一種光敏微膠囊、其制備方法和用圖
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于組裝材料的制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種光敏微膠囊、其制備方法和 用途。
【背景技術(shù)】
[0002] 微膠囊是指一種具有聚合物壁殼和微型容器或包裝物，是通過(guò)成膜物質(zhì)將囊內(nèi)空 間與其外部空間隔離開而形成的具有規(guī)則幾何形狀的物質(zhì)，其形狀以球形為主，也可為橢 圓形、正方形或長(zhǎng)方形、多邊形以及各種不規(guī)則形狀。微膠囊的囊壁通常由天然或合成的高 分子材料或無(wú)機(jī)材料組成，囊壁的厚度一般在幾納米至幾微米之間。微膠囊的囊壁將囊內(nèi) 外空間隔離，若將物質(zhì)包裹在囊內(nèi)，物質(zhì)本身的物理、化學(xué)、生物學(xué)性能則不會(huì)受到影響，同 時(shí)又對(duì)被包裹的物質(zhì)起到保護(hù)作用，將其與外界隔離。囊壁具備的阻隔和滲透調(diào)節(jié)性能，可 以降低或調(diào)控包埋物質(zhì)的釋放速率，從而起到緩釋和控制釋放的作用。微膠囊的成品穩(wěn)定 性好，可防止組份的破壞，便于加工，且具有較好的生物相容性，能在機(jī)體內(nèi)降解，毒副作用 小。
[0003] 雙光子激發(fā)過(guò)程是在激光照射下，基態(tài)熒光分子或原子同時(shí)吸收兩個(gè)光子成為激 發(fā)態(tài)。雙光子激發(fā)所用的激發(fā)波長(zhǎng)更長(zhǎng)可用紅外或近紅外區(qū)域的激光作光源，該區(qū)域的光 散射效應(yīng)較于可見光小，紅外光在生物組織中的穿透力強(qiáng)，能對(duì)生物深層組織進(jìn)行照射，焦 點(diǎn)以外不發(fā)生漂白現(xiàn)象，有效避免了光照時(shí)藥物對(duì)正常組織細(xì)胞的傷害。
[0004] 本領(lǐng)域有需要開發(fā)一種具有雙光子吸收功能的光敏藥物，從而避免光照時(shí)對(duì)正常 組織細(xì)胞的傷害。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的之一在于提供一種內(nèi)部能夠發(fā)生熒光共振能 量轉(zhuǎn)移的光敏微膠囊。
[0006] 本發(fā)明所述光敏微膠囊的囊壁為交替包覆的正性聚電解質(zhì)層和負(fù)性電解質(zhì)層，所 述正性聚電解質(zhì)層中偶聯(lián)有熒光素分子和光敏物質(zhì)分子；
[0007] 所述光敏微膠囊囊壁中，熒光素分子與光敏物質(zhì)分子距離< 10nm。
[0008] 本發(fā)明利用熒光共振能量轉(zhuǎn)移效應(yīng)，所謂熒光共振能量轉(zhuǎn)移效應(yīng)即在距離很近的 兩個(gè)熒光分子間產(chǎn)生的一種能量轉(zhuǎn)移現(xiàn)象，具體過(guò)程為：當(dāng)兩個(gè)熒光分子距離在1~l〇nm 之間，且供體分子的發(fā)射波長(zhǎng)與受體分子的吸收波長(zhǎng)范圍重疊大于30%時(shí)，以供體的激發(fā) 光激發(fā)使供體分子由基態(tài)躍迀到激發(fā)態(tài)之后，釋放能量激發(fā)受體分子。
[0009] 本發(fā)明選用具有雙光子吸收的焚光分子作為供體分子，光敏藥物分子作為受體分 子，將兩者分別與聚電解質(zhì)偶聯(lián)后組裝成可用于光動(dòng)力治療的光敏微膠囊，通過(guò)雙光子激 光來(lái)激發(fā)具有雙光子吸收的熒光分子后，產(chǎn)生熒光共振能量轉(zhuǎn)移，激發(fā)受體光敏藥物分子 產(chǎn)生活性氧，殺死癌細(xì)胞，實(shí)現(xiàn)通過(guò)雙光子來(lái)激發(fā)沒有雙光子吸收的光敏藥物的活性。
[0010] 在本發(fā)明提供的光敏微膠囊中，熒光分子起到了橋梁的作用，將接收的雙光子能 量傳遞給光敏藥物，從而激活光敏藥物，實(shí)現(xiàn)雙光子啟動(dòng)光敏藥物的目的。
[0011] 本發(fā)明所述光敏微膠囊的粒徑大小為1~10 μπι，例如1. 3 μπι、1. 7 μηι、3 μπκ 3. 6 μ m、5 μ m、7 μ m、8. 3 μ m、8. 8 μ m、9. 5 μ m等。本發(fā)明所述光敏微膠囊粒徑的大小可以通 過(guò)控制制備碳酸錳核時(shí)的超聲時(shí)間來(lái)控制碳酸錳核的粒徑大小來(lái)控制微膠囊的粒徑。
[0012] 本發(fā)明所述光敏微膠囊內(nèi)部能夠發(fā)生熒光共振能量轉(zhuǎn)移，被雙光子激光激發(fā)釋放 活性氧，且能夠被細(xì)胞內(nèi)吞。
[0013] 優(yōu)選地，所述正性聚電解質(zhì)層為分別偶聯(lián)有熒光素分子和光敏物質(zhì)分子的聚丙烯 胺鹽酸鹽；
[0014] 優(yōu)選地，所述負(fù)性電解質(zhì)層為聚苯乙烯磺酸鈉。
[0015] 本發(fā)明目的之二是提供一種如目的之一所述的光敏微膠囊的制備方法，所述方法 包括如下步驟：
[0016] (I)在核心物質(zhì)上交替組裝正性聚電解質(zhì)和負(fù)性聚電解質(zhì)；所述正性聚電解質(zhì)為 分別偶聯(lián)有熒光素的第一正電性聚電解質(zhì)和偶聯(lián)有光敏物質(zhì)的第二正電性聚電解質(zhì)的混 合物；
[0017] (II)加入除核劑去除核心物質(zhì)，得到光敏微膠囊。
[0018] 本發(fā)明通過(guò)將分別偶聯(lián)有熒光素的正電性聚電解質(zhì)和偶聯(lián)有光敏物質(zhì)的正電性 聚電解質(zhì)的混合，得到正性聚電解質(zhì)，將核心物質(zhì)與正性聚電解質(zhì)和負(fù)性聚電解質(zhì)交替包 覆后，去除核心物質(zhì)得到光敏微膠囊。制備方法簡(jiǎn)單，易操作，可通過(guò)控制交替包覆從次數(shù) 控制微膠囊的粒徑，制備得到光敏微膠囊的熒光信號(hào)較強(qiáng)，雙光子吸收效應(yīng)較好，具有良好 的生物相容性，通過(guò)熒光共振能量轉(zhuǎn)移實(shí)現(xiàn)雙光子激發(fā)的光動(dòng)力治療，能夠作為一種抗癌 藥物應(yīng)用于生物醫(yī)藥領(lǐng)域。
[0019] 作為優(yōu)選技術(shù)方案，本發(fā)明所述第一正電性聚電解質(zhì)和第二正電性聚電解質(zhì)均為 聚丙烯胺鹽酸鹽和/或殼聚糖，優(yōu)選重均分子量為60~80kDa，可以是62~68kDa、65~ 73kDa、68 ~75kDa、72 ~78kDa、75 ~80kDa、70kDa，的聚丙烯胺鹽酸鹽。
[0020] 優(yōu)選地，所述負(fù)性聚電解質(zhì)為聚苯乙烯磺酸鈉，優(yōu)選重均分子量為60~80kDa，可 以是 62 ~68kDa、65 ~73kDa、68 ~75kDa、72 ~78kDa、75 ~80kDa、70kDa，的聚苯乙烯磺 酸鈉。
[0021] 優(yōu)選地，所述核心物質(zhì)為碳酸錳和/或碳酸鈣；所述碳酸錳粒子優(yōu)選通過(guò)混合硫 酸錳和碳酸氫銨溶液后超聲制得。
[0022] 優(yōu)選地，所述核心物質(zhì)的粒徑為1~10 μ m。
[0023] 優(yōu)選地，所述熒光素為異硫氰酸熒光素。
[0024] 優(yōu)選地，所述光敏物質(zhì)為孟加拉紅。
[0025] 作為優(yōu)選技術(shù)方案，本發(fā)明步驟（I)所述正性聚電解質(zhì)通過(guò)如下步驟得到：
[0026] (la)將聚丙烯胺鹽酸鹽溶于碳酸鈉緩沖溶液中，加入熒光素，偶聯(lián)后透析，得到第 一正電性聚電解質(zhì)分散液；
[0027] (lb)將聚丙烯胺鹽酸鹽溶于2-嗎啉乙磺酸緩沖溶液中，加入光敏藥物與官能團(tuán) 活化劑，偶聯(lián)后透析，得到第二正電性聚電解質(zhì)分散液；
[0028] (lc)將第一正電性聚電解質(zhì)分散液和第二正電性聚電解質(zhì)分散液混合，得到第三 正電性聚電解質(zhì)分散液，即正性聚電解質(zhì)。
[0029] 其中，透析的作用是提純，除去未反應(yīng)的熒光分子以及緩沖溶液的鹽分子。
[0030] 優(yōu)選地，其中所述偶聯(lián)反應(yīng)操作為室溫下避光持續(xù)攪拌，攪拌時(shí)間優(yōu)選1~48h， 例如 511、711、911、1211、1511、1711、1911、2111、2411、3011、3811、4211、4511等，優(yōu)選5~2411，攪拌速度優(yōu) 選100~3000轉(zhuǎn)/分鐘。
[0031] 優(yōu)選地，其中所述透析用透析袋分子量為3000~10000MW。
[0032] 優(yōu)選地，所述第一正電性聚電解質(zhì)分散液中，熒光素與聚丙烯胺鹽酸鹽的質(zhì)量比 為 1:500 ~2000,例如 1:550、1: : 700、： 1:1000、1:1200、1:1500、1:1700 或 1:1900。
[0033] 優(yōu)選地，所述第二正電性聚電解質(zhì)分散液中，光敏物質(zhì)與聚丙烯胺鹽酸鹽的質(zhì)量 比為 1:5 ~1:20,例如 1:6、1:8、1:10、1:12、1:15、1:17 或 1:19 等。
[0034] 優(yōu)選地，所述第一正電性聚電解質(zhì)分散液和第二正電性聚電解質(zhì)分散液的混合質(zhì) 量比為1:1~5:1。
[0035] 所述碳酸鈉緩沖溶液優(yōu)選pH = 7. 5~8. 5，優(yōu)選8。
[0036] 優(yōu)選地，所述2-嗎啉乙磺酸優(yōu)選pH = 4. 5~5. 5,優(yōu)選5。
[0037] 優(yōu)選地，所述官能團(tuán)活化劑為1-乙基-(3-二甲基氨基丙基）碳酰二亞胺鹽酸鹽 (EDC)和N-羥基琥珀酰亞胺（NHS)。
[0038] 作為優(yōu)選技術(shù)方案，本發(fā)明步驟（I)所述"組裝"過(guò)程為將待組裝物質(zhì)在相應(yīng)聚電 解質(zhì)溶液中進(jìn)行振蕩吸附。
[0039] 優(yōu)選地，所述聚電解質(zhì)溶液中聚電解質(zhì)的濃度為0. 5~2mg/mL。
[0040] 優(yōu)選地，所述振蕩吸附時(shí)間為1~60min。
[0041] 優(yōu)選地，所述振蕩吸附的振蕩速度為500~3000轉(zhuǎn)/分鐘。
[0042] 優(yōu)選地，所述交替組裝的次數(shù)多1，優(yōu)選4~10。
[0043] 優(yōu)選地，所述交替組裝1次為進(jìn)行1次正電性聚電解質(zhì)組裝后再進(jìn)行1次負(fù)電性 聚電解質(zhì)組裝。
[0044] 優(yōu)選地，用于正性聚電解質(zhì)組裝的正電性聚電解質(zhì)溶液中，聚丙烯胺鹽酸鹽的濃 度為 0. 5 ~2mg/mL。
[0045] 用于負(fù)性聚電解質(zhì)組裝的負(fù)電性聚電解質(zhì)溶液中，聚苯乙烯磺酸鈉的濃度為 0· 5 ~2mg/mL〇
[0046] 所述交替組裝為層層組裝，即以核心物質(zhì)為模板，交替振蕩吸附分別