[发明专利]一种多色上转换纳米探针及制备方法与应用

说明书

本公开提供了一种多色上转换纳米探针及制备方法与应用，由内而外依次包括上转换纳米粒子、二氧化硅层，上转换纳米粒子包括NaYF₄内核和NaYF₄外壳构成，NaYF₄内核和NaYF₄外壳之间设有NaYF₄中间发光层，NaYF₄中间发光层掺杂Y³⁺、Yb³⁺、Tm³⁺和Ho³⁺，上转换纳米粒子和二氧化硅层之间和/或二氧化硅层内掺杂多重光敏剂，二氧化硅层的厚度小于15nm，二氧化硅层的外表面修饰有线粒体靶向配体，多重光敏剂至少三种光敏剂，三种光敏剂中的一种为吲哚菁绿。该纳米探针通过ICG的敏化作用和980nm激光的深层组织穿透能力，制备的基于UCNPs的纳米探针可以实现对深层肿瘤的协同PDT治疗。

技术领域

本公开属于生物医药技术领域，涉及一种多色上转换纳米探针及制备方法与应用。

背景技术

这里的陈述仅提供与本公开有关的背景信息，而不必然构成现有技术。

光作为一种可激活热疗的外源性刺激物，具有时空选择性高、副作用小等优点，在光热、光动力和光触发化学/基因治疗中得到了广泛的应用。光动力疗法(PDT)使用光敏剂(PS)产生活性氧(ROSs)，其可以选择性地和不可逆地破坏癌细胞和肿瘤组织而不损害邻近的健康细胞。其临床应用主要局限于组织穿透深度短、PS分子容易聚集和不能足够的产生ROSs。

掺杂镧系元素的上转换纳米粒子(UCNPs)将近红外(NIR)光转换成可见光，具有高组织穿透深度，最小化自发荧光背景和生物样品中低毒性的明显优势。UCNPs作为PDT的最佳理论材料，其NIR激发光具有更深的组织穿透能力，并且其发射的紫外光或者可见光可用于活化光敏剂，产生具有高度反应性的ROSs，同时改善光敏剂体内递送困难、靶向性低等问题，实现直接杀死癌细胞或摧毁肿瘤部位血管及激活宿主免疫系统等目的。在近红外有机染料中，ICG基于-型能量转移，能有效地使Yb³⁺敏化，使发光强度提高1100倍以上。然而，据本公开发明人所知，ICG存在水溶液的不稳定性、快速清除、易于自漂白以及缺乏靶标等缺点，难以用于PDT。据本公开发明人研究发现，四种颜色的UCNPs量子产率低、发光效率低，限制了对其进行PDT的应用。

发明内容

为了解决UCNPs-PDT的局限性，包括从UCNPs到PS分子的低能量转移效率、ROSs产生不足和扩散距离有限等问题，本公开的目的是提供一种多色上转换纳米探针及制备方法与应用，该多色上转换纳米探针能够选择性地积聚在线粒体中并原位产生ROSs，其可以破坏线粒体并诱导线粒体介导的细胞凋亡。通过ICG的敏化作用和980nm激光的深层组织穿透能力，制备的基于UCNPs的纳米探针可以实现对深层肿瘤的协同PDT治疗。

为了实现上述目的，本公开的技术方案为：

第一方面，本公开提供了一种多色上转换纳米探针，由内而外依次包括上转换纳米粒子、二氧化硅层，所述上转换纳米粒子包括NaYF₄内核和NaYF₄外壳构成，NaYF₄内核和NaYF₄外壳之间设有NaYF₄中间发光层，NaYF₄中间发光层掺杂Y³⁺、Yb³⁺、Tm³⁺和Ho³⁺，上转换纳米粒子和二氧化硅层之间和/或二氧化硅层内掺杂多重光敏剂，二氧化硅层的厚度小于15nm，二氧化硅层的外表面修饰有线粒体靶向配体，所述多重光敏剂为至少三种光敏剂，三种光敏剂中的一种为吲哚菁绿(ICG)。