[发明专利]一种功能性纳米平台的构建及应用

说明书

本发明公开了一种功能性纳米平台的构建及应用，属于生物医药技术领域。本发明构建的功能性纳米平台是以长余辉纳米粒子(PLNPs)为核心的核壳结构复合纳米材料。首先，通过介孔氧化硅纳米材料(MSN)包覆PLNPs形成多孔长余辉材料，以其为载体负载肉桂醛后，再将透明质酸(HA)包封在外层，最后通过配位原位生长一层MnO₂壳，得到核壳结构复合纳米材料；该材料在细菌微环境下响应，集按需给药、化学动力学治疗及点亮无背景磷光成像功能于一体，可用于近红外荧光成像指引的联合治疗。在细菌感染时，包括金黄色葡萄球菌(S.aureus)、大肠杆菌(E.coli)或耐药金黄色葡萄球菌(MRSA)，实现细菌的高效灭杀。

技术领域

本发明涉及一种功能性纳米平台的构建及应用，属于生物医药技术领域。

背景技术

致病性细菌感染，特别是耐药细菌引起的感染，对人体健康危害极大。目前，治疗细菌感染最有效和常用方式是使用抗生素。然而，抗生素的过度使用会导致细菌耐药性的增加。例如，可引起皮肤和软组织顽固性感染的耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)就是由于抗生素治疗不当而产生的。而且，在过去的几十年里，新抗生素的开发受到了限制，而新的耐药细菌的出现速度远远快于新抗生素。因此，迫切需要开发替代的治疗策略或低耐药性的有效抗菌药物来治疗耐药菌引起的感染。

植物精油作为“绿色”杀菌剂，具有良好的生物相容性和广谱抗菌活性。与传统合成抗生素相比，植物精油的抗菌机理复杂，不易引起细菌耐药性。而且在抗菌浓度范围内，植物精油对脊椎动物安全无毒，易于生物降解和代谢。此外。高效的治疗手段如光热治疗(PTT)、光动力治疗(PDT)、化学动力学治疗(CDT)等已经在抗感染治疗方面有所应用。CDT通过产生活性氧物种(ROS)，与细菌作用，实现细菌的杀死。但是单一模式的治疗方式很难得到令人满意的治疗效果。因此构建响应型、高效的抗菌平台仍然是一个很大的挑战。

发明内容

基于以上问题，我们设计构建了一种功能性纳米平台，是以长余辉纳米粒子(PLNPs)为核心的核壳结构复合纳米材料。通过介孔氧化硅纳米材料(MSN)包覆长余辉纳米粒子(PLNPs)形成多孔长余辉材料，以其为载体负载肉桂醛后，再通过化学反应将透明质酸(HA)作为堵孔剂包覆在介孔硅外层，最后再通过配位原位生长一层MnO₂壳，得到核壳结构复合纳米材料；复合纳米材料在细菌微环境下响应，集按需给药、化学动力学治疗以及点亮无背景磷光成像功能于一体，并将其用于近红外荧光成像指引的联合治疗(如图1所示)，在细菌感染部位，实现细菌“点亮”成像以及高效灭杀。

本发明的技术方案：

本发明的第一个目的是，提供一种功能性纳米平台，是以长余辉纳米粒子PLNPs、介孔氧化硅MSN、肉桂醛、透明质酸以及二氧化锰组成的核壳结构纳米材料，其中，该结构中长余辉纳米粒子PLNPs是核，介孔氧化硅MSN包裹在长余辉纳米粒子外侧，肉桂醛负载在介孔氧化硅MSN的孔道内，透明质酸包裹在介孔氧化硅MSN外面，二氧化锰包裹在透明质酸外侧，形成外壳。

进一步地，所述长余辉纳米粒子PLNPs为近红外发射的镓锗酸锌基质长余辉纳米粒子。

本发明的第二个目的是，提供一种制备所述功能性纳米平台的方法，包括以下步骤：

(1)介孔纳米材料包裹长余辉纳米粒子PLNPs@MSN的制备：

采用水热法结合煅烧的方法制备了近红外发射的镓酸锌基质长余辉纳米粒子PLNPs；将所述PLNPs和十六烷基三甲基溴化铵超声分散于超纯水中，得到混合液；向所述混合液中加入NaOH水溶液，水浴条件下搅拌0.5h后，加入正硅酸乙酯以形成二氧化硅层MSN，搅拌反应1h后，再次加入等量正硅酸乙酯，搅拌反应1.5h后，离心，得到PLNPs@MSN纳米粒子；

其中，PLNPs@MSN纳米粒子具有磷光发射和丰富的孔隙，是植物精油如肉桂醛(CA)理想的可视化纳米载体；