巴塞罗那与维戈塞尔塔: 芪類與上轉換稀土納米復合物及其制備方法與應用.pdf

(10)申請公布號 CN 103223170 A (43)申請公布日 2013.07.31 CN 103223170 A *CN103223170A* (21)申請號 201310116035.7 (22)申請日 2013.04.03 A61K 41/00(2006.01) A61K 47/02(2006.01) A61P 35/00(2006.01) (71)申請人 華南理工大學 地址 510640 廣東省廣州市天河區五山路 381 號 (72)發明人 葉勇 邢海婷 (74)專利代理機構 廣州市華學知識產權代理有 限公司 44245 代理人 蔡茂略 (54) 發明名稱 芪類與上轉換稀土納米復合物及其制備方法 與應用 (57) 摘要 本發明公開了芪類與上轉換稀土納米復合物 及其制備方法與應用。該制備方法先將稀土鹽水 溶液加入到的分散體系1中， 在攪拌下加入含1～ 3％質量的氟化鈉或氟化銨的水溶液， 然后轉移至 高壓反應釜， 在氬氣或氮氣等惰性氣體?；は?， 加 熱至 150 ～ 300℃， 保溫 3 ～ 8h。離心收集沉淀， 乙醇和水交替清洗后， 真空干燥， 形成納米顆粒。 然后將含有 0.1 ～ 1％質量的納米顆粒的甲苯或 氯仿溶液分散于芪類化合物的分散體系 2 中， 在 攪拌下通入氬氣或氮氣， 室溫反應3～8h， 加乙醇 沉淀， 沉淀物真空干燥， 得到納米復合物。本發明 的芪類與上轉換稀土納米復合物， 可在近紅外光 下激發， 組織穿透力深， 抗腫瘤活性高?？勺魑?種新型光敏劑， 用于光動力治療。 (51)Int.Cl. 權利要求書 1 頁 說明書 6 頁 (19)中華人民共和國國家知識產權局 (12)發明專利申請 權利要求書1頁 說明書6頁 (10)申請公布號 CN 103223170 A CN 103223170 A *CN103223170A* 1/1 頁 2 1. 芪類與上轉換稀土納米復合物的制備方法， 其特征在于包括以下步驟 ： (1) 將質量濃度為 0.5 ～ 5％稀土鹽水溶液按 1 ∶ 3 ～ 10 倍體積加入到的分散體系 1 中， 在攪拌下逐漸加入總體積 0.5 ～ 2 倍的含 1 ～ 3％氟化鈉或氟化銨的水溶液， 轉移至高 壓反應釜， 在氬氣或氮氣等惰性氣體?；は?， 加熱至150～300℃， 保溫3～8h ； 離心收集沉 淀， 乙醇和水交替清洗 3 ～ 5 次后， 真空干燥， 形成納米顆粒 ； 所述的分散體系 1 為含 0.1 ～ 1％聚醚亞胺、 聚乙烯吡咯烷酮的乙醇、 油酸或亞油酸 ； (2) 將含有 0.1 ～ 1％所述納米顆粒的甲苯或氯仿溶液， 按 1 ∶ 3 ～ 10 體積比分散于 含有 0.2 ～ 2％質量的芪類化合物的分散體系 2 中， 在攪拌下通入氬氣或氮氣等惰性氣體， 室溫反應 3 ～ 8h， 加乙醇沉淀， 沉淀物真空干燥， 得到納米復合物 ； 所述的芪類化合物是具 有二苯乙烯結構的化合物 ； 所述的分散體系 2 為含 0.1 ～ 1％聚丙烯酸、 乙二胺四乙酸的聚 乙二醇、 二甲基亞砜。 2. 根據權利要求 2 所述芪類與上轉換稀土納米復合物的制備方法， 其特征在于 ： 所述 的具有二苯乙烯結構的化合物為白藜蘆醇、 赤松素或丹葉大黃素。 3. 根據權利要求 1 所述芪類與上轉換稀土納米復合物的制備方法， 其特征在于 ： 所述 的稀土鹽為鑭系金屬的釔、 鐿、 鉺、 銩或鈥的氟酸鹽、 鹽酸鹽和硝酸鹽中的一種或多種。 4. 一種芪類與上轉換稀土納米復合物， 其特征在于其由權利要求 1-3 任一項所述的制 備方法制得。 5. 權利要求 1 所述芪類與上轉換稀土納米復合物的應用， 其特征在于 ： 該復合物與藥 學上接受的載體或藥用賦形劑結合制成用于光動力治療的藥物制劑。 6. 根據權利要求 5 所述芪類與上轉換稀土納米復合物的應用， 其特征在于 ： 藥學上接 受的載體或藥用賦形劑包括淀粉、 纖維素、 環狀糊精、 糖粉、 乳糖、 聚乙烯吡咯烷酮、 硅膠、 甘 露醇、 氧化鎂、 磷酸氫鈣、 碳酸鈉或硫酸鈣。 7. 根據權利要求 5 所述芪類與上轉換稀土納米復合物的應用， 其特征在于 ： 所述光動 力治療的藥物制劑可為口服或注射用藥劑型的任何一種。 8. 根據權利要求 5 所述芪類與上轉換稀土納米復合物的應用， 其特征在于 ： 所述光動 力治療的藥物制劑為該復合物的單方或復方制劑 ； 所述復方制劑為該復合物與至少一種光 敏劑的復配， 該復合物占復方制劑質量的 50-99％。 權 利 要 求 書 CN 103223170 A 2 1/6 頁 3 芪類與上轉換稀土納米復合物及其制備方法與應用 技術領域 [0001] 本發明稀土納米復合材料， 特別是涉及芪類與上轉換稀土納米復合物及其制備方 法與應用， 屬于醫藥領域。 背景技術 [0002] 上轉換發光材料是指材料吸收能量較低的光子時卻能夠發出較高能量的光子的 材料。 La系稀土金屬離子具有獨特的上轉換性質， 其激發光980nm為近紅外光， 具有很強的 組織穿透力， 并具有發光穩定、 毒性低等優點， 可將近紅外光轉換為紅光。上轉換稀土納米 顆?？勺魑馓秸?， 用于生物熒光呈像、 熒光檢測等醫藥領域。 但稀土金屬沒有光敏化作 用， 不會產生光敏化殺腫瘤的效果。 [0003] 光動力治療是利用光敏劑在特定波長的光激發下， 產生單線態氧， 破壞腫瘤的治 療方法。 該療法治療的特異性高， 對正常細胞的損傷小， 不會產生化學治療和放射治療的毒 副作用， 因而前途廣闊。 [0004] 光敏劑是光動力治療的關鍵。 早期的光敏劑是血卟啉衍生物， 但它具有過敏反應， 且光毒反應嚴重。近來雖然有多種光敏劑研究， 但是多為化學合成品， 存在一定安全隱患。 [0005] 中藥含有光敏成分， 因其毒副作用小， 有望開發成新型光敏劑。 芪類化合物是具有 二苯乙烯母核的一類化合物的總稱， 它既存在于藜蘆、 大黃、 虎杖、 首烏等中草藥中， 也存在 于葡萄、 花生、 桑椹等食物中， 具有抗菌、 抗氧化、 抗血栓、 抗腫瘤、 殺蟲等諸多生理活性。天 然芪類主要有白藜蘆醇、 赤松素、 丹葉大黃素和它們的衍生物。其光敏激發波長為 300 ～ 400nm， 組織穿透力弱， 激光照射深度淺。 [0006] 將上轉換稀土與芪類化合物采用一定方法結合， 可利用相互優勢， 實現近紅外光 激發芪類化合物， 達到深度診斷和治療腫瘤的目的。目前尚無將芪與上轉換稀土形成納米 復合物， 利用上轉換作用實現其光敏激活的報道。 發明內容 [0007] 本發明的首要目的在于克服現有技術的缺點與不足， 提供一種穩定的具水溶性和 上轉化性質的芪類與上轉換稀土納米復合物。 [0008] 本發明的另一目的在于提供上述芪類與上轉換稀土納米復合物的制備方法。 [0009] 本發明的再一目的在于提供上述芪類與上轉換稀土納米復合物的應用。 [0010] 本發明將芪類化合物與上轉換稀土形成一種穩定的具水溶性和上轉化性質的復 合物。芪類化合物含酚羥基， 可與金屬離子直接配位形成復合物， 但這種配合物不穩定， 易 解離。 如將芪類化合物直接與稀土金屬混配， 不能實現上轉換作用。 本發明將稀土金屬與芪 類化合物在一定介質中反應， 形成穩定的水溶性復合物， 且具有上轉換性質。 本發明的復合 物， 克服了一般光敏劑的激發波長 ( 在紫外光區或可見光區 ) 對人體組織有損傷和穿透力 不深的缺點， 而采用組織無損傷和穿透力強的近紅外光激發， 利用稀土金屬的上轉換作用， 將近紅外光轉換為芪類化合物的激發波長， 可以實現深部腫瘤的光動力治療。 說 明 書 CN 103223170 A 3 2/6 頁 4 [0011] 本發明的目的通過下述技術方案實現 ： [0012] 芪類與上轉換稀土納米復合物的制備方法， 包括以下步驟 ： [0013] (1) 將質量濃度為 0.5 ～ 5％稀土鹽水溶液按 1 ∶ 3 ～ 10 倍體積加入到的分散體 系 1 中， 在攪拌下逐漸加入總體積 0.5 ～ 2 倍的含 1 ～ 3％氟化鈉或氟化銨的水溶液， 轉移 至高壓反應釜， 在氬氣或氮氣等惰性氣體?；は?， 加熱至150～300℃， 保溫3～8h ； 離心收 集沉淀， 乙醇和水交替清洗 3 ～ 5 次后， 真空干燥， 形成納米顆粒 ； 所述的分散體系 1 為含 0.1 ～ 1％聚醚亞胺 (PEI)、 聚乙烯吡咯烷酮 (PVP) 的乙醇、 油酸或亞油酸 ； [0014] (2) 將含有 0.1 ～ 1％所述納米顆粒的甲苯或氯仿溶液， 按 1 ∶ 3 ～ 10 體積比分 散于含有0.2～2％質量的芪類化合物的分散體系2中， 在攪拌下通入氬氣或氮氣等惰性氣 體， 室溫反應 3 ～ 8h， 加乙醇沉淀， 沉淀物真空干燥， 得到納米復合物 ； 所述的芪類化合物是 具有二苯乙烯結構的化合物 ； 所述的分散體系 2 為含 0.1 ～ 1％聚丙烯酸 (PAA)、 乙二胺四 乙酸 (EDTA) 的聚乙二醇、 二甲基亞砜。 [0015] 進一步地， 所述的具有二苯乙烯結構的化合物為白藜蘆醇、 赤松素或丹葉大黃素。 所述的稀土鹽為鑭系金屬的釔(Y)、 鐿(Yb)、 鉺(Er)、 銩(Tm)或鈥(Ho)的氟酸鹽、 鹽酸鹽和 硝酸鹽中的一種或多種。 [0016] 一種芪類與上轉換稀土納米復合物， 由上述的制備方法制得。 [0017] 所述芪類與上轉換稀土納米復合物的應用 ： 該復合物與藥學上接受的載體或藥用 賦形劑結合制成用于光動力治療的藥物制劑。藥學上接受的載體或藥用賦形劑包括淀粉、 纖維素、 環狀糊精、 糖粉、 乳糖、 聚乙烯吡咯烷酮、 硅膠、 甘露醇、 氧化鎂、 磷酸氫鈣、 碳酸鈉或 硫酸鈣。所述光動力治療的藥物制劑可為口服或注射用藥劑型的任何一種。所述光動力治 療的藥物制劑為該復合物的單方或復方制劑 ； 所述復方制劑為該復合物與至少一種光敏劑 的復配， 該復合物占復方制劑質量的 50-99％ [0018] 本發明相對于現有技術具有如下的優點及效果 ： [0019] (1) 本發明的芪類與上轉換稀土納米復合物， 可在近紅外光下激發， 組織穿透力 深， 抗腫瘤活性高?？勺魑恢中灤凸餉艏?， 用于光動力治療。 [0020] (2) 本發明制備方法工藝簡單， 反應條件易于控制， 適于工業化生產。 具體實施方式 [0021] 下面結合實施例對本發明作進一步詳細的描述， 但本發明的實施方式不限于此。 下面實施例中的％為質量百分比。芪類化合物白藜蘆醇、 赤松素、 丹葉大黃素均是市售產 品。 [0022] 實施例 1 [0023] (1)取0.5％YCl3、 2％YbCl3和1％HoCl3水溶液混合物50mL， 加入到150mL含2％ PEI的乙醇中， 在攪拌下逐漸加入200mL的含1％氟化鈉水溶液， 然后轉移至高壓反應釜， 氬 氣?；は錄尤戎?150℃， 保溫 8h。離心收集沉淀， 乙醇和水交替清洗 3 次后， 真空干燥， 形成 納米顆粒 2.4g。 [0024] (2) 將含 0.1％上述納米顆粒的甲苯溶液 50mL， 加入至 150mL 含有 0.2％白藜蘆醇 和 0.2％ PAA 的聚乙二醇中， 在攪拌下通入氬氣， 室溫反應 5h， 加乙醇沉淀， 沉淀物真空干 燥， 得到納米復合物 0.7g。 說 明 書 CN 103223170 A 4 3/6 頁 5 [0025] 實施例 2 [0026] (1) 取 1％ Y(NO3)3、 0.5％ Yb(NO3)3、 2％ Ho(NO3)3和 1％ Er(NO3)3水溶液混合物 50mL， 加入到 500mL 含 1％ PVP 的乙醇中， 在攪拌下逐漸加入 300mL 的含 3％氟化銨水溶液， 然后轉移至高壓反應釜， 氮氣?；は錄尤戎?300℃， 保溫 3h。離心收集沉淀， 乙醇和水交替 清洗 5 次后， 真空干燥， 形成納米顆粒 6.2g。 [0027] (2) 將含 1％上述納米顆粒的甲苯溶液 50mL， 加入至 250mL 含有 2％白藜蘆醇和 0.5％ PVP 的聚乙二醇中， 在攪拌下通入氮氣， 室溫反應 8h， 加乙醇沉淀， 沉淀物真空干燥， 得到納米復合物 5.7g。 [0028] 實施例 3 [0029] (1) 取 2％ ErF3和 3％ TmF3水溶液混合物 50mL， 加入到 500mL 含 5％ PEI 的亞油 酸中， 在攪拌下逐漸加入 250mL 的含 3％氟化鈉水溶液， 然后轉移至高壓反應釜， 氬氣?；?下加熱至 200℃， 保溫 16h。離心收集沉淀， 乙醇和水交替清洗 5 次后， 真空干燥， 形成納米 顆粒 3.1g。 [0030] (2) 將含 1％上述納米顆粒的氯仿溶液 50mL， 加入至 500mL 含有 0.5％赤松素和 0.1％ EDTA 的聚乙二醇中， 在攪拌下通入氬氣， 室溫反應 8h， 加乙醇沉淀， 沉淀物真空干燥， 得到納米復合物 2.7g。 [0031] 實施例 4 [0032] (1)取2％Y(NO3)3、 1％Yb(NO3)3和2％Ho(NO3)3水溶液混合物50mL， 加入到250mL 含 3％ PVP 的油酸中， 在攪拌下逐漸加入 600mL 的含 1％氟化銨水溶液， 然后轉移至高壓反 應釜， 氬氣?；は錄尤戎?200℃， 保溫 20h。離心收集沉淀， 乙醇和水交替清洗 4 次后， 真空 干燥， 形成納米顆粒 7.5g。 [0033] (2) 將含 0.5％上述納米顆粒的氯仿溶液 50mL， 加入至 500mL 含有 2％赤松素和 1％ PAA 的二甲基亞砜中， 在攪拌下通入氬氣， 室溫反應 5h， 加乙醇沉淀， 沉淀物真空干燥， 得到納米復合物 8.5g。 [0034] 實施例 5 [0035] (1) 取 1％ YCl3、 1％ ErCl3、 1.5％ HoCl3和 1.5％ TmCl3水溶液混合物 50mL， 加入到 400mL含1％PEI的乙醇中， 在攪拌下逐漸加入400mL的含2％氟化鈉水溶液， 然后轉移至高 壓反應釜， 氮氣?；は錄尤戎?250℃， 保溫 16h。離心收集沉淀， 乙醇和水交替清洗 5 次后， 真空干燥， 形成納米顆粒 5.1g。 [0036] (2) 將含 0.3％上述納米顆粒的氯仿溶液 50mL， 加入至 300mL 含有 1％丹葉大黃素 和 0.5％ EDTA 的聚乙二醇中， 在攪拌下通入氮氣， 室溫反應 8h， 加乙醇沉淀， 沉淀物真空干 燥， 得到納米復合物 2.7g。 [0037] 實施例 6 [0038] (1) 取 4％ HoF3水溶液 50mL， 加入到 250mL 含 3％ PVP 的油酸中， 在攪拌下逐漸加 入 200mL 的含 3％氟化銨水溶液， 然后轉移至高壓反應釜， 氬氣?；は錄尤戎?300℃， 保溫 8h。離心收集沉淀， 乙醇和水交替清洗 5 次后， 真空干燥， 形成納米顆粒 7.5g。 [0039] (2) 將含 1％上述納米顆粒的甲苯溶液 50mL， 加入至 150mL 含有 1％丹葉大黃素和 1％ PAA 的聚乙二醇中， 在攪拌下通入氬氣， 室溫反應 3h， 加乙醇沉淀， 沉淀物真空干燥， 得 到納米復合物 1.5g。 說 明 書 CN 103223170 A 5 4/6 頁 6 [0040] 實施例 7 [0041] 實施例 1-6 制得的產物的熒光性質實驗 [0042] 方法 ： 將實施例 1-6 制得的產物分別于光度儀上檢測其在 980nm 激發下的發射波 長的峰值。 [0043] 結果 ： 實施例 1-6 產物最大發射波長見表一。 [0044] 表一、 實施例 1-6 產物在 980nm 激發光下的最大發射波長 [0045] 產品來源 波長 (nm) 實施例 1356， 394 實施例 2347， 395 實施例 3364， 406 實施例 4359， 415 實施例 5353， 403 實施例 6360， 397 [0046] 制得的產物在980nm處激發， 在347～415nm存在發射峰。 其中第一列波長347～ 364nm 為芪類化合物的激發波長， 第二列波長 394 ～ 415nm 為芪類化合物的發射峰波長， 這 表明近紅外光具有激發復合物中芪類化合物產生熒光的能力。 [0047] 實施例 8 [0048] 實施例 1-6 制得的產物對腫瘤細胞的生長抑制實驗 [0049] 方法 ： 將腫瘤細胞 ( 胃癌 RF 細胞株和直腸癌 LS174T 細胞株， 濃度為 2×106/mL)， 放入無菌的 96 孔培養平板， 每孔加腫瘤細胞懸液 50μl， 加含 15％小牛血清的 1640 培養液 50μl， 加實施例 1-6 制得的產物的 1mg/ml 的 DMF 溶液 10μl， 每組 3 孔， 孔內加等量的生 理鹽水振蕩混勻， 然后 980nm 激光 (300mW) 照射 20min， 放入 5％的 CO2培養箱 (37℃ ) 培養 24h， 加入四唑鹽(MTT)磷酸緩沖液， 每孔10μl(每ml含MTT5mg)繼續培養4h， 然后加二甲 基亞砜 100μl， 終止反應 . 以不進行激光照射的孔為對照， 用酶聯免疫檢測儀， 分別于波長 570nm， 630nm 處測定光密度 OD 值， 計算結果。 [0050] 計算公式 ： [0051] [0052] 結果 ： 實驗結果見表二。 [0053] 表二實施例 1-6 制得的產物對胃癌和直腸癌細胞的抑制實驗 [0054] 說 明 書 CN 103223170 A 6 5/6 頁 7 [0055] [0056] 胃癌RF細胞株和直腸癌LS174T細胞株為常用的消化道腫瘤細胞株。 實驗中發現， 實施例 1-6 制得的產物對二種腫瘤抑制作用與單種芪類化合物相比均顯著提高， 抑制率由 59.3 ～ 68.2％提高到 82.8 ～ 93.3％， 表明芪類化合物與上轉換稀土金屬形成的復合物在 980nm 激光照射復合物時產生了光敏化殺傷腫瘤細胞的作用， 產生了更好的抑制效果。 [0057] 實施例 9 [0058] 實施例 1-6 制得的產物對小鼠體內腫瘤的生長抑制實驗 [0059] 方法 ： 取小鼠 S180 瘤塊， 勻漿后稀釋并調整細胞數至 1×107/ml， 以 0.2ml 注入小 鼠右腋皮下， 24h后隨機分組給藥， 尾靜脈注射給藥， 給藥劑量5mg/kg， 每天1次， 30min后采 用 980nm 激光 (300mW) 照射腫瘤部位 30min。于第 8 天稱重處死小鼠取瘤塊， 稱瘤重和測瘤 體積， 計算抑瘤率。 [0060] 抑瘤率＝ ( 重量抑瘤率 + 體積抑瘤率 )/2 [0061] 重量抑瘤率＝ ( 生理鹽水組瘤重 - 給藥組瘤重 )/ 生理鹽水組瘤重 ×100 [0062] 體積抑瘤率＝ ( 生理鹽水組瘤體積 - 給藥組瘤體積 )/ 生理鹽水組瘤體積 ×100 [0063] 結果 ： 實驗結果見表三。 [0064] 表三實施例 1-6 制得的產物對 S180 肉瘤的抑制動物實驗 [0065] 說 明 書 CN 103223170 A 7 6/6 頁 8 [0066] [0067] 實施例1-6制得的產物對S180抑瘤率顯著高于單種芪類化合物藥物組， 抑瘤率由 51.0 ～ 55.8％提高到 63.7 ～ 71.5％， 表明芪類化合物與上轉換稀土金屬復合物在 980nm 激光照射時對動物體內腫瘤產生了光敏化抑制作用， 產生了更好的抑瘤效果。 [0068] 實施例 10 [0069] 取實施例 1-6 制得的芪類與上轉換稀土納米復合物各 2g， 與 8g 混合物以及 0.2g 硬脂酸鎂混合均勻， 混合物為淀粉、 乳糖、 結晶纖維素按質量比 7 ∶ 2 ∶ 1 配置， 混合制得 ； 經壓片機制成 6 種片劑。每個藥片 (0.5g) 含芪類與上轉換稀土納米復合物 100mg， 患者可 于光動力治療前食用 3 ～ 4 片本片劑。 [0070] 實施例 11 [0071] 取實施例 1-6 制得的芪類與上轉換稀土納米復合物各 2g， 分別加入藥用淀粉 8g， 混合均勻， 濕法制粒， 用乙醇調節， 制得顆粒松散過 20 目篩， 晾干。干燥后填充膠囊， 即得 6 種膠囊劑。每個膠囊 (0.5g) 含芪類與上轉換稀土納米復合物 100mg， 患者可于光動力治療 前食用 3 ～ 4 粒本膠囊。 [0072] 實施例 12 [0073] 取實施例 1-6 制備得到的芪類與上轉換稀土納米復合物各 2g， 分別用多乙氧基醚 500mL 溶解后， 灌入小瓶， 制成注射針劑。每個針劑 (2mL) 含芪類與上轉換稀土納米復合物 8mg， 患者可于光動力治療前注射 1 支該針劑。 [0074] 上述實施例為本發明較佳的實施方式， 但本發明的實施方式并不受上述實施例的 限制， 其他的任何未背離本發明的精神實質與原理下所作的改變、 修飾、 替代、 組合、 簡化， 均應為等效的置換方式， 都包含在本發明的?；し段е?。 說 明 書 CN 103223170 A 8