[发明专利]一种光氧化蛋白的功能化上转换纳米粒子及其制备方法和应用

说明书

本发明属于纳米材料技术领域，具体涉及一种光氧化蛋白的功能化上转换纳米粒子及其制备方法和应用。本发明的光氧化蛋白的功能化上转换纳米粒子的制备方法包括下述步骤：(1)在上转换纳米粒子表面进行有机硅包覆，得到有机硅包覆的上转换纳米粒子；(2)在所述有机硅包覆的上转换纳米粒子的表面接氨基，得到氨基化上转换纳米粒子；(3)采用硫酰氯改性的硫磺素S对所述氨基化上转换纳米粒子进行改性，即得所述光氧化蛋白的功能化上转换纳米粒子。采用本发明的方法制备得到的光氧化蛋白的功能化上转换纳米粒子具有近红外光吸收能力，通过近红外激光(NIR)照射，即可产生用于β‑淀粉样肽纤维氧化的活性氧。

技术领域

本发明属于纳米材料技术领域，具体涉及一种光氧化蛋白的功能化上转换纳米粒子及其制备方法和应用。

背景技术

阿尔茨海默病(AD)是老龄人口中的一种主要疾病，是最常见的神经退行性疾病。德国神经病理学家阿罗伊斯·阿尔茨海默(Alois Alzheimer)于1906年首次报道该疾病。其特点是患者的记忆、交流和认知能力的进行性和不可逆转的损害。然而，AD的确切原因，特别是分子机制，尚未完全清楚。新的证据表明，β-淀粉样肽(Aβ)在大脑中的过度产生和异常聚集被认为是导致神经毒性的原因。目前，越来越多的人认为Aβ错误折叠成高度有序的二级结构在AD的发展中起着关键作用。因此，抑制Aβ的聚集吸引着研究者极大的关注。

光动力疗法(PDT)在抑制Aβ聚集或氧化Aβ纤维方面有广泛的应用。在PDT过程中，通过紫外线(UV)、可见光(Vis)或近红外(NIR)辐射从光敏材料中产生活性氧(ROS)，如¹O₂、O^2-、H₂O₂或HO·，以氧化Aβ纤维并抑制Aβ肽的异常聚集。由于氧化后的Aβ单体比天然Aβ单体具有更低的聚集倾向，因此能够通过光氧化作用降低Aβ介导的神经毒性。Aβ的光氧化作用因其空间和时间上的可控性以及对正常组织的低侵入性而被广泛用于治疗局部疾病，如皮肤癌和乳腺癌。目前，许多研究人员报道了光敏材料和平台已被用于氧化Aβ，如小分子光敏剂，碳纳米点(CDs)，以及氧化石墨烯修饰的g-C₃N₄等都被用于氧化抑制Aβ的聚集。

然而，目前的光敏剂受到以下几点的限制。首先，大多数有机光敏剂本质上是疏水性的，容易聚集，导致输送困难，并产生单线氧(¹O₂)生成能力的降低，具有寿命短和扩散距离长的缺点，导致光氧化效率低。此外，Aβ聚集物存在于脑组织中，但紫外线(UV)和可见光不能穿透较厚的脑组织，并且在光照下这些材料容易产生活性氧，会对正常组织细胞产生毒副作用。

因此，需要提供一种针对上述现有技术不足的改进技术方案。

发明内容

本发明的目的在于提供一种光氧化蛋白的功能化上转换纳米粒子及其制备方法和应用，以解决传统光氧化材料对β-淀粉样肽纤维的氧化作用差的技术问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种光氧化蛋白的功能化上转换纳米粒子的制备方法，包括下述步骤：(1)在上转换纳米粒子表面进行有机硅包覆，得到有机硅包覆的上转换纳米粒子；(2)在所述有机硅包覆的上转换纳米粒子的表面接氨基，得到氨基化上转换纳米粒子；(3)采用硫酰氯改性的硫磺素S对所述氨基化上转换纳米粒子进行改性，即得所述光氧化蛋白的功能化上转换纳米粒子；步骤(1)中，所述上转换纳米粒子在980nm激光照射下的发光颜色为蓝紫色。