[发明专利]一种磁性纳米光敏剂复合系统的制备方法

说明书

本发明是一种磁性纳米光敏剂复合系统的制备方法，该方法是制备Fe₃O₄磁性纳米颗粒，以正硅酸乙酯作为改性剂在其表面包覆一薄层二氧化硅，利用二氧化硅界孔微球的吸附作用在表面装配量子点CdTe和光敏剂，得到磁性纳米光敏剂颗粒Fe₃O₄@SiO₂@Qdots/PS。本发明可利用肿瘤细胞特异性生物发光作为光源，光敏剂被激发产生活性氧簇，并能在交变电场中将电能转化为热能，是一种新型多功能光敏剂。

技术领域

本发明属于基因工程领域，具体涉及一种磁性纳米光敏复合系统制备方法及应用。

背景技术

光动力学治疗(Photodynamic therapy，PDT)利用一定波长的光源照射光敏剂，被激发的光敏剂与氧分子作用产生以单线态氧(singlet oxygen)为主的活性氧簇(reactiveoxygen species，ROS)，从而对细胞产生毒性作用。光动力学治疗是一种有效的，非侵入性的肿瘤治疗手段。但是在其进入临床应用的30多年里，光动力学治疗始终不能成为肿瘤治疗的主要手段(除了浅表皮肤癌之外)，仅仅作为姑息治疗或者其它治疗方法的辅助，主要原因在于其治疗的局限性和逐渐显露的不良反应。无论激光直接照射还是使用光导纤维，激发光在肿瘤组织中都存在分布不均，多数光敏剂也缺乏肿瘤特异性，因此PDT最常见的并发症是中空脏器的穿孔和治疗性萎缩。由于受到体内穿透深度限制，外源照射光线很难到达人体的深部组织，所以PDT很难用于深部肿瘤的治疗。

为了解决激发光线在组织中穿透深度有限和分布不均的问题，目前很多基础研究者在尝试通过荧光共振能量转移(fluorescence resonance energy transfer，FRET)的方式使光敏剂间接被激发。荧光共振能量转移是指两个荧光发色基团在足够靠近(小于10nm)且光谱重合时，供体分子吸收一定频率的光子后被激发到更高的电子能态，在该电子回到基态前，通过偶极子相互作用，实现了能量向邻近的受体分子转移(即发生能量共振转移)。已有很多文献报道，将光敏剂与另一种荧光材料连接，光敏剂作为能量的受体，与之结合的荧光物质作为能量的供体，通过激发作为供体的荧光物质间接激活作为受体的光敏剂，从而产生光动力学效应，以FRET的方式治疗深部肿瘤。在这些研究中的供体荧光物质有碳纳米点、上转换发光材料、酯溶性菁染料和量子点等，它们都可以被波长较长的激发光所激发，所以可以极大地提高激发光线的组织穿透深度。此外，光敏剂通过与纳米粒子的结合，可以提高其在肿瘤组织中的分布浓度，从而提高治疗的靶向性。

但是这些光动力学治疗方法依然需要外源光线的激发，如果可以使用细胞内产生的内源性光线激发光敏剂，则可以实现任何深度、任何部位肿瘤的光动力学治疗。早在上个世纪90年代，研究者就开始尝试使用生物发光的能量，或者化学发光的能量作为内照射的光源，来激发光敏剂产生光动力学效应。1994年，Carpenter等人报道了他们使用生物发光的能量直接激活光敏剂金丝桃素(Hypericin)用于治疗抗病毒治疗的研究成果。在2003年，Theodossiou等报道，用细胞内源产生的虫荧光素酶发出的生物发光可以直接激活光敏剂二碘曙红(Rose benga)，对细胞产生光动力学效应。但是他们的研究却遭到了美国学者Schipper博士的质疑，他在2006年的报道中用大量的试验结果证明，细胞内生物发光的能量并不足以通过辐射的方式直接激活光敏剂二碘曙红或者金丝桃素，不能对细胞产生光动力学效应。此后的多年时间内，很少有研究者涉足使用生物发光能量激活光敏剂的研究领域，这使不依赖外源激发光进行光动力学治疗的设想无法落实。