用于治疗、诊断和其他用途的受保护量子点制造技术

被保护的量子点受到保护而免于降解，特别是在水性环境中。该系统包括量子点、疏水性核及亲水性壳。量子点被包覆在疏水性核中并受到疏水性核的保护。核聚合物与亲水性壳聚合物或蛋白质共价键合。与水性环境中的未被包覆的量子点相比，更佳地保持了量子产率。任选地，配体附接于亲水性壳以靶向递送受保护的量子点。在替代实施方式中，量子点被包覆在亲水性壳中，或包覆在壳与核两者中。或包覆在壳与核两者中。或包覆在壳与核两者中。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于治疗、诊断和其他用途的受保护量子点
[0001]根据美国专利法35U.S.C.
§
119(e)，并根据所有国家地区的适用条约及公约，主张提交日期为2020年8月3日的美国临时专利申请号63/060214的权益。技术领结构域
[0002]本专利技术涉及用于治疗、诊断和其他用途的受保护量子点的复合物及方法。

技术介绍

[0003]量子点(quantum dots，QD)是荧光半导体纳米粒子，其直径通常为约2nm至约20nm。在这些尺寸下产生的量子限制效应赋予量子点独特的特性，这些特性不同于具有相同化学成分的块状半导体材料的特性。量子点通常用作荧光团(fluorophore)。量子点提供优于传统荧光分子的优势，包括高光致发光、高量子产率、高光稳定性、宽吸收光谱、窄发射光谱及大的有效斯托克斯位移(effective Stokes shift)。量子点的特性可容易地通过调节它们的大小、形状或化学成分来调整。
[0004]由于量子限制效应，改变量子点的大小会改变发射光的波长，即使在化学成分不变且使用相同的激发波长时也是如此。电子/空穴对在空间上受到QD尺寸的限制。有趣的是，QD半径可比电子
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空穴对或激子的玻尔半径更短。随着QD半径减小，价带和导带之间的带隙能量增加。半导体的量子限制效应通常比金属更明显，因为金属缺乏半导体特有的带隙。
[0005]量子点的独特光学特性使其可用于多种用途，包括生物传感、生物分析、成像探针、多色成像、基于QD的激光器、发光装置(LED)及光伏电池。/>[0006]许多QD是基于CdSe或CdTe半导体。已使用的另一种材料为ZnSe。镉和其他重金属有毒性。ZnSe具有较低的毒性，使其更适合生物应用和其他需要考虑毒性的应用。此外，ZnSe具有宽的直接带隙(2.7eV)及高激子结合能，21meV，使其具有高稳定性及高光漂白抗性，适用于高效的室温应用。
[0007]大多数现有的水溶性量子点复合物在水性环境中不稳定，尤其是对于长期储存而言，这是由于表面离子在水分子本身的帮助下氧化相对较快，以及表面配体的损失。大多数现有的量子点复合物具有在合成期间所施加的疏水性涂层。当使用配体交换来增加量子点制备物的疏水性时，不佳的副作用为量子点的亮度降低。现有量子点制备物的疏水性及其在水性环境中产生的不稳定性限制了量子点在生物医学应用如诊断学和治疗学中的使用。
[0008]对于受保护的量子点复合物和制备受保护的量子点复合物的方法，存在未被满足的需求，即需要在水性环境中稳定的复合物，使量子点更适合生物医学用途和水性环境中的其他用途。
[0009]Tomczak,N.、Janczewski,D.、Han,M.&Vancso,G.J.(2009)。Designer polymer
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quantum dot architectures.Progress in Polymer Sci.,34(5),393
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430.doi:https://doi.org/10.1016/j.progpolymsci.2008.11.004为描述已尝试用于制造各种量子点
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聚合物混合材料的各种方法的评论文章。
[0010]先前的一种方法是直接在水性环境中合成量子点。尽管所得制备物通常具有相对
Nanostructures,89,77
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85.doi:https://doi.org/10.1016/j.physe.2017.01.031。
[0016]聚合物纳米粒子(Polymeric nanoparticles，PNP)，其中一些是基于生物聚合物而已被用于各种应用，包括活性成分(active ingredient，AI)的受控释放，以及保护AI免受环境降解。根据其详细的组成，PNP可具有低毒性、高生物降解性、高生物兼容性和低成本。
[0017]WO/2020/076886公开了通过将木质素接枝到聚(乳酸
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共
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乙醇酸)(poly(lactic
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co
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glycolic)acid，PLGA)上以形成接枝聚合物的合成的两亲性生物聚合物，然后可将其进一步组入聚合物纳米粒子而不需要表面活性剂。纳米粒子的典型直径为75nm。纳米粒子可例如被用于药物输送。
[0018]K.Sill,Quantum dot
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polymer nanocomposites:new materials for dispersion,encapsulation,and electronic applications(PhD Dissertation,Univ.Mass.Amherst,2006)公开了CdSe
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聚合物复合物的制备，其中量子点均匀地分散在整个聚合物中，且其中聚合物组分任选地交联以提高稳定性。亦参照Astete,C.E.,De Mel,J.U.,Gupta,S.,Noh,Y.,Bleuel,M.,Schneider,G.J.,&Sabliov,C.M.(2020).Lignin
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Graft
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Poly(lactic
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co
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glycolic)Acid Biopolymers for Polymeric Nanoparticle Synthesis.ACS Omega,5(17),9892
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9902.doi:10.1021/acsomega.0c00168。
[0019]木质素是一种亲水性、支化的多酚聚醚。木质素是纸浆和造纸工业中丰富的副产品。在纤维素之后，木质素是第二丰富的天然可再生生物聚合物。木质素的特性可用于许多应用，包括抗腐烂、抗生物攻击、抗紫外线或可见造成的光降解、高刚度和抗氧化。
[0020]白蛋白是一类球状运输蛋白(globular transport proteins)。肝脏产生的血清白蛋白约占健康个体中血清蛋白的一半。其功能包括维持渗透压，以及运输内源性和外源性配体。白蛋白已被掺入用于药物递送载体的纳米粒子中。参照Hosseinifar,N.,Goodarzi,N.,Sharif,A.A.M.,Amini,M.,Esfandyari
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Manesh,M.,&Dinarvand,R.(2020).Preparation and Characterization of Albumin Nanoparticles of Paclitaxel
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Triphenylphosphonium Conjugates:New Approach to Subcellular Targeting.Drug Res(Stuttg),70(2
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03),71
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79.doi:10.1055/a本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种受保护的量子点复合物，其包括量子点和接枝共聚物；其中：(a)所述量子点的平均直径为2nm至20nm；所述量子点包括半导体；所述量子点伴随紫外光谱中的激发及紫外、可见或红外光谱中的发射而发光；且所述量子点对于哺乳动物无毒性；(b)所述接枝共聚物包括疏水性聚合物结构域及亲水性聚合物或蛋白质结构域，其中所述疏水性聚合物结构域及所述亲水性聚合物或蛋白质结构域彼此共价键合；且其中所述疏水性聚合物及所述亲水性聚合物或蛋白质中的每一种均对于哺乳动物无毒性；(c)所述接枝共聚物包括核
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壳纳米粒子；其中所述核
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壳纳米粒子的内核主要包括所述疏水性聚合物结构域，且其中所述核
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壳纳米粒子的外壳主要包括所述亲水性聚合物或蛋白质结构域；由此，所述外壳中的所述疏水性聚合物结构域使所述复合物整体为亲水性；(d)所述纳米粒子的平均直径为70nm至500nm；(e)所述量子点主要位于所述纳米粒子内部；其中若所述量子点的表面为疏水性并且不带静电荷，则所述量子点主要与所述纳米粒子的疏水性的所述内核相关联(associate)；且其中若所述量子点的所述表面为亲水性或带静电荷，则所述量子点主要与所述纳米粒子的亲水性的所述外壳相关联；且(f)所述复合物的特性为，当所述复合物处于水性环境中时，与在其他方面化学性地相同但缺少所述接枝共聚物及所述纳米粒子的游离量子点相比，所述复合物中的所述量子点的降解速率至少慢1.25倍。2.根据权利要求1所述的复合物，其中所述疏水性聚合物结构域包括选自由以下组成的组的一种或多种聚合物：聚(乳酸
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共
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乙醇酸)(PLGA)、聚苯乙烯、聚羟基链烷酸酯、聚乳酸、聚乙醇酸、聚(甲基丙烯酸甲酯)、甲基丙烯酸铵、聚苯乙烯、聚(苯乙烯
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共
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马来酸酐)、聚乙烯、以及聚(环氧丙烷)。3.根据权利要求1所述的复合物，其中所述亲水性聚合物或蛋白质结构域包括选自由以下组成的组的一种或多种聚合物或蛋白质：玉米醇溶蛋白、大豆蛋白、聚乙二醇(PEG)、聚(乙烯醇)(PVA)、聚(谷胺酸)、木质素磺酸钠(SLGN)、牛血清白蛋白(ALB)、碱性木质素、聚丙烯酰胺、聚乙烯亚胺、胶原蛋白、取代或未取代的纤维素、取代或未取代的淀粉以及多核苷酸。4.根据权利要求1所述的复合物，其中所述量子点包括选自由以下组成的组的一种或多种半导体：ZnSe、ZnSe:Mn、ZnSe:Cu、ZnSe:Ag、其他掺杂的ZnSe半导体、石墨烯QD、碳QD、远红外QD、其他锌基QD、InP、CuInSe2、AgInSe2、CuInS2、AgInS2、其他金属基的QD及其他III
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V半导体。5.根据权利要求1所述的复合物，其中所述纳米粒子的平均直径为100nm至25...

【专利技术属性】
技术研发人员：西瓦，
申请(专利权)人：量子技术集团有限公司，
类型：发明
国别省市：