稀土纳米发光材料药物载体的研究进展

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 稀土纳米发光材料药物载体的研究 进展 【摘 要】随着纳米技术和药剂 学的不断发展，稀土荧光纳米晶以无毒、 高发光效率效、较好的生物相容性等优 势作为一种新型的药物输运载体吸引了 研究者的广泛关注。本文在查阅大量相 关文献的基础上，对稀土荧光纳米材料 作为载体和荧光功能基团在药物输运领 域的发展变化、应用前景进行了整理和 分析。 中国论文网 /8/view-12933707.htm 【关键词】药物缓释；稀土荧光 纳米晶；多功能化 0 前言 随着纳米技术与医学技术不断融 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 洽结合，传统的药物输运正被新型药物 输运载体所取代，人们希望开发出一种 能够进行药物控释，并且能够对药物进 行实时监控的药物缓释载体。稀土荧光 纳米晶就进入科学研究者的眼中，研究 者希望通过发光主体与负载客体分子的 敏化，共振能量传递等相互作用，实现 对药物分子的可控释放、定量追踪以及 光动力学治疗的激活等。本文将近年来 稀土荧光纳米晶在药物输运领域的研究 工作按照稀土复合纳米发光材料和单相 稀土纳米发光材料两大类进行整理介绍。 1 稀土复合纳米发光材料药物载 体 由于通常的稀土纳米晶是实心结 构，不具有可接携带或负载功能分子的 微腔或介孔结构，将稀土纳米发光材料 与其他具有介孔微腔结构基体材料复合 得到稀土复合纳米发光材料以实现包括 药物缓释在内的多功能应用，成为了材 料设计的主要思路。在这方面目前主要 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 是采用聚合物和介孔 SiO2 材料等具有 负载和包覆能力的材料对荧光纳米晶进 行表面修饰或再构。其中之一是将稀土 材料作为内核实体充当发光标记基体， 而其他具有空洞/孔隙结构的基体材料作 为外壳用于负载不同种类的药物分子， 形成核壳结构1-5；另外一种方法是将 稀土纳米发光材料，通过表面吸附等方 法植入到介孔材料的孔道中或表面上， 得到纳米发光材料及介孔材料的复合体 系6。由共聚物形成的纳米胶束具有载 药量高、载药范围广、稳定性好、体内 滞留时间长等特点，可提高药物稳定性 和生物利用度，减轻不良反应，还可在 表面连接具有特异性识别功能的靶向分 子，实现主动靶向给药7。 1.1 稀土纳米发光材料聚合物 复合药物载体 目前主要采用聚合物主要有聚乙 二醇及聚乙烯亚胺等。2008 年新加坡国 立大学杨1等人设计合成了 NaYF4：Er3+，Yb3+ 聚乙烯亚胺复合 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 纳米发光材料，采用水/乙醇溶剂热法一 锅合成了聚乙烯亚胺修饰的 NaYF4：Er3+，Yb3+ 纳米晶，较早地尝 试通过非共价吸附来负载酞菁化锌 （ZnPC）单重态氧光敏剂分子，装载 率约 1：15000；研究了材料的结构，形 貌，发光性质以及近红外激光激发下通 过共振能量传递而产生单重态氧的产率 等。2011 年赵2等人用嵌段聚合物胶 束封装紫外上转 NaYF4：Tm3+，Yb3+ 纳米晶，控制合成了以 NaYF4：Tm3+ ，Yb3+为核，嵌段聚合 物为壳层的复合纳米发光材料，该复合 发光材料表层部分的共聚物可用于同时 负载疏水分子材料。 1.2 稀土纳米发光材料介孔 SiO2 复合药物载体 介孔 SiO2 是一种广泛研究的药 物输运载体，具有孔径可调，生物惰性 和相容性等特点。将发光纳米晶与介孔 SiO2 结合不仅可以达到传统的药物缓 释功能，更能提高药物利用率，增强材 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 料的多功能性，实现光控药物输运和荧 光成像等功能。长春应化所林君研究组 3于 2011 年较早地设计合成了一系列 由介孔 SiO2 修饰的稀土纳米晶复合材 料，等并研究和评估了其在药物缓释方 面的应用。2013 年新加坡南洋理工大学 刘4等设计合成了介孔 SiO2 包覆的 NaYF4：Tm3+ ，Yb3+ NaYF4 上转换 纳米晶铰链物，并应用于药物输运和活 体细胞内荧光成像。抗肿瘤药物布洛芬 被封装到铰链的笼状介孔 SiO2 包覆的 NaYF4：Tm3+ ，Yb3+纳米颗粒中。近 红外布洛芬光辐照下，上转换产生的 UV 光可光劈裂邻硝基苄基笼状交联剂， 从而选择地释放负载的 DOX 药物分子。 这种近红外光响应的 NaYF4：Tm3+ ，Yb3+m-SiO2 上转换 纳米晶铰链物具有高效的癌细胞内可控 药物释放。经叶酸修饰后，这种纳米载 体又具有靶向药物输运和选择性细胞线 荧光成像能力。2014 年复旦大学李5 等人设计制备了一种光触发可控药物释 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 放器件。该器件中稀土氟化物上转换纳 米晶 NaYF4：Tm3+ ，Yb3+NaLuF4 作为可移动的内核而介孔 SiO2 作为外 壳；以笼状抗癌药物瘤可宁为模拟药物， 将之封装到蛋黄-壳结构的纳米笼中， 经 980nm 近红外光触发，实现了体外和 活体内组织的可控药物释放。 2 单相稀土纳米发光材料药物载 体的研究进展 除稀土纳米晶基的核壳复合材料 药物载体外，单相介孔稀土发光材料用 于药物输运也引起极大兴趣。前述工作 都展示了复合体系在药物输运应用领域 的优势。然而，这些材料在制备和应用 过程中也存在一些问题，通常这种复合 材料的制备过程比较复杂，常常需要引 入具有潜在毒性的表面活性剂等试剂， 不利于其生物应用，同时在有些复合体 系中，复合的外壳会对其内核的纳米发 光材料的性能和形貌产生负面的影响。 如前所述，合成此类复合材料的目的是 希望通过具有特殊发光性质的载体材料 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 与客体分子之间可进行的荧光猝灭和增 强p 共振能量传递等相互作用以实现 一些特殊的功能，但是在上述发光内核 -介孔外壳结构的复合体系之中，负载 在介孔壳层中的客体分子与发光中心之 间的相互作用往往只能发生在核壳结构 的界面上，这在很大程度上削弱了二者 相互作用的信号表达，极大限制了材料 的应用。解决上述问题的有效方法就是 一步直接合成具有微腔或介孔结构的纳 米发光材料，这类材料将极大地提高发 光中心与负载客体的表面联系，可期待 显著改善其对客体分子的负载效率，增 大信号表达，提高灵敏度。 目前，纯 单相稀土上转换介孔或微腔结构材料的 合成及相关应用的报道较少，最近我们 课题组采用多羟基醇溶剂热法低温合成 了介孔 NaYF4：Er ，Yb 亚微米球，材 料平均孔径为 4.9nm，渴望在药物输运 及药物缓释的荧光监控方面得到应用。 3 结语 材料科学和纳米技术的日新月异 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 高速发展，推动着稀土发光纳米材料研