[发明专利]一种余辉发光纳米材料及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种余辉发光纳米材料的制备方法，包括以下步骤：S1.将二氢卟吩光敏剂与两亲性三嵌段共聚物于有机溶剂中混合均匀，在连续超声的条件下加入水中；其中，所述两亲性三嵌段共聚物分子将疏水的二氢卟吩光敏剂包封起来，形成分散于水中的纳米颗粒；S2.去除水溶液中的有机溶剂，再浓缩水溶液，得到所述余辉发光纳米材料。本发明还提供了由所述方法制备的余辉发光纳米材料及其应用。本发明提供的余辉发光纳米材料，解决了目前现有的有机余辉发光材料生物降解性和生物安全性差、余辉发光波长短、组织穿透性差、余辉发光半衰期短、每次成像前都需预先光激发等问题。

技术领域

本发明涉及纳米材料技术领域，具体涉及一种余辉发光纳米材料及其制备方法与应用。

背景技术

光学成像以其无创性、高时空分辨率和高灵敏度在生物医学成像领域中发挥着不可或缺的作用。成像引导的肿瘤切除手术，可以帮助术者快速且准确的判断病灶位置，判断切缘，或避开重要部位。术中成像技术的发展，使得外科手术变得更快捷、更精确、更安全，这对于患者的预后转归有着重要意义。目前，光学成像引导的肿瘤切除手术已经成为临床手术中一种极具吸引力的成像策略，它可以帮助临床医生更快、更准确地识别肿瘤，目前美国食品药品监督管理局(FDA)已批准吲哚菁绿(ICG)应用于临床荧光成像引导的肿瘤切除手术中。

然而，作为传统光学成像方式的荧光成像，由于需要实时的光激发，因此易受组织自发荧光的干扰，产生低信噪比的问题。在荧光成像引导的肿瘤切除手术中，由于荧光成像所需的实时光激发会产生组织自发荧光的干扰，因此会产生较高的背景信号，造成较低的信号背景比，从而干扰手术医生的判断，影响手术的肿瘤切除效果。

相比之下，余辉发光，是指在光照射停止后，材料仍会持续发光的现象。得益于其独特的发光性能，近几年来，余辉发光材料被广泛应用于生物医学的光学诊断领域。由于余辉材料只需要预先光照激发，而不需要实时的光激发，从而减少了生物组织自发荧光的干扰，因而相比于荧光成像，余辉成像具有更高的信号噪声比和组织检测深度，这些优点使其成为极具潜力的生物成像光学探针，成为成像引导的肿瘤切除手术中的一种理想的成像方式。目前有机余辉发光材料的发展正处于起步阶段，迄今为止，只有很少数的有机余辉发光材料被报导具有余辉发光的性质。

目前的余辉发光材料分为无机余辉发光材料和有机余辉发光材料两种，无机余辉发光材料大都由稀土金属掺杂的碱金属铝酸盐而构成(例如：SrAl₂O₄:Eu²⁺-Dy³⁺)；而目前报导的有机余辉发光材料，可以分为两大类，一是半导体聚合物，包括聚对苯撑乙烯类聚合物(例如MEH-PPV)和噻吩类聚合物(例如PFODBT)，二是由光敏剂作为引发剂、化学发光物质作为发光底物的共掺杂余辉发光纳米材料。无机余辉发光材料合成条件苛刻，并且要掺入稀土金属等重金属，造成较大的生物毒性。而与无机余辉发光材料相比，有机余辉发光材料由于生物相容性较好、发光可调、合成简便、易进行功能化修饰、价格低廉等优点，在生物医学成像领域有着更广阔的应用前景。半导体聚合物作为一种重要的有机余辉发光物质，其在生物降解性和生物长期安全性方面仍然没有有机小分子材料有优势，而多掺杂体系的有机余辉纳米材料由于成分的复杂性，在生物安全性方面也有待进一步探索。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种新的余辉发光纳米材料，以解决目前有机余辉发光材料生物降解性和生物安全性差、余辉发光波长短、组织穿透性差、余辉发光半衰期短、每次成像前都需光预先激发等问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：

本发明提供了一种余辉发光纳米材料的制备方法并研究了其余辉发光机理，其制备方法包括以下步骤：

S1.将二氢卟吩光敏剂与两亲性三嵌段共聚物于有机溶剂中混合均匀，在连续超声的条件下快速加入水中；其中，所述两亲性三嵌段共聚物分子将疏水的二氢卟吩光敏剂包封起来，形成分散于水中的纳米颗粒；