[发明专利]金纳米笼-二氧化锰复合纳米颗粒及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种金纳米笼‑二氧化锰复合纳米颗粒及其制备方法和应用，涉及纳米颗粒光动力治疗技术领域。本发明的复合纳米颗粒包括金纳米笼内核和二氧化锰壳层，制备方法是采用一步还原法将高锰酸钾还原，在金纳米笼表面包覆二氧化锰壳层。其中，金纳米笼内核在近红外光触发下发挥光动力疗效；二氧化锰壳层在肿瘤微环境中降解并释放氧气，从而改善肿瘤缺氧并增强光动力疗效；另一方面，还可实现光声和磁共振双模成像。本发明缓解了目前使用的纳米光敏剂由于肿瘤缺氧以及光动力耗氧等因素导致光动力疗效不足的问题。本发明金纳米笼‑二氧化锰复合纳米颗粒光动力治疗效果显著，可应用于肿瘤靶向增氧光动力诊疗一体化。

技术领域

本发明涉及纳米颗粒光动力治疗技术领域，具体而言，涉及一种金纳米笼-二氧化锰复合纳米颗粒及其制备方法和应用。

背景技术

近年来，光动力治疗因具有非侵入和时空可控的优势而成为肿瘤治疗领域的研究热点，其作用机理是利用激光的强组织穿透性，使富集于肿瘤组织中的光敏剂吸收激光能量后将氧气转化为具有细胞毒性的活性氧簇，从而诱导肿瘤细胞凋亡或坏死。因此，光动力治疗疗效取决于光敏剂、光和氧气三大要素的协同作用。

一方面，目前临床可使用的光敏剂主要为小分子光敏剂如酞菁、卟吩或卟啉类化合物的衍生物。这些光敏剂普遍具有靶向性差、水溶性低、代谢快、光漂白、光毒性以及激发波长在紫外或可见光区域而无法用于深部肿瘤治疗等问题。

纳米颗粒作为光敏剂具有以下优势：可增强光敏剂亲水性，提高光敏剂在体内长循环时间；可增强光敏剂在肿瘤组织内的滞留，避免在正常组织的非靶向聚集，降低光毒性；可提高其在近红外区的吸收截面；可有效防止光敏剂体内泄露；可引入不同功能组分，如影像剂、化疗药物或靶向分子等。

研究发现，近红外光(700～1300nm)由于在生物液体和组织中的衰减极小而具备较高的穿透深度(10～15mm)，因而能够避免体内干扰，实现深层治疗。部分金纳米粒子(如金纳米棒、金纳米壳、金纳米笼和金纳米盒等)能有效吸收近红外光，产生局域表面等离子体共振(LSPR：Localized Surface Plasmon Resonance)现象，这时金纳米粒子将光能高效地转换为热能，并达到杀伤肿瘤细胞的温度，从而实现光热治疗。金纳米粒子和经典光敏剂之间的差异是前者被近红外光照射时产生热量而后者被照射时产生单线态氧。因此，目前金纳米粒子作为光敏剂用于光动力治疗的研究鲜有报道。

另一方面，氧气是参与光动力疗法过程中至关重要的反应底物之一，因此肿瘤组织中氧含量的多少对肿瘤光动力治疗疗效起着关键作用。研究表明，肿瘤微环境常呈现缺氧状态，肿瘤缺氧还会进一步诱导肿瘤细胞过度表达缺氧诱导因子，促使肿瘤新生血管快速形成，进而诱发肿瘤复发、侵袭和转移。因此，肿瘤缺氧会导致光动力疗效不足，而光动力耗氧又加剧了肿瘤局部缺氧，从而进一步降低光动力治疗的效果。

目前使用的纳米光敏剂在近红外光触发下可发挥光动力疗效，但疗效需进一步提高，同时由于肿瘤光动力治疗中肿瘤缺氧以及光动力耗氧等因素，从而降低了光动力治疗的效果，造成光动力疗效不佳。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种具有核壳结构的金纳米笼-二氧化锰复合纳米颗粒，该复合纳米颗粒的内核金纳米笼在近红外光触发下充分发挥光动力疗效，而壳层二氧化锰在肿瘤微环境中降解并释放氧气，增强光动力疗效，因此将肿瘤靶向增氧和近红外光触发光动力的特性相互配合，可有效提高金纳米笼-二氧化锰复合纳米颗粒的光动力治疗效果，并利用金纳米笼-二氧化锰复合纳米颗粒的光声和磁共振双模成像性能，实现高效的靶向增氧光动力诊疗一体化。

本发明的目的之二在于提供一种所述的金纳米笼-二氧化锰复合纳米颗粒的制备方法，利用一步还原法将高锰酸钾还原，在金纳米笼表面生长二氧化锰壳层，得到具有核壳结构的金纳米笼-二氧化锰复合纳米颗粒，该方法简单易行、可操作性强、可控性好、易于实施和推广。