[发明专利]苝二酰亚胺衍生物、空心纳米胶囊PDI-R-4b@SNC及其制备方法与应用

说明书

本发明涉及光诊疗技术领域，具体涉及一种苝二酰亚胺衍生物及其制备方法与应用。苝二酰亚胺衍生物结构如式Ⅰ所示，本发明的新型苝二酰亚胺衍生物PDI‑R‑4b成功将苝酰亚胺的吸收波长延长至697nm，其聚集体在第一近红外生物窗口(650nm‑950nm)拥有强吸收，光热性能优异，拥有高达59.4％的高光热转换效率，体外肿瘤实验中表现出极强的抗肿瘤能力；PDI‑R‑4b@SNC对乳腺肿瘤细胞的抗肿瘤活性，PDI‑R‑4b@SNC的生物毒性低，在黑暗条件下对细胞基本无害；与现有的光热制剂相比，在同等抗肿瘤效果下，PDI‑R‑4b@SNC的给药量大大降低；低剂量、低毒性的PDI‑R‑4b@SNC为开发同时具有高疗效和低副作用的有效癌症治疗方法提供了一种新的光热制剂。

技术领域

本发明涉及光诊疗技术领域，具体涉及一种苝二酰亚胺衍生物、空心纳米胶囊PDI-R-4b@SNC及其制备方法与应用。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

光热治疗(PTT)以其无创性、高效率和对被包裹药物的精确控制释放等特点，被认为是对肿瘤治疗的重大突破。包括PTT在内的光诊疗技术不仅能有效地破坏肿瘤细胞，还能通过破裂癌细胞的肿瘤相关抗原引发免疫反应，从而有效抑制远处肿瘤转移。无机纳米材料在许多临床前动物实验中显示出PTT治疗癌症的有效性，然而其普遍存在的生物不相容性和潜在的体内长期毒性，以及材料难加工等问题限制了其进一步发展和临床应用。与无机材料相比，有机染料分子具有更好的生物相容性，低毒性，在生物系统中易于代谢，且化学结构易于修饰裁剪，可通过分子结构设计使其在NIR区域具有强吸收，从而更有益于对深部肿瘤组织诊断和治疗，因而有机染料是更为可取的临床光疗制剂，然而普遍存在光热转化效率较低及光稳定性差等问题，导致在生物环境中使用过程中出现光漂白现象，限制其作为光诊疗制剂的发展。

苝酰亚胺(PDI)衍生物是一类π电子离域大环化合物，具有优异的光、热和化学稳定性，在可见区有较强和较宽的吸收以及极高的荧光量子产率，一直作为廉价的工业染料获得广泛应用，近几十年作为优异的光电功能半导体材料得到研究者的青睐。但是发明人发现作为光热治疗(PTT)的苝酰亚胺(PDI)衍生物种类较少且光热转化效率不高。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种苝二酰亚胺衍生物、空心纳米胶囊PDI-R-4b@SNC及其制备方法与应用，本发明提供的新型苝二酰亚胺衍生物PDI-R-4b，端位取代(R)-(+)-1-苯乙胺，1,7位取代环己胺，成功将苝酰亚胺的吸收波长延长至697nm，其聚集体在第一近红外生物窗口(650nm-950nm)拥有强吸收，光热性能优异，拥有高达 59.4％的高光热转换效率，体外肿瘤实验中表现出极强的抗肿瘤能力。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下所述：

在本发明的第一方面，提供一种苝二酰亚胺衍生物，结构如式Ⅰ所示，

由于其刚性大环的存在，PDI-R-4b不溶于水，在水中易形成聚集结构，即形成J-聚集体；本发明提供的新型苝二酰亚胺衍生物PDI-R-4b，端位取代(R)-(+)-1-苯乙胺，1,7位取代环己胺，成功将苝酰亚胺的吸收波长延长至697nm，其聚集体在第一近红外生物窗口(650 nm-950nm)拥有强吸收。

在本发明的第二方面，提供一种第一方面所述苝二酰亚胺衍生物的制备方法，先将1,7- 二溴-3,4,9,10-苝二酰亚胺和(R)-(+)-1-苯乙胺反应生成N,N′-二((R)-(+)-1-苯乙胺基)-1,7-二溴 -3,4,9,10-苝二酰亚胺(PDI-R)，然后将PDI-R与环己胺反应，生成N,N′-二((R)-(+)-1-苯乙胺基)-1,7-二环己胺基-3,4,9,10-苝二酰亚胺(PDI-R-4b)；

PDI-R-4b的合成路线如下：