吲哚菁绿二聚体纳米材料及制备方法和应用

本发明属于生物医药，具体涉及吲哚菁绿二聚体纳米复合物及制备方法和应用。

背景技术：

1、光动力治疗与激发光、光敏剂、分子氧三大要素密切相关，其作用机制是：在外源光激发下，光敏剂吸收光子，从基态跃迁到单重激发态，再通过系间窜越，到达寿命相对较长的三重激发态，最后将能量转移到分子氧生成单线态氧(1o2)，这些毒性极强的活性氧导致癌细胞凋亡或坏死。光动力治疗的效果高度依赖于肿瘤组织中的氧含量。然而，肿瘤组织常因细胞快速生长和血液供应不足易形成缺氧微环境，光动力治疗疗效明显受限。同时，光动力治疗过程快速耗氧，会加剧肿瘤组织缺氧，进一步影响光动力治疗疗效。光热治疗则是利用单重激发态，经过非辐射跃迁回到基态，产生热效应。从光动力和光热效应产生机制来看，二者存在一定的竞争关系，很难同时实现高效光动力和光热治疗。

2、吲哚菁绿是一种临床广泛应用的近红外染料，其水溶液的最大吸收波长为780nm，可用于肝功能评估、眼科血管造影和肿瘤切除的导航，也可以作为光敏剂用于光动力治疗肿瘤。但是，其水溶液存在稳定性差、易发生光漂白、单线态氧产率低等不足，制约了其光动力治疗效果。2023年，多伦多大学和巴西圣保罗大学的研究团队合作研制了吲哚菁绿二聚体的纳米结构，可以有效地稳定油滴形成的纳米乳液(angew.chem.int.ed.2023,62,e202305564)。在乳液界面，吲哚菁绿自发地氧化二聚生成稳定的吲哚菁绿二聚体，并能有序地排列形成j-聚集，从而导致吸收峰红移到894nm，该纳米乳液具有优异的光热效应，可用于光热治疗肿瘤。但是，制备该纳米乳液需要用到引发剂三辛酸甘油酯和有机溶剂氯仿，并用超声处理多次，反应时间长，过程复杂。另外，单一的光热治疗使用光来提高组织温度并实现局部光凝，不可避免产生温度梯度，会导致正常组织的热损伤，增加不良反应的风险。如何利用吲哚菁绿二聚体的光热效应，实现光热和光动力治疗协同，为多模态治疗肿瘤提供材料支持，并推动其临床应用，具有重要意义。

技术实现思路

1、本发明第一目的是提供一种基于纳米氧气泡界面组装吲哚菁绿二聚体的纳米复合材料。

2、本发明第二目的是提供所述纳米氧气泡界面组装吲哚菁绿二聚体复合材料的制备方法。概括性地说，吲哚菁绿水溶液于70～100℃反应4-10h,得到在吲哚菁绿二聚体材料纳米颗粒溶液，再采用往复压差法，导入纳米氧气泡，利用气泡的界面效应诱导吲哚菁绿二聚体在气泡界面的有序组装，制备纳米复合材料。

3、本发明第三目的是提供所述纳米氧气泡界面组装吲哚菁绿二聚体的纳米复合材料的应用，将制得的纳米复合材料，用于口腔鳞状细胞癌细胞及荷瘤小鼠的多模态光诊疗，疗效明显提升。

4、为了实现本发明的第一发明目的，本发明采用如下技术方案：

5、一种纳米复合材料，所述复合材料是纳米氧气泡界面组装吲哚菁绿二聚体分子的溶液形式，溶液所述的溶剂包括但不限于水，其结构如式(i)所示：

6、

7、优选地，所述纳米复合材料包含吲哚菁绿二聚体和纳米氧气泡，吲哚菁绿二聚体呈j-聚集，所述纳米复合材料的平均粒径为100～350nm。

8、为了实现本发明的第二发明目的，本发明采用如下技术方案：

9、一种复合纳米材料的制备方法，包含以下步骤：

10、吲哚菁绿水溶液于70-100℃反应4-8h,得到吲哚菁绿二聚体材料纳米颗粒溶液；采用往复压差法，在吲哚菁绿二聚体材料纳米颗粒溶液中导入纳米氧气泡，重复该步骤若干次，诱导吲哚菁绿二聚体分子在氧气泡的气液界面组装。

11、制备得到的纳米颗粒呈球状，吲哚菁绿二聚体分子形成j-聚集，紫外吸收波长为895nm。

12、进一步的，吲哚菁绿水溶液的浓度为5-20mg/ml。

13、进一步的，反应是在搅拌的条件下进行，搅拌的速度为500-1000转/分。

14、进一步的，重复该步骤800～1200次。

15、进一步的，吲哚菁绿二聚体材料纳米颗粒溶液和纳米氧气泡的体积为1～10:1～10，纳米氧气泡组装吲哚菁绿二聚体复合材料水溶液中氧含量为30～100mg.l-1。

16、进一步的，吲哚菁绿二聚体材料纳米颗粒溶液和纳米氧气泡的体积为为1～5：1～5，纳米氧气泡组装吲哚菁绿二聚体复合材料水溶液中氧含量为30～40mg.l-1。

17、优选地，所述纳米复合物的具体制备步骤为：

18、将吲哚菁绿水溶液(5-20mg/ml)在搅拌下(500-1000转/分)，70-100℃加热4-8h，得到纳米颗粒水溶液，纳米颗粒呈球状，粒径100-300nm。取2ml纳米颗粒水溶液，密闭下通入用注射器导入3ml氧气，往复1000次，得到纳米复合材料的粒径为100-300nm。

19、为了实现本发明的第三发明目的，本发明采用如下技术方案：

20、选择荷瘤裸鼠作为抑瘤疗效评价研究对象，检测上述纳米复合材料在裸鼠体内的肿瘤抑制作用。当裸鼠体内口腔鳞状细胞癌肿瘤体积达到100mm3时，进行抗肿瘤效果试验。采用上述纳米复合材料治疗后，肿瘤生长明显受到抑制，对正常组织的损伤很小，具有良好的生物安全性。

21、相对于现有技术，本发明的优点如下，

22、(1)本发明的纳米复合材料，制备方法简单可行，易于大规模制备。

23、(2)本发明制备的纳米复合材料，与吲哚菁绿二聚体纳米颗粒相比，光热效应相当，活性氧产率明显提升，能实现级联光热和光动力治疗。

24、(3)本发明制备的纳米复合材料毒性低，可以用于肿瘤的多模态光诊疗。

技术特征：

1.一种纳米复合材料，其特征在于，所述复合材料是纳米氧气泡界面组装吲哚菁绿二聚体分子。

2.如权利要求1所述的纳米复合材料，其特征在于，所述纳米复合材料的平均粒径为

3.一种权利要求1所述的纳米复合材料的制备方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：步骤(1)中吲哚菁绿水溶液的浓度为5-20mg/ml。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：步骤(1)中反应是在搅拌的条件下进行，搅拌的速度为500-1000转/分。

6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：步骤(2)中重复该步骤800～1200次。

7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：吲哚菁绿二聚体材料纳米颗粒溶液和纳米氧气泡的体积为1～10:1～10，纳米氧气泡组装吲哚菁绿二聚体复合材料水溶液中氧含量为30～100mg.l-1。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：吲哚菁绿二聚体材料纳米颗粒溶液和纳米氧气泡的体积为为1～5：1～5，纳米氧气泡组装吲哚菁绿二聚体复合材料水溶液中氧含量为30～40mg.l-1。

9.权利要求1所述的纳米复合材料作为药品在抑制肿瘤细胞生长方面的应用。

10.根据权利要求8所述的应用，其特征在于：所述的肿瘤细胞为人舌鳞癌细胞。

技术总结本发明属于生物医药技术领域，具体涉及一种吲哚菁绿二聚体纳米复合材料及制备方法和应用。所述复合材料是纳米氧气泡界面组装吲哚菁绿二聚体分子。本发明制备的纳米复合物，与对应的吲哚菁绿二聚体纳米颗粒相比，光热效应相当，单线态氧量子产率和羟基自由基产率明显提升，可实现级联光热和光动力治疗，对口腔鳞状细胞癌细胞的生长抑制作用明显增强，毒性没有变化，可应用于肿瘤的光热/光动力多模态光诊疗。技术研发人员：黄斌,孙祥,陈雨晴,孟响,金娟,沈艳,顾宁受保护的技术使用者：南京医科大学技术研发日：技术公布日：2024/9/2