[发明专利]具有高光热转换效率的水溶性酞菁纳米材料的制备方法及应用

说明书

本发明公开了一种新型高光热转换效率的水溶性酞菁纳米材料及其制备方法和应用，所述酞菁纳米材料是由不同四氨基酞菁化合物与多羧酸化合物通过分子自组装和水热法制备得到。相对于现有的光热材料，其具有高光热转换效率、制备方法简单、省时且提纯简便等特点。水热法所需的原料来源广，四氨基酞菁化合物合成简单，制备得到的酞菁纳米材料光热性质优异，用于肿瘤细胞的光热治疗效果明显，作为肿瘤光热治疗剂很有应用潜力。

技术领域

本发明涉及纳米材料及医用材料技术领域，具体涉及一种具有高光热转换效率的水溶性酞菁纳米材料及其制备方法和在医疗方面的应用。

背景技术

光热治疗是一种新兴的癌症治疗方法，该方法具有选择性高、微创等优点。光热治疗时，纳米材料通过EPR效应(enhanced permeability and retention effect，高通透性和滞留效应)到达肿瘤细胞或者肿瘤组织，在近红外光的照射下纳米材料高效地产生热效应，使肿瘤组织温度升高而诱导癌细胞各种生物酶功能紊乱，最终导致癌细胞死亡。优良的光热纳米材料不仅在近红外光区有很强的吸收，而且光热转换效率较高，还必须具备生物毒性低、光稳定性好、生理环境稳定性高等优点。

目前已经报道的光热材料主要包括有机物(吲哚菁绿)、贵金属纳米颗粒(Au、Ag、Pt)、普鲁士蓝、碳类材料(石墨烯、碳纳米棒)等。这些材料常常因为价格昂贵、合成方法复杂、毒性大、光稳定性差、光热转换效率低以及生物相容性差等原因，在肿瘤光热治疗应用中受到较大的限制。

酞菁类化合物由于在近红外区有较好的吸收，因此被视为一种很有潜力的光热材料，但是其溶解性很差并且容易发生聚集，对酞菁进行化学修饰合成可溶于水的酞菁化合物成为了当前的研究热点。目前已经公开的文献中(如CN102675625A、CN103539799A、CN104311566A、CN105294707A等)，针对酞菁的水溶性改性过程往往涉及复杂的化学反应和合成步骤，并且产物提纯较为困难，最终得到的酞菁类材料的光热效果依然不够理想。因此开发一种制备方法简单、光热转换效率高、生物相容性好的酞菁纳米光热材料具有重要的现实意义。

发明内容

本发明的目的在于克服现有酞菁类光热材料存在的上述问题，提供一种新型高光热转换效率的水溶性酞菁纳米材料及其制备方法和在医药方面的应用。本发明通过分子自组装技术，使柠檬酸等多羧酸化合物包裹在四氨基酞菁化合物表面并溶解在水中，然后通过高温水热反应将有机酸缓慢分解，最终得到具有良好水溶性和光热转换效率的新型酞菁纳米材料。上述过程具体包括以下步骤：

(a)将四氨基酞菁化合物溶于有机溶剂中得到混合溶液A，将多羧酸化合物溶于水中得到混合溶液B，将混合溶液A滴加到混合溶液B中得到混合溶液C；

(b)加热使混合溶液C升温，保温反应一段时间后继续加热至多羧酸化合物的分解温度，待溶剂蒸干后得到混合物D；

(c)用适量水溶解混合物D，再次加热至多羧酸化合物的分解温度并蒸干，重复溶解-蒸干多次，最后用水溶解所得固体得到混合溶液E，调节混合溶液E的pH后固液分离，上清液经透析、干燥即为高光热转换效率的水溶性酞菁纳米材料。

进一步的，所述四氨基酞菁化合物选自四氨基锌酞菁(ZnPc)、四氨基锰酞菁(MnPc)、四氨基钴酞菁(CoPc)、四氨基镍酞菁(NiPc)、四氨基铜酞菁(CuPc)、四氨基酞菁(H₂Pc)、四氨基铁酞菁(FePcs)、四氨基钯酞菁(PdPc)、四氨基铂酞菁(PtPc)中的一种，优选为ZnPc、MnPc、CoPc、NiPc、CuPc或H₂Pc。

进一步的，所述有机溶剂选自甲醇、乙醇、乙腈、四氢呋喃、正丙醇、异丙醇中的一种，优选为乙醇。

进一步的，所述多羧酸化合物选自分解温度在150-200℃的二元有机酸或三元有机酸。