 ;然后將反應(yīng)混合物加熱至80°C~120°C，攪拌反應(yīng)20~30小時，反應(yīng)結(jié)束后，冷卻到室溫，取沉淀用水洗滌干燥，得到紅色固體2-苯基喹啉銥二氯橋配合物； (2)將2-苯基喹啉銥二氯橋配合物和3，3’-聯(lián)吡啶二羧酸溶解于二氯甲烷或甲醇，其中2-苯基喹啉銥二氯橋配合物與3，3’-聯(lián)吡啶二羧酸的摩爾比為1:10~1:20，回流6~18小時；反應(yīng)結(jié)束后，用水和二氯甲烷洗滌干燥，得到2-苯基喹啉3，3’ -聯(lián)吡啶二羧酸銥配合物； (3)將2-苯基喹啉3，3’-聯(lián)吡啶二羧酸銥配合物、釓鹽和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)溶解于二甲亞砜，80°C~150°C下攪拌反應(yīng)4小時~12小時，二次水中透析24小時，其中2-苯基喹啉3，3’ -聯(lián)吡啶二羧酸銥配合物與釓元素的摩爾比為1:1~1:5。
3.權(quán)利要求2所述Ir-Gd配位聚合物納米粒子的制備方法，其特征在于，所述的釓鹽為醋酸釓。
4.權(quán)利要求2所述Ir-G d配位聚合物納米粒子的制備方法，其特征在于，步驟(1)所述的氯化銥和2-苯基喹啉的摩爾比為1:1~1:2。
5.權(quán)利要求2所述Ir-Gd配位聚合物納米粒子的制備方法，其特征在于，步驟(2)所述的2-苯基喹啉銥二氯橋配合物與3，3’ -聯(lián)吡啶二羧酸的摩爾比為1:10~1:15。
6.權(quán)利要求2所述Ir-Gd配位聚合物納米粒子的制備方法，其特征在于，步驟(3)所述的2-苯基喹啉3，3’ -聯(lián)吡啶二羧酸銥配合物與釓元素的摩爾比為1:1~1:2。
7.權(quán)利要求2所述Ir-Gd配位聚合物納米粒子的制備方法，其特征在于，步驟(3)所述的2-苯基喹啉3，3’ -聯(lián)吡啶二羧酸銥配合物與聚乙烯吡咯烷酮(PVP)的摩爾比為3:1~8:1。
8.權(quán)利要求1所述Ir-Gd配位聚合物納米粒子在磁共振成像造影劑方面的應(yīng)用。
9.權(quán)利要求1所述Ir-Gd配位聚合物納米粒子在光學(xué)成像方面的應(yīng)用。
10.權(quán)利要求1所述Ir-Gd配位聚合物納米粒子在光動力學(xué)治療藥物方面的應(yīng)用。
【文檔編號】A61K9/14GK104004029SQ201410274269
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2014年6月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月18日
【發(fā)明者】楊紅, 盧陽, 周治國, 薛峰峰, 嚴(yán)玉萍, 楊仕平 申請人:上海師范大學(xué)