一种Ir-Gd配位聚合物纳米粒子及其制备方法和应用的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种新型Ir-Gd配位聚合物纳米粒子，该粒子具有良好的T1/T2成像效果，优良的稳定性和水溶性，可以作为核磁成像造影剂；另外，该纳米粒子还具有荧光发射的性质，可以作为荧光指示剂；同时，该粒子还可以在可见光的激发下产生单线态氧，实现光动力学治疗的效果。该粒子在核磁成像，光学成像和光动力学治疗方面实现了多功能化。
【专利说明】一种Ir-Gd配位聚合物纳米粒子及其制备方法和应用
【技术领域】
[0001]本发明涉及纳米材料、磁成像造影剂和光动力学治疗领域，具体涉及一种新型的Ir-Gd配位聚合物纳米粒子,可用于IVT2成像、光学成像和光动力学治疗。
【背景技术】
[0002]配位聚合物纳米粒子(NCPs)是由含氧、氮等多齿有机配体(大多是芳香多酸和多碱)与过渡金属离子通过自组装而形成的配位聚合物。这种材料可以应用在催化、生物传感、药物传输、生物成像、气体储存等方面，由于其广泛的应用受到各国的重视。近年来，配位聚合物纳米粒子(NCPs)已经缩小到了纳米尺寸(NCPs)。与传统的纳米药物载体相比,配位聚合物纳米粒子具有合成条件温和、结构多样、形貌可调、载药量高、自身可降解等优点。用有机聚合物来修饰配位聚合物纳米粒子，可改善配位聚合物纳米粒子的稳定性、生物相容性，使之更好的应用于生物体系。
[0003]磁共振成像(MRI)作为当今世界医学诊断上的重要手段之一，具有分辩率高，成像参数多，对人体无辐射损伤等优点，因此越来越受到人们的关注。然而，如何提高MRI图像的对比度，清晰度以及灵敏度是MRI技术急待解决的问题。由于配位聚合物纳米粒子含有大量的顺磁性金属离子，可以使影像比正常状态下更为明亮，所以它们被广泛用于磁共振成像的造影剂。
[0004]光动力学治疗是当今治疗癌症的一种行之有效的方法，它是基于光敏剂、光和氧气的一种光化学反应。在光照的情况下，光敏剂产生单线态氧和其他活性氧而杀死癌细胞。将核磁成像、光学成像和光动力学治疗结合起来在癌症的治疗方面将会有很好的应用前
旦
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【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种新型Ir-Gd配位聚合物纳米粒子。
[0006]本发明还提供了上述纳米粒子的制备方法。
[0007]本发明还提供了上述纳米粒子的应用。
[0008]一种Ir-Gd配位聚合物球形纳米粒子,平均粒径为120~180nm。
[0009]这种Ir-Gd配位聚合物纳米粒子的制备方法为:
[0010](I)首先制备2-苯基喹啉铱二氯桥配合物，即Ir2 (Pq)4Cl2，其中pq为2-苯基喹啉:
[0011]取摩尔比为1:1~1:3的氯化铱和2-苯基喹啉，溶于2-乙二醇乙醚和水的混合溶液，其中2-乙二醇乙醚和水的体积比为2:1~5:1 ;然后将反应混合物加热至80°C~1200C，搅拌反应20~30小时，反应结束后，冷却到室温，取沉淀用水洗涤干燥，得到红色固体2-苯基喹啉铱二氯桥配合物；氯化铱和2-苯基喹啉的摩尔比优选为1:1~1:2 ;
[0012](2)将步骤(1)中制得的2-苯基喹啉铱二氯桥配合物和3，3’ -联吡啶二羧酸溶解于二氯甲烷或甲醇，其中2-苯基喹啉铱二氯桥配合物与3，3’-联吡啶二羧酸的摩尔比为1:10~1:20，优选为1:10~1:15 ;回流6~18小时；反应结束后，用水和二氯甲烷洗涤干燥，得到2-苯基喹啉3，3’ -联吡啶二羧酸铱配合物；
[0013](3)将步骤⑵中制得的2-苯基喹啉3，3’ -联吡啶二羧酸铱配合物和钆盐溶解于二甲亚砜，2-苯基喹啉3，3’ -联吡啶二羧酸铱配合物与钆元素的摩尔比为1:1~1:5 ;80°C~150V下搅拌反应4小时~12小时，取沉淀，用水洗涤3~5次；2-苯基喹啉3，3’-联吡啶二羧酸铱配合物与钆元素的摩尔比为1:1~1:5，优选为1:1~1:2 ;钆盐优选为醋酸钆；2_苯基喹啉3，3’-联吡啶二羧酸铱配合物与聚乙烯吡咯烷酮(PVP)的摩尔比为3:1~8:1。
[0014]这种Ir-Gd配位聚合物纳米粒子，有较强的驰豫能力，可用于磁共振成像，同时具有磷光发射的性质，另外在可见光激发下可产生单线态氧，可用于光动力学治疗，具有磁成像、光学成像和光动力学治疗三种功能。
[0015]本发明的制备方法操作简单，反应温和，没有污染，符合国家现在“节能减排、绿色化学”的大趋势；所得到的纳米粒子既具有558nm的磷光发射，又因为有钆离子存在，具有造影剂功能，并且可以用于光动力学治疗，实现了纳米粒子应用的多功能化。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1是实施例1Ir-Gd金属配位聚合物纳米粒子的电镜照片，(a)为扫描电镜图，(b)为透射电镜图，是平均粒径为150nm的球形粒子。 [0017]图2为实施例2中制备的Ir-Gd金属配位聚合物纳米粒子在345nm激发时的发射光谱。
[0018]图3为实施例3所制备的Ir-Gd金属配位聚合物纳米粒子在水溶液中的1/?\ (a)和1/T2(b)相对于Gd3+浓度拟合的直线图；图中直线的斜率分别为横向驰豫率R1和纵向驰
豫率R2。
[0019]图4为实施例4中制备的Ir-Gd金属配位聚合物纳米粒子在>400纳米的激光照射时溶液光动力效果图。
【具体实施方式】
[0020]实施例1
[0021](I)称取IrCl3.3Η20(5.52mmol)和2-苯基喹啉(12.14mmol)加入到三颈瓶中，再加入2-乙二醇乙醚和水的混合溶液使之溶解(2-乙二醇乙醚和水的体积比为3:1);然后将反应混合物加热至110°C，搅拌反应24小时；反应结束后，冷却到室温；有沉淀生成。所得沉淀分别用水和乙醇洗涤，并用真空干燥，得到红色固体2-苯基喹啉铱二氯桥配合物，即 Ir2 (Pq)4Cl2。
[0022](2)称取2-苯基喹啉铱二氯桥配合物(0.28g，0.25mmol)和3，3’-联吡啶二羧酸固体(0.6g,2mmol)加入三颈瓶内，加入16mL 二氯甲烷和20mL甲醇，回流12个小时；反应结束后，用甲醇和二氯甲烷洗涤后干燥，得到2-苯基喹啉3，3’ -联吡啶二羧酸铱配合物。
[0023](3)取2-苯基喹啉3，3’-联吡啶二羧酸铱配合物3.5mg(0.005mmol)和PVP50mg溶于5mL 二甲亚砜中，超声分散,醋酸礼2mg溶于2mL 二甲亚砜,将上述两溶液混合后在110°C下搅拌反应12h。然后用14000的透析袋在二次水中透析24h得Ir-Gd配位聚合物纳米粒子。
[0024]本实施例产物的电镜照片如图1，(a)为扫描电镜图，(b)为透射电镜图，是平均粒径为150纳米的球形粒子。
[0025]实施例2 Ir-Gd配位聚合物纳米粒子光谱测试
[0026]将实施例1所得Ir-Gd配位聚合物纳米粒子测定发射光谱，实验结果表明，在345nm的激发下,材料的最大发射峰位在560nm,如图2所示。
[0027]实施例3 Ir-Gd配位聚合物纳米粒子磁共振成像测试
[0028]将实施例1所得Ir-Gd配位聚合物纳米粒子配制成不同Gd3+离子浓度的水溶液，测试其驰豫时间。由3T磁共振成像仪测试得，其测试结果如图3，该纳米粒子有较强的驰豫能力，横向驰豫率R1达到29.δπιΜ?,纵向驰豫率R2达到59.SmlT1S4,显示该纳米粒子具有制备磁共振成像造影剂方面的应用。
[0029]实施例4 Ir-Gd配位聚合物纳米粒子溶液光动力测试
[0030]将实施例1所得Ir-Gd配位聚合物纳米粒子在>400nm(300mW/cm2)的激光照射下，每分钟测定一次9，10-二甲基蒽(DMA)荧光强度，其测试结果如图4 ;显示了该纳米粒子在光动力学治疗方面的应用。
【权利要求】
1.一种Ir-Gd配位聚合物纳米粒子,其特征在于,该纳米粒子为球形结构,平均粒径为120 ~180nm。
2.权利要求1所述Ir-Gd配位聚合物纳米粒子的制备方法，其特征在于，包括如下步骤: (1)取摩尔比为1:1~1:3的氯化铱和2-苯基喹啉，溶于2-乙二醇乙醚和水的混合溶液，其中2-乙二醇乙醚和水的体积比为2:1~5:1 ;然后将反应混合物加热至80°C~120°C，搅拌反应20~30小时，反应结束后，冷却到室温，取沉淀用水洗涤干燥，得到红色固体2-苯基喹啉铱二氯桥配合物； (2)将2-苯基喹啉铱二氯桥配合物和3，3’-联吡啶二羧酸溶解于二氯甲烷或甲醇，其中2-苯基喹啉铱二氯桥配合物与3，3’-联吡啶二羧酸的摩尔比为1:10~1:20，回流6~18小时；反应结束后，用水和二氯甲烷洗涤干燥，得到2-苯基喹啉3，3’ -联吡啶二羧酸铱配合物； (3)将2-苯基喹啉3，3’-联吡啶二羧酸铱配合物、钆盐和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)溶解于二甲亚砜，80°C~150°C下搅拌反应4小时~12小时，二次水中透析24小时，其中2-苯基喹啉3，3’ -联吡啶二羧酸铱配合物与钆元素的摩尔比为1:1~1:5。
3.权利要求2所述Ir-Gd配位聚合物纳米粒子的制备方法，其特征在于，所述的钆盐为醋酸钆。
4.权利要求2所述Ir-G d配位聚合物纳米粒子的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述的氯化铱和2-苯基喹啉的摩尔比为1:1~1:2。
5.权利要求2所述Ir-Gd配位聚合物纳米粒子的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述的2-苯基喹啉铱二氯桥配合物与3，3’ -联吡啶二羧酸的摩尔比为1:10~1:15。
6.权利要求2所述Ir-Gd配位聚合物纳米粒子的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述的2-苯基喹啉3，3’ -联吡啶二羧酸铱配合物与钆元素的摩尔比为1:1~1:2。
7.权利要求2所述Ir-Gd配位聚合物纳米粒子的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述的2-苯基喹啉3，3’ -联吡啶二羧酸铱配合物与聚乙烯吡咯烷酮(PVP)的摩尔比为3:1~8:1。
8.权利要求1所述Ir-Gd配位聚合物纳米粒子在磁共振成像造影剂方面的应用。
9.权利要求1所述Ir-Gd配位聚合物纳米粒子在光学成像方面的应用。
10.权利要求1所述Ir-Gd配位聚合物纳米粒子在光动力学治疗药物方面的应用。
【文档编号】A61K9/14GK104004029SQ201410274269
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2014年6月18日 优先权日:2014年6月18日
【发明者】杨红, 卢阳, 周治国, 薛峰峰, 严玉萍, 杨仕平 申请人:上海师范大学