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1、10申请公布号CN102327231A43申请公布日20120125CN102327231ACN102327231A21申请号201110311788422申请日20111014A61K9/14200601A61K41/00200601A61K47/04200601A61K31/409200601A61P35/0020060171申请人南京师范大学地址210046江苏省南京市亚东新城区文苑路1号72发明人魏少华林睿周林周家宏林云方克龙74专利代理机构南京知识律师事务所32207代理人韩朝晖54发明名称一种水溶性酞菁二氧化硅纳米粒及其制备方法和应用57摘要本发明公开了一种水溶性酞菁二氧化硅纳米粒。
2、的制备方法，其特征在于两种以上硅烷类化合物水解产生的具有核壳结构的纳米二氧化硅，在表面活性剂存在的条件下对酞菁进行包封，制备出粒径小于100NM的水溶性酞菁二氧化硅纳米粒。本发明还涉及所述方法制得的水溶性酞菁二氧化硅纳米粒及其在制备光动力药物静脉注射剂中的应用。本发明制备方法简单、易操作、稳定性高及重现性好，所制得的酞菁二氧化硅纳纳米粒水溶性良好，直径小于100NM，粒径均匀且单分散性良好，适用于光动力药物酞菁类注射剂的制备。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书6页附图2页CN102327233A1/1页21一种水溶性酞菁二氧化硅纳米粒的制备方法，。
3、其特征在于两种以上硅烷类化合物水解产生的具有核壳结构的纳米二氧化硅，在表面活性剂存在的条件下对酞菁进行包封，制备出粒径小于100NM的水溶性酞菁二氧化硅纳米粒。2根据权利要求1所述的水溶性酞菁二氧化硅纳米粒的制备方法，其特征在于，所述的方法包括以下步骤1）向含有表面活性剂和助表面活性剂的混合水溶液中加入酞菁溶液，搅拌至澄清，加入两种以上硅烷类化合物，搅拌，水解反应产生具有核壳结构的纳米二氧化硅，同时产生的纳米二氧化硅对酞菁进行包封；2）透析除去产物中的表面活性剂和助表面活性剂，即得到所述的酞菁二氧化硅纳米粒。3根据权利要求1或2所述的水溶性酞菁二氧化硅纳米粒的制备方法，其特征在于，所述的硅烷类。
4、化合物为两种，两种硅烷的体积比为1001到1100。4根据权利要求1或2所述的水溶性酞菁二氧化硅纳米粒的制备方法，其特征在于，所述的酞菁包括四（4叔丁基）酞菁、四（3甲基苯氧基）酞菁、四（4叔丁基苯氧基）酞菁、四（4壬基苯氧基）酞菁或四（3三氟甲基苯氧基）酞菁。5根据权利要求1或2所述的水溶性酞菁二氧化硅纳米粒的制备方法，其特征在于，所述的硅烷类化合物包括烷烃类的硅烷及氨基取代的硅烷衍生物。6根据权利要求1或2所述的水溶性酞菁二氧化硅纳米粒的制备方法，其特征在于，所述的表面活性剂包括吐温系列、司盘系列、曲拉通系列、琥珀酸二2乙基己基酯磺酸钠或十六烷基三甲基溴化铵。7根据权利要求2所述的水溶性酞。
5、菁二氧化硅纳米粒的制备方法，其特征在于，所述的助表面活性剂包括正丁醇、正戊醇或正己醇。8根据权利要求2所述的水溶性酞菁二氧化硅纳米粒的制备方法，其特征在于，所述酞菁溶液的溶剂为N,N二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、丙酮、甲醇、乙醇或三氯甲烷。9根据权利要求1至8所述的任一方法制得的水溶性酞菁二氧化硅纳米粒。10根据权利要求1至8所述的任一方法制得的水溶性酞菁二氧化硅纳米粒在制备光动力药物静脉注射剂中的应用。权利要求书CN102327231ACN102327233A1/6页3一种水溶性酞菁二氧化硅纳米粒及其制备方法和应用技术领域0001本发明属于具有光动力活性的光敏剂技术领域，涉及一种水溶性酞菁二氧化。
6、硅纳米粒的制备方法，以及制得的酞菁二氧化硅纳米粒及其在制备光动力药物静脉注射剂中的应用。背景技术0002目前治疗各种肿瘤的技术（如化疗、放射性治疗和手术等）在治疗癌症晚期和由于年龄、体质等原因不适合使用传统治疗技术的病人上尚存在很大的治疗难度。光动力疗法（PDT）作为一种近年来发展起来的新型肿瘤临床疗法，具有特异性杀伤肿瘤细胞、对健康组织损伤小、毒副作用低、手术后并发症少、以及经济方便等独特的优点，尤其是适合治疗癌症晚期和由于年龄、体质等原因不适合使用传统治疗技术的病人，因此该治疗方法被公认为是临床上除手术、放疗、化疗之外的第四种治疗癌症的方法，成为倍受重视的研究领域。0003光动力学疗法的基。
7、本治疗过程是先将光敏剂导入活体或肿瘤组织中，并让它在组织间分布，当光敏剂在靶体和非靶体中的浓度比达到最大值时，用与光敏剂吸收光谱相匹配的光照射靶体组织，通过一系列光物理、光化学和分子生物学过程，产生对靶体细胞有害的活性中间体，破坏靶体组织直至其死亡，从而显示其治疗作用。由于光疗中同时需要光敏剂和光的参与，可获得双重选择性，这是光动力学疗法的显著特点。可见该治疗手段是光敏剂一种间接作用的结果，并不需要光敏剂与癌细胞存在接触。目前，随着激光技术和光导纤维技术的发展和应用，光动力治疗肿瘤过程中所必需的三要素（光敏剂、氧和光源与光传导）中的光源与光传导的问题得到了很好的解决，因此寻求理想的光疗药物成为。
8、PDT中一个至关重要的问题。0004与其它类型光敏剂相比，作为第二代光敏剂的典型代表酞菁类化合物，由于具有结构单一、良好的光热稳定性、合适的光物理参数、较佳的吸收波长和较高的摩尔消光系数等优点，因此被公认为是一种极有应用前景的光疗药物。但到目前为止，研究工作者们仍然没有能很好地解决酞菁类光敏剂存在的两个问题脂水溶性平衡问题即光疗药物在血液中的聚集和低的肿瘤组织吸收率和靶向问题即肿瘤组织对光疗药物的选择性吸附或潴留。因此开展酞菁类化合物临床前期的应用基础研究，针对光动力疗法的特点，解决其脂水溶性平衡和靶向性等问题，是推动其在光动力疗法领域中临床应用进程的关键。0005目前研究者主要通过如下两个途。
9、径来克服酞菁类化合物脂水溶性的平衡问题和靶向问题（1）结构修饰。对于中心金属一定的酞菁化合物而言，周边取代基的改变对其单体的光敏性能影响很小，但却能显著地影响到其脂水溶性和选择性，因此研究人员希望通过结构修饰在酞菁类化合物分子结构中引入新的功能基团来改善其脂水溶性平衡和选择性，同时降低其在生理环境中的堆积度。目前研究的酞菁类衍生物包括水溶性酞菁类衍生物主要是在酞菁分子结构中引入羧基、磺酸基、磷酸酯基、胺基和葡萄糖基等水溶性基团、脂溶性酞菁类衍生物主要是在酞菁分子结构中引入烷基、芳基等、两亲性酞菁类衍生物和选说明书CN102327231ACN102327233A2/6页4择酞菁类衍生物（即第三代。
10、光疗药物）（DYESANDPIGMENTS,2008,77,537544）。在此过程中，我们也研究了一些具有应用前景的酞菁衍生物，如四5磺酸萘氧基水溶性锌酞菁衍生物、磷胺和酪氨酸取代的两亲性锌酞菁衍生物等（DYESANDPIGMENTS,2003,56,16）。通过对结构修饰获得的酞菁类衍生物的研究发现水溶性酞菁类衍生物存在不易被肿瘤细胞吸收和在体内易发生聚集的现象；脂溶性酞菁类衍生物在体内运转困难，严重影响了它们在临床应用研究中进一步开展；两亲性酞菁类衍生物和选择酞菁类衍生物虽然可以在一定程度上解决了上述两个问题，但是由于存在合成难度较大等问题，使其仍然难于得到实际应用。因此，结构修饰并不是。
11、使酞菁类光敏剂在光动力疗法领域中获得实际应用的最佳途径。0006（2）构建给药体系。具有核壳结构的纳米二氧化硅颗粒是一种新型的药物载体，特别适合应用来包裹光动力疗法领域中的光敏剂（JAMCHEMSOC,2003,12578607865）。当纳米粒子被癌细胞有效的摄取后，照射包埋在纳米粒子中的光敏剂可以产生单线态氧，单线态氧可以有效的破坏癌细胞。由于二氧化硅纳米粒子固有的亲水性，良好的热稳定性，化学稳定性和生物兼容性，它们不像其它的载体一样，会被免疫系统快速的清除，同时不具细胞毒性，所以，二氧化硅纳米粒子可作为药物传输体系的良好载体。药物分子被“装入”到纳米粒子中，二氧化硅壳层为包埋的分子提供了。
12、一个很好的保护，表面修饰有分子识别功能后，纳米粒子可以到特定的部位。到达理想的位置后，纳米粒子可以以精确的速率释放所负载的药物，这可以通过制备不同内部结构的纳米粒子来达到想要的药物释放率。与先前的药物载体相比，该载体具有制备方法简单，对环境和温度要求低，水溶液中稳定、生理相容性好及表面修饰容易等优点PHOTOCHEMISTRYANDPHOTOBIOLOGY,2003,786,587591。与此同时，由于纳米二氧化硅具有硬性的核壳结构，这使得被注射到人体内的光敏剂始终只能存在其壳内，不会被释放出来，因此利用该类药物载体构建的给药体系可以有效地避免所包埋的光敏剂被释放，完全符合光动力疗法的要求。0。
13、007目前，具有核壳结构的纳米二氧化硅在光动力疗法领域中的应用尚处于起始阶段，还未系统化，因此系统地研究酞菁纳米二氧化硅给药体系在光动力疗法领域中临床前期基础的科学技术问题，对于推动酞菁类光敏剂的实用化进程具有十分重要的科学意义。发明内容0008本发明旨在于克服酞菁由于水溶性差而不便于制成药剂的缺点，同时依据光动力疗法临床治疗过程中对光疗药物的要求，将具有核壳结构的纳米二氧化硅引入到酞菁的应用研究中，制备出具有临床应用前景的水溶性酞菁二氧化硅纳米粒。即本发明的目的在于提供一种水溶性酞菁二氧化硅纳米粒的制备方法，该方法制备的纳米粒可以达到使酞菁在血液中有效传输和增强光动力活性的目的。0009本发。
14、明的另一目的还在于提供所制得的水溶性酞菁二氧化硅纳米粒及其在制备光动力药物静脉注射剂中的应用。0010本发明通过多种硅烷类化合物水解产生的具有核壳结构的纳米二氧化硅，在表面活性剂存在的情况下对酞菁进行包封，制备出粒径小于100NM的水溶性酞菁二氧化硅纳米粒。0011为实现发明目的，本发明所采用的技术方案是说明书CN102327231ACN102327233A3/6页5一种水溶性酞菁二氧化硅纳米粒的制备方法，其特征在于两种以上硅烷类化合物水解产生的具有核壳结构的纳米二氧化硅，在表面活性剂存在的情况下对酞菁进行包封，制备出粒径小于100NM的水溶性酞菁二氧化硅纳米粒。0012以上所述的过程是在一个。
15、反应体系中完成的，表现为一个操作步骤，实际上包括两个在宏观上无法分别的两个步骤。即本发明的方法包括以下步骤（1）两种以上硅烷类化合物水解产生具有核壳结构的纳米二氧化硅；（2）在表面活性剂存在的情况下对酞菁进行包封，制备出粒径小于100NM的水溶性酞菁二氧化硅纳米粒。0013所述的核壳结构的纳米二氧化硅采用微乳液法制备（INDRAJITROY,TYMISHYOHULCHANSKYY,HARIDASEPUDAVAR,EARLJBERGEY,ALLANROSEROFF,JANETMORGAN,THOMASJDOUGHERTY,ANDPARASNPRASADCERAMICBASEDNANOPARTIC。
16、LESENTRAPPINGWATERINSOLUBLEPHOTOSENSITIZINGANTICANCERDURGSANOVELDRUGCARRIERSYSTEMFORPHOTODYNAMICTHERAPYJACS2003125,78607865），可按照现有技术中的方法，由两种以上硅烷类化合物水解生成。0014具体地说，本发明的水溶性酞菁二氧化硅纳米粒的制备方法，包括以下步骤1）向含有表面活性剂和助表面活性剂的混合水溶液中加入酞菁溶液，搅拌至澄清，加入两种以上硅烷类化合物，搅拌，水解反应产生具有核壳结构的纳米二氧化硅，同时产生的纳米二氧化硅对酞菁进行包封；2）透析除去产物中的表面活性剂和助表。
17、面活性剂，即可得到所述的酞菁二氧化硅纳米粒。0015本发明中所涉及的酞菁包括但不限于四（4叔丁基）酞菁、四（3甲基苯氧基）酞菁、四（4叔丁基苯氧基）酞菁、四（4壬基苯氧基）酞菁、四（3三氟甲基苯氧基）酞菁等各种油溶性酞菁。0016本发明中所涉及的硅烷类化合物包括烷烃类的硅烷及氨基取代的硅烷衍生物等。烷烃类的硅烷包括乙烯基三乙氧基硅烷、四乙氧基硅烷、三乙氧基硅烷或三甲氧基硅烷，氨基取代的硅烷衍生物包括3氨丙基三乙氧基硅烷、氨丙基三甲氧基硅烷、苯氨基甲基三乙氧基硅烷、苯氨基甲基三甲氧基硅烷、N氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷、N氨乙基氨丙基三乙氧基硅烷、N氨乙基氨丙基甲基二甲氧基硅烷、N氨乙基氨丙基甲基二。
18、乙氧基硅烷等。0017所述的方法中，硅烷类化合物优选两种，两种硅烷的比例关系介于1001到1100体积比。0018本发明中所涉及的表面活性剂包括吐温系列、司盘系列、曲拉通系列、琥珀酸二2乙基己基酯磺酸钠（AOT）、十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）等。0019本发明中所涉及的助表面活性剂包括正丁醇、正戊醇或正己醇等。0020本发明中所涉及的酞菁溶液为N,N二甲基甲酰胺（DMF）、二甲基亚砜（DMSO）、丙酮、甲醇、乙醇或三氯甲烷等的溶液。0021本发明还涉及一种根据上述方法制得的水溶性酞菁二氧化硅纳米粒。通过微乳液法将油溶性的四（4叔丁基）酞菁，四（3甲基苯氧基）酞菁、四（4叔丁基苯氧基）酞菁、。
19、四（4壬基苯氧基）酞菁、四（3三氟甲基苯氧基）酞菁等各种油溶性酞菁包裹在疏水环境中，说明书CN102327231ACN102327233A4/6页6从而得到一种新型的水溶性酞菁纳米粒。0022所述的水溶性酞菁二氧化硅纳米粒粒径小于100NM，粒径均匀且单分散性良好，具有良好的水溶性，适用于光动力药物酞菁类注射剂的制备。0023因此，完成本发明第三项发明任务的技术方案是所述的水溶性酞菁二氧化硅纳米粒在制备光动力药物静脉注射剂中的应用。0024同样，上述水溶性酞菁二氧化硅纳米粒在制备光动力药物静脉注射剂中的应用中，所涉及的酞菁包括四（4叔丁基）酞菁、四（3甲基苯氧基）酞菁、四（4叔丁基苯氧基）酞菁。
20、、四（4壬基苯氧基）酞菁或四（3三氟甲基苯氧基）酞菁等各种油溶性酞菁。0025本发明的方法及所制得的水溶性酞菁二氧化硅纳米粒具有如下的优点1本发明的水溶性酞菁二氧化硅纳米粒的制备方法简单、易操作、稳定性高及重现性好，同时制得的纳米粒水溶性良好，其直径小于100NM，粒径均匀且单分散性质良好，有利于酞菁类注射剂的制备和保存。00262与单独存在的酞菁类化合物相比，该纳米粒不但水溶性高和分散性好，而且在体内不会释放酞菁，因此可以促进酞菁在血液中的有效传输。00273该纳米粒光敏产生单重态氧（1O2）的能力得到了一定程度的增强，从而有效的提高了酞菁的光动力活性。0028总之，本发明对推动酞菁的实用化。
21、进程具有理论和实用双重意义。附图说明0029图1为微乳液法制备的二氧化硅纳米粒包裹酞菁后的紫外吸收光谱比较图，其中A为酞菁在有机溶剂DMSO中；B为微乳液法制备的二氧化硅纳米粒包裹酞菁（PCSN）；C为酞菁的水溶液。0030图2为微乳液法制备的二氧化硅纳米粒包裹酞菁后的荧光光谱比较图；其中A为微乳液法制备的二氧化硅纳米粒包裹酞菁（PCSN）；B为空二氧化硅纳米粒吸附酞菁（PCASN）；C为酞菁的水溶液。0031图3为制备方法中引入CTAB后制备的酞菁二氧化硅纳米粒的透射电镜图。0032图4为微乳液法制备的二氧化硅纳米粒包裹酞菁后的单线态氧产量比较图；其中A为微乳液法制备的二氧化硅纳米粒包裹酞菁。
22、；B为酞菁的水溶液。具体实施方式0033下面结合具体实施例对本发明进行详细描述，所述的实施例有助于对本发明的理解和实施，并非构成对本发明的限制。实施本发明，除具体实施例中所涉及的物质外，本领域技术人员还可以采用功能上相同或相似的物质进行等同或等效的替换。本发明的保护范围并不以具体实施方式为限，而是由权利要求加以限定。0034实施例1复合硅烷引入表面活性剂CTAB制备酞菁二氧化硅纳米粒，反应体系及条件如下溶解036GCTAB、800L正丁醇至20ML双蒸水中，用磁力搅拌器搅拌至澄清，再向溶液中加入16L四（4叔丁基）酞菁的氯仿溶液（10MMOL/L），磁力搅拌器搅拌至澄清，加入200LTEVS（。
23、乙烯基三乙氧基硅烷）搅拌一小时，然后加入10LAPTES（3氨丙说明书CN102327231ACN102327233A5/6页7基三乙氧基硅烷），搅拌20小时。然后将该溶液对水用1214KD的纤维素透析袋透析48小时以除去表面活性剂CTAB和正丁醇，即可得到酞菁二氧化硅纳米粒。上述产物，经冷冻干燥等方法分离后，可制得水溶性酞菁二氧化硅纳米粒的颗粒物。0035按照与上述过程基本相同的方法，在制备过程中不加入酞菁溶液，制得未包封酞菁的核壳结构的纳米二氧化硅。0036酞菁二氧化硅纳米粒表征本发明实施例1制备的酞菁二氧化硅纳米粒光化学性质、光动力性质以紫外光谱、荧光光谱表征；纳米粒的形貌以透射电子显微。
24、镜观测。0037（1）光谱测定结果比较二氧化硅纳米粒包裹酞菁与等浓度单独存在的酞菁在水溶液的紫外吸收光谱可以发现，包裹后的酞菁的单体峰（679NM）明显上升，聚集体几乎没有。这就预示着其单线态氧产量的增强。同时，包裹后酞菁的荧光发射峰的峰强有显著的增强。这是由于当酞菁在水溶液中是，酞菁是处于一个极性溶剂中，酞菁分子与水分子之间的碰撞作用，以及酞菁分子之间发生的自聚集等作用会导致酞菁的荧光猝灭。而当二氧化硅纳米粒包裹后的酞菁处于水溶液中时，由于此时酞菁分子是被包裹在二氧化硅纳米粒中，没有直接暴露在水环境中，从而减少其荧光猝灭。以上现象表明酞菁的确被成功地包裹在硅质纳米颗粒中。0038（2）酞菁二。
25、氧化硅纳米粒的电镜观察透射电镜观察酞菁二氧化硅纳米粒大小及形貌，透射电镜照片显示通过微乳液法制备的酞菁二氧化硅纳米粒的平均粒径为30NM。0039（3）单线态氧量子产率检测结果酞菁的单线态1O2量子产率的测定采用的是9，10二苯基蒽丙酸钠ADPA光氧化漂白法。由于酞菁化合物在378NM处无吸收峰或吸收很低，因此可以通过测量378NM处ADPA吸收强度的降低程度，分析其单线态氧的量子产率。结果发现随着光照时间的延长，ADPA在PCSN水溶液中，其位于300450NM范围内的三个特征吸收峰的吸收强度均发生明显的降低，这说明酞菁在包裹之后光敏过程中有单线态氧的生成,而且酞菁在包裹之后产生单线态氧的能。
26、力明显增强。0040实施例2，与实施例1基本相同，但所述的四（4叔丁基）酞菁改用四（3甲基苯氧基）酞菁。0041实施例3，与实施例1基本相同，但所述的四（4叔丁基）酞菁改用四（4叔丁基苯氧基）酞菁。0042实施例4，与实施例1基本相同，但所述的四（4叔丁基）酞菁改用四（4叔丁基）酞菁与四（4壬基苯氧基）酞菁等摩尔比的混合物。0043实施例5，与实施例1基本相同，但所述的四（4叔丁基）酞菁改用四（3三氟甲基苯氧基）酞菁。0044说明书CN102327231ACN102327233A6/6页8实施例6复合硅烷引入表面活性剂吐温80制备酞菁二氧化硅纳米粒，反应体系及条件如下溶解130G吐温80、80。
27、0L正戊醇至20ML超纯去离子水中，用磁力搅拌器搅拌至澄清，再向溶液中加入16L四（4叔丁基）酞菁的氯仿溶液（10MMOL/L），磁力搅拌器搅拌至澄清，加入800L四乙氧基硅烷搅拌一小时，然后加入10L苯氨基甲基三乙氧基硅烷，搅拌20小时。然后将该溶液对水用1214KD的纤维素透析袋透析48小时以除去表面活性剂和正戊醇，即可得到酞菁二氧化硅纳米粒。0045实施例7复合硅烷引入表面活性剂琥珀酸二2乙基己基酯磺酸钠（AOT）制备酞菁二氧化硅纳米粒，反应体系及条件如下溶解10GAOT、800L正己醇至20ML超纯去离子水中，用磁力搅拌器搅拌至澄清，再向溶液中加入16L四（4叔丁基）酞菁的氯仿溶液（10MMOL/L），磁力搅拌器搅拌至澄清，加入10LTEVS搅拌一小时，然后加入200LAPTES，搅拌20小时。然后将该溶液对水用1214KD的纤维素透析袋透析48小时以除去表面活性剂和正己醇，即可得到酞菁二氧化硅纳米粒。说明书CN102327231ACN102327233A1/2页9图1图2说明书附图CN102327231ACN102327233A2/2页10图3图4说明书附图CN102327231A。