(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210824034.7 (22)申请日 2022.07.13 (71)申请人 北京化工大 学常州先进材 料研究院 地址 213164 江苏省常州市武进区常武中 路18号常州科教城520大道北京化工 大学常州先进材 料研究院A 211 (72)发明人 冀辰东　尹梅贞　魏凯　王颖达　 (51)Int.Cl. A61K 41/00(2020.01) A61K 9/14(2006.01) A61P 35/00(2006.01) A61K 49/22(2006.01) (54)发明名称 一种具有聚集增强光热特性的喹啉菁光热 纳米粒子的制备和应用方法 (57)摘要 本发明提供了一种具有 “聚集增强光热 ”特 性的喹啉菁光热纳米粒子的制备和应用方法。 本 发明使用2 ‑甲基喹啉为原料， 合成一系列含有 不 同取代基团的平面型近红外喹啉菁分子， 并通过 自组装发制备光热纳米粒子。 由于合成的喹啉菁 分子具有良好的平面刚性， 分子容易自组装形成 规则排列的H聚集体， 光热效应随之大幅增强； 通 过调节分子的取代基团， 可以控制喹啉菁形成自 组装体的粒径、 聚集程度及吸收波长。 本发明提 供的喹啉菁光热纳米粒子具有近红外吸收、 均一 的尺寸、 高光热效率及良好的稳定性， 且制备方 法简单、 高效， 在生物光声成像、 肿瘤光热治疗等 领域具有良好的应用前 景。 权利要求书1页 说明书4页 附图4页 CN 115040650 A 2022.09.13 CN 115040650 A 1.一种具有 “聚集增强光热 ”特性的喹啉菁光热纳米粒子， 其特征在于， 构成光热纳米 粒子的喹啉菁染料的结构式为： 其中， R1为甲基、 乙基、 丙基、 丙磺酸基； R2为氯、 苯硫基、 苯硒基。 2.一种具有 “聚集增强光热 ”特性的喹啉菁光热纳米粒子的制备方法， 其特征在于， 包 括以下步骤： 1)喹啉菁分子的合成， 2)通过自组装法， 使喹啉分子形成光热纳米粒子 。 3.根据权利要求2所述的具有 “聚集增强光热 ”特性的喹啉菁光热纳米粒子的制备方 法， 其特征在于， 步骤1)所述的喹啉菁分子可通过步骤S1 ‑S2或S1‑S3所述方法合成： S1、 将摩尔比为1： 2 ‑5的2‑甲基喹啉及季胺化试剂溶解于适量乙腈中， 在氮气 保护下回 流反应12小时， 用甲基叔 丁基醚沉淀并洗涤多次并干燥， 得到季胺化喹啉衍 生物； S2、 将季胺化喹啉衍生物与等摩尔量的2 ‑氯‑3‑(羟基亚甲基) ‑1‑环己烯‑1‑甲醛溶解 于甲苯和正丁醇体积比为2:1 ‑1.5的混合溶剂中， 在氮气保护下回流反应8小 时， 随后再次 将季胺化喹啉衍生物及少量吡啶加入反应液， 继续回流反应8小时， 将反应液冷却、 过滤， 并 将所得固体用甲基叔 丁醚洗涤， 用柱层析色谱进行分离得到喹啉菁化 合物QCy1； S3、 将QCy1与中位取代试剂按摩尔比1:2 ‑6溶于N,N ‑二甲基甲酰胺中， 加入催化量的三 乙胺， 在氮气保护、 85℃下反应3 ‑5小时， 在反应液中加入适量二氯甲烷并用水萃 取， 旋干有 机相后将所 得粗产物用柱层析色谱进行分离， 得到喹啉菁化 合物QCy2。 4.根据权利要求3 中所述的喹啉菁分子的合成方法， 其特征在于， 步骤S1中所述的季胺 化试剂包括 碘甲烷、 碘乙烷、 碘丙烷、 磺酸己内酯等。 5.根据权利要求3 中所述的喹啉菁分子的合成方法， 其特征在于， 步骤S2中所述的季胺 化喹啉衍 生物分两次加入反应液， 两次加入的摩尔量相同。 6.根据权利要求3 中所述的喹啉菁分子的合成方法， 其特征在于， 步骤S3 中所述的中位 取代试剂为苯硫酚、 苯硒酚 等。 7.根据权利要求2所述的具有 “聚集增强光热 ”特性的喹啉菁光热纳米粒子的制备方 法， 其特征在于， 步骤2)所述的自组装法为： 将喹 啉菁化合物配置成1 ‑5×10‑3M的DMSO溶液， 取一定体积的染料溶液滴入体积为20 ‑200倍的水中， 快速搅拌5 ‑10分钟， 随后通过透析法 除去DMSO。 8.根据权利要求1所述的具有 “聚集增强光热 ”特性的喹啉菁光热纳米粒子， 其特征在 于， 所述喹啉菁形成纳米粒子后， 其 光热转化效率比单分子态提升2 ‑3倍。 9.根据权利要求1所述的具有 “聚集增强光热 ”特性的喹啉菁光热纳米粒子在癌症光声 成像中的应用。 10.根据权利要求1所述的具有 “聚集增强光热 ”特性的喹啉菁光热纳米粒子在癌症光 热治疗中的应用。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115040650 A 2一种具有聚集增强光热特性的喹啉菁光热纳米粒子的制备和 应用方法 技术领域 [0001]本发明属于化学合成、 分子自组装及生物诊疗技术领域， 特别涉及一类具有 “聚集 增强光热 ”特性的喹啉菁 分子的合成、 其光热纳米粒子的制备方法、 及在癌症 光声成像和光 热治疗方面的应用。 背景技术 [0002]癌症是严重威胁人类健康。 目前针对癌症的治疗主要还是采用手术治疗、 放射治 疗、 化学治疗等传统治疗手段， 然而 上述治疗方法创伤大、 毒副作用强、 靶向性差， 难以实现 肿瘤的根除。 光热疗法是一种利用光热试剂， 在近红外光等外部光源的照射下， 将光能转化 为热能从而杀伤癌细胞的新型治疗方法。 基于有机染料 的光热材料 的制备成本低， 结构可 设计性强， 具有良好的生物安全性和生物降解性， 在光热治疗中应用潜力巨大。 有机光热材 料近年来发展迅速， 其功 能性也不断扩展。 基于有机光热材料构建的多功能平台可以结合 化疗、 放疗、 光动力疗法、 化动力疗法、 基因疗法和免疫疗法， 实现联合治疗， 在耐药性肿瘤、 转移肿瘤治疗、 预防肿瘤 复发中取得良好效果。 尽管人们对有机光热纳米材料 的构筑及其 抗肿瘤方法研究广泛， 然而， 对于有机染料本身的光热性能还需要进一步关注。 大多 数有机 染料由于自身分子结构的限制， 通常光热转化效率不高， 因此使用时需要使用增加剂量或 激光照射强度， 从而引起潜在的副作用。 寻找简 便、 高效方法提升有机材料的光热转化效率 具有重要意 义。 [0003]H聚集是一种染料聚集的特殊组装方式， 由于分子之间强的π ‑π相互作用， 分子可 实现紧密平行排列。  H聚集体受到光激发后， 在电子回迁过程中， 会产生更多的转换及 振动 弛豫， 使荧光大幅度 猝灭， 同时大量能量以热的形式释放。 因此， 染料的H聚集有望成为构筑 高性能光热试剂的一种有效手段。 目前， 有机染料H聚集体主要应用于光电领域， 在光热治 疗领域的研究很少。 以下原因限制了其应用： 1)有机分子H  聚集程度低、 容易解聚， 使光热 效率难以提升； 2)H聚集会导 致染料吸 收大幅蓝移， 进一 步制约了其 生物应用。 [0004]为了解决上述问题， 本项 目发明提出了一种构建平面性、 近红外喹啉菁染料的策 略， 分子可以在水中发生自组装形成稳定的H聚集体， 通过具有 “聚集增强光热 ”效应使光热 转化效率大幅提升 。 发明内容 [0005]本发明提供了一种具有 “聚集增强光热 ”特性的喹啉菁光热纳米粒子 的制备和应 用方法。 [0006]本发明使用2 ‑甲基喹啉为原料， 合成一系列 含有不同取代基团的平面型近红外喹 啉菁染料， 并通过自组装发制备光热纳米粒子。 由于合成的喹啉菁染料具有良好的平面刚 性， 分子容易自组装形成规则排列的H聚集体， 光热效应随之增强； 通过调节分子的取代基 团， 可以控制喹啉菁形成自组装体的粒径、 聚集程度及吸收波长。 另外， 喹啉菁形成H聚集体说　明　书 1/4 页 3 CN 115040650 A 3