一种用于NIR荧光成像及成像引导治疗的苝酰亚胺纳米组合物的合成方法和应用

本发明属于纳米合成，具体涉及到一种用于nir荧光成像及成像引导治疗的苝酰亚胺纳米组合物的合成方法和应用。

背景技术：

1、癌症是世界上危害人类健康甚至生命的最严重的疾病之一，与传统治疗方法相比，光疗通常包括光热疗法(ptt)和光动力疗法(pdt)，因其具有非侵袭性、令人满意的穿透深度、可忽略的耐药性和良好的治疗效果，吸引了广泛的关注。

2、pdt通过光敏剂产生的活性氧(ros)直接或间接杀死肿瘤细胞，但是肿瘤微环境中的缺氧和o2的快速消耗往往会影响pdt的治疗效果。作为一种解决方案，研究人员开发了i型pdt，它可以在缺氧条件下(2％o2)产生过氧化氢(h2o2)、羟基自由基(·oh)或超氧阴离子自由基(o2·-)，很大程度上使pdt摆脱了对氧气供应的依赖。ptt是另一种通过将光能转化为热量来杀死肿瘤细胞的光治疗方法，然而，肿瘤部位的温度升高会引起热休克，并导致不太令人满意的杀伤效果。为了提高治疗效果，pdt和ptt的联合治疗显示出良好的潜力。ptt的热量可以加速血液循环，从而通过增加肿瘤中的氧含量来提高pdt的有效性。此外，pdt产生的ros可以抑制热休克蛋白的表达，增加光热反应。因此，光热与光动力协同治疗是一种很有前景的治疗模式。

3、苝二亚胺(pdi)及其衍生物因其荧光量子产率高、光、热、化学稳定性强等优点，在荧光传感器、生物医学领域、有机太阳能电池和发光二极管等各个领域引起了极大的关注。然而，pdi衍生物在水溶液中的溶解性差和荧光猝灭以及固有的可见光吸收限制了其在生物医学领域的进一步应用。因此，研究人员投入了大量的精力来克服这些缺陷。为了提高pdi衍生物的水溶性，可以在酰亚胺和海湾区域修饰亲水基团，或者利用两亲性聚合物来包封pdi衍生物，从而产生水分散性良好纳米颗粒。为了缓解强π-π堆积，在海湾区和/或邻位引入芳香环结构可导致空间结构位阻；为了将吸收扩展到近红外区域，在海湾区域添加了给电子基团。

4、因此，一系列pdi衍生物已被开发用于生物检测、成像和肿瘤治疗，极大地扩展了pdi探针的应用，由于具有近红外吸收的有机试剂通常通过促进非辐射热失活途径产生光热效应，许多pdi衍生物被用于光热治疗(例如，光声成像引导的光热治疗)。然而，单一ptt治疗模式的有效性有限。此外，据报道，应用于荧光成像的pdi衍生物都在可见光区域或nir-i区域，这也限制了渗透深度。

技术实现思路

1、本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

2、本发明有益效果：

3、(1)本发明利用三苯胺和乙胺的给电子特性将pdi-tn的吸收红移到近红外一区，发射红移到近红外一区和近红外二区；pdi-tn的斯托克斯位移较大，是第一个可用于近红外二区活体成像的pdi衍生物。

4、(2)本发明pdi-tn nps同时兼具光热性能以及ⅰ/ⅱ型光动力效果，能够通过协同治疗对肿瘤实现有效的消除。

5、(3)与现有技术相比，本发明提出的pdi-tn纳米治疗平台能同时产生ⅰ型和ⅱ型活性氧，这是现有pdi衍生物所不具备的性能，同时，pdi-tn也是第一个用于近红外二区活体成像的pdi衍生物；pdi-tn纳米治疗平台具有良好的生物相容性，能够有效促进肿瘤的消融。

技术特征：

1.一种用于nir荧光成像及成像引导治疗的苝酰亚胺纳米组合物的合成方法，其特征在于：包括，

2.如权利要求1所述的合成方法，其特征在于：所述pdi-n的制备方法包括，

3.如权利要求2所述的合成方法，其特征在于：所述二氯甲烷-石油醚的体积比为5∶1。

4.如权利要求1所述的合成方法，其特征在于：所述pdi-tn的制备方法包括，

5.如权利要求4所述的合成方法，其特征在于：所述pdi-n、4-(二苯基氨基)苯基硼酸频哪醇酯、碳酸钠、pd(pph3)4、甲苯、甲醇和水的比例为30：2：1。

6.如权利要求1所述的合成方法，其特征在于：所述pdi-tn nps的制备方法包括，

7.如权利要求6所述的合成方法，其特征在于：所述pdi-tn和f127的质量比为10～20:1。

8.权利要求1～7中任一所述的合成方法制得的苝酰亚胺纳米组合物。

9.如权利要求8所述苝酰亚胺纳米组合物，其特征在于：所述组合物能发出强烈的nir-i和nir-ii荧光，具有优异的光热效应，具有优异的光动力效应，能同时通过i型和ii型光动力效应产生单线态氧和超氧阴离子自由基。

10.如权利要求8所述苝酰亚胺纳米组合物在nir荧光成像及成像引导治疗中的应用。

技术总结本发明公开了一种用于NIR荧光成像及成像引导治疗的苝酰亚胺纳米组合物的合成方法和应用，包括，将3,4,9,10‑苝四羧酸二酐溶于硫酸中，经I<subgt;2</subgt;催化得到1,7‑二溴‑3,4,9,10‑苝四羧基双酐，再与2‑乙基‑1‑己胺反应得到化合物PDI‑Br；将PDI‑Br通过亲电取代反应与乙胺反应得到PDI‑N；将PDI‑N通过Suzuki偶联反应得到PDI‑TN；将PDI‑TN进行封装，以获得PDI‑TN NPs，即为所述用于NIR荧光成像及成像引导治疗的苝酰亚胺纳米组合物。本发明提出的PDI‑TN纳米治疗平台能同时产生Ⅰ型和Ⅱ型活性氧，这是现有PDI衍生物所不具备的性能，同时，PDI‑TN也是第一个用于近红外二区活体成像的PDI衍生物；PDI‑TN纳米治疗平台具有良好的生物相容性，能够有效促进肿瘤的消融。技术研发人员：于聪,周伟,贺迪,刘宁,韩文钊,李颖,周伟平受保护的技术使用者：中国科学院长春应用化学研究所技术研发日：技术公布日：2024/6/13