[发明专利]上转换纳米颗粒及其在光控诱导MSC软骨分化和示踪成像中的应用

权利要求书

1.一种上转换纳米颗粒，其特征在于包括内核、包裹内核的介孔硅层、介孔硅层内部修饰的光敏分子偶氮苯，以及介孔硅层表面修饰的细胞靶向多肽RGD。

2.权利要求1所述上转换纳米颗粒的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

1)将YCl₃·6H₂O、YbCl₃·6H₂O、TmCl₃·6H₂O、ErCl₃·6H₂O溶解于甲醇，然后加入油酸和十八烯，加热升温至110-120℃，将甲醇除去；再加入NaOH-甲醇溶液和NH₄F-甲醇溶液，室温下乳化至少半个小时，然后升温至110-120℃除去甲醇，再将体系升温至300～350℃，并保持至少1h，反应结束后，用环己烷收集得到上转换纳米颗粒内核；

2)将CTAB溶液和步骤1)得到的内核-环己烷分散系混合，室温下搅拌12～24h，将内核转化为水相；然后调节体系酸碱度为碱性，再加入TEOS(正硅酸乙酯)，室温下反应20～24h，在内核上包覆介孔硅层，反应结束前6h加入APTES(3-氨丙基三乙氧基硅烷)，得到介孔硅包裹的内核；

3)步骤2)的反应产物与偶氮苯以质量比(5～10):1溶解于乙醇中，搅拌24～36h，离心得到内核@介孔硅@azo纳米颗粒；

4)将步骤3)得到的产物分散在DMF(N,N-二甲基甲酰胺)中，加入聚马来酰亚胺-聚乙二醇-琥珀酰亚胺，搅拌24～36h，离心收集、乙醇洗涤得到内核@介孔硅@azo@聚乙二醇-马来酰亚胺纳米颗粒；将其重新分散到DMF中，加入多肽RGD，搅拌24～36h，离心收集、乙醇洗涤得到上转换纳米颗粒。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：

步骤1)所述YCl₃·6H₂O、YbCl₃·6H₂O、TmCl₃·6H₂O、ErCl₃·6H₂O的摩尔比为159:40:1:0.5；

步骤1)所述油酸与十八烯的体积比为1:2。

4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：

步骤2)中，CTAB溶液浓度为0.5M，内核-环己烷分散系的浓度为10mg/mL，两者以体积比为5:1混合；

步骤2)中调节体系酸碱度是调节pH值为11.0～13.0。

5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：步骤4)所述的聚马来酰亚胺-聚乙二醇-琥珀酰亚胺，聚合物分子量为1000～10000。

6.一种负载KGN的纳米复合物，其特征在于由以下步骤制得：

将KGN和权利要求1所述的上转换纳米颗粒以质量比1:(10～100)溶解在乙醇中，常温下搅拌至少24h；然后用乙醇洗涤，离心得到负载KGN的纳米复合物。

7.一种在体外光控诱导MSC软骨分化及示踪成像的方法，包括以下步骤：

在体外，将权利要求6所述负载KGN的纳米复合物与MSC共同孵育2～5h，孵育结束后PBS清洗细胞，然后使用近红外光照射细胞，促进负载KGN的纳米复合物释放药物小分子KGN诱导MSC定向分化为软骨细胞；通过上转换纳米颗粒发出的545nm和647nm荧光对分化后的MSC进行示踪和成像。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：所述的近红外光，其波长为980nm，功率为1～2W/cm²。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：所述的近红外光照射，是照射30min。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于：所述的近红外光照射，是照5min停5min再照5min，总共照射时长为30min。