一種應用于光動力治療的納米復合材料及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及的是一種納米復合材料，本發明也涉及一種納米復合材料的制備方法。具體地說涉及一種應用于光動力治療的納米復合材料及其制備方法。
【背景技術】
[0002]光動力治療(TOT)是以光、光敏劑和氧的相互作用為基礎進行疾病的診斷和治療的一種新技術，其基本原理是在特定波長及強度的光照下，光敏劑分子被激發至激發態并將其能量傳遞至周圍的氧分子，從而產生單線態氧(1O2)或自由基等反應活性氧物質(ROS)，并由此造成組織器官損傷破壞目標組織進而達到治療的目的。與傳統的癌癥治療手段包括手術、化學治療和放射治療相比，光動力治療(TOT)具有創傷小、毒性低、選擇性好、精度高、可重復治療和可協同手術等顯著優勢。
[coos]目前光動力治療(roT)所存在的主要問題，一是絕大多數光敏劑是疏水性的，在生理環境中溶解性較差，因此容易發生嚴重團聚，這樣會降低其光敏化效率，從而限制它們在光動力治療(PDT)的應用；二是治療時需要用紫外-可見光照射組織部位以激發光敏劑分子，而紫外-可見光對組織的穿透深度有限，只能用于很淺的表皮層和光子能夠到達的部位的治療。中國知網CNKI中南大學博士論文題為空心硅納米粒子光敏劑在光動力治療膽管癌中的作用及機制一文中，介紹了一步濕化學方法制備出負載的空心氧化硅納米粒子，實現了光敏劑的納米化，但是容易發生嚴重團聚，這樣會降低其光敏化效率，限制它們在光動力治療的應用。
【發明內容】
[0004]本發明的主要目的之一是提供具有均勻、單分散、尺寸可控的一種應用于光動力治療的納米復合材料；本發明的主要目的之二是提供一種應用于光動力治療的納米復合材料的制備方法。
[0005]本發明制備的一種應用于光動力治療的納米復合材料的化學表達式為:
[0006]NaGdF4:20% Yb/1 % EriNaGdF4:10% YbiNaNdF4:10% YbiS12-Au25 (Capt) 18'
[0007]NaGdF4:20% Yb/1 % Er表示所合成的NaGdF4*含有物質的量分數為20%的Yb元素并且含有物質的量分數為I %的Er元素表示包覆的意思；-Au25 (Capt) ‘表示用Au25 (Capt) ‘來修飾 ο
[0008]本發明的應用于光動力治療的納米復合材料的制備方法為:
[0009](I)將油酸鹽、氟化鈉、十八烯和油酸的混合物在抽真空、攪拌的狀態下加熱到100?120°C，待不再有氣泡，通氮氣反應0.5?lh，再升溫至300?320°C，反應I?1.5h，自然冷卻降至室溫；
[0010](2)將形成透明液體的三氟乙酸鹽前驅體、油酸和十八烯的混合物步驟(I)得到的物質中，升溫至310?320°C，反應I?1.5h后自然冷卻至室溫；
[0011](3)將步驟(2)得到的物質與十六烷基三甲基溴化銨和水混合，攪拌至透明、澄清溶液，加入乙醇和的氫氧化鈉溶液，升溫至70?75°C，滴入正硅酸乙酯，反應10?15min，反復洗滌后的產物保存于超純水中得到核殼結構納米顆粒液體；
[0012](4)取物質的量比為1:1的四正辛基溴化銨和氟金酸，溶于甲醇中，攪拌10?20min,加入溶有物質的量與氟金酸相等的卡托普利的甲醇溶液,繼續攪拌10?30min ;再加入硼氫化鈉，攪拌8h，離心收集上清液，用甲醇萃取，真空干燥后的固體溶于水中得到Au25的水溶液；
[0013](5)向核殼結構納米顆粒液體中，加入含有八1125的水溶液，常溫攪拌8?10h，反復洗滌后得到 NaGdF4:20% Yb/1% EriNaGdF4:10% YbiNaNdF4:10% YblgS12-Au25(Capt)18'
[0014]本發明的應用于光動力治療的納米復合材料的制備方法還可以包括:
[0015]1、所述油酸鹽是物質的量比為79:20:1的油酸釓、油酸鐿、油酸鉺；氟化鈉與油酸釓的物質的量相等。
[0016]2、所述三氟乙酸鹽前驅體是物質的量比為9:1的三氟乙酸釓、三氟乙酸鐿，和與三氟乙酸釓等物質的量的氟化鈉。
[0017]3、步驟(2)連續重復進行兩次以上。每次的三氟乙酸鹽前驅體可以相同也可以不相同。每次的三氟乙酸鹽前驅體不相同時，第一次的三氟乙酸鹽前驅體是物質的量比為9:1的三氟乙酸釓、三氟乙酸鐿，和與三氟乙酸釓等物質的量的氟化鈉；第二次的三氟乙酸鹽前驅體是物質的量比為9:1的三氟乙酸釹、三氟乙酸鐿，和與三氟乙酸釹等物質的量的氟化鈉；第三次及其以后的三氟乙酸鹽前驅體與對一次或第二次相同。
[0018]本發明具有的有益之處在于:
[0019]本發明制備了一類均勻、單分散、尺寸可控(50_100nm)、介孔S12包覆上轉換納米顆粒(UCNPs)核殼結構的納米載體，并且通過適當的吸附方法將光敏劑藥物分子Au25 (Capt) 18_ (Au25)連接到介孔S12骨架中構筑多功能的復合材料,而這種材料正可以解決光動力治療O3DT)現在存在的問題。在UCNPs表面包覆一層可調厚度的介孔Si02。通過UCNPs的濃度、十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)和正硅酸乙酯(TEOS)的量、反應溫度和時間等條件的優化對材料的尺寸和均一性進行調控。以十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)作為相轉移試劑和造孔劑，通過反應條件的優化得到均勻、單分散、尺寸可控(50-100nm)的UCNPs@Si02納米載體。將Au 25修飾在介孔S1 2表面，提高了納米復合材料的光動力效果。該稀土上轉換材料是可將近紅外光有效傳遞給光敏藥物分子的高質量納米粒子。
【附圖說明】
[0020]圖1為核殼結構UCNPs納米顆粒的TEM圖；
[0021]圖2為UCNPs@Si02納米顆粒的TEM圖；
[0022]圖3為UCNPs@Si02納米顆粒修飾Au 25后的EDS圖；
[0023]圖4A 為 980nm 激光激發的 UCNPs@Si02、UCNPs@Si02_Au25光譜測試圖；
[0024]圖4B為0.5W/cm2發射功率、808nm激光激發下UCNPsOS1 2_Au25的吸收光譜圖；
[0025]圖4C 為 808nm 激光激發的 UCNPs@Si02、UCNPs@Si02_Au25光譜測試圖；
[0026]圖4D為在0.5W/cm2發射功率、808nm激光和0.5ff/cm 2發射功率、980nm激光激發下UCNPs@Si02_Au25的吸收光譜圖；
[0027]圖4E 為 UCNPs@Si02、UCNPs@Si02_Au25的衰減曲線對照圖；
[0028]圖4F 為在 0.5W/cm2發射功率、808nm 激光激發下 UCNPsOS1 2_Au25、Au25 (Capt) 18-的吸收光譜對照圖。
【具體實施方式】
[0029]為了更好的理解本發明，下面通過實施例對本發明進行更詳細的說明。
[0030]實施例1:
[0031](I)采用高溫熱解法制備NaGdF4:20% Yb/1 % Er (UCNPs):稱取0.4378g油酸釓、0.1124g油酸鐿、0.0051g油酸鉺和0.1050g氟化鈉置于容器中，加入7.5ml十八烯和7.5ml油酸，在攪拌、抽真空狀態下加熱至110°c，待不再有氣泡產生，關閉真空裝置，通氮氣保持0.5h ;然后升溫至300°C，通氮氣并磁力攪拌1.5h，隨后自然冷卻降至室溫；所制備的納米顆粒經洗滌后保存在環己烷液體中；
[0032](2)核殼結構納米顆粒的合成:采用連續包覆法制備UCNPs,取步驟⑴中的環己烷液體、5ml油酸、5ml十八烯于容器中，在攪拌、抽真空的狀態下升溫至120°C，待不再有氣泡產生，關閉真空裝置，通氮氣保持lh，加熱至310°C。同時稱取0.10875g三氟乙酸釓(Gd(CF3COO)3)、0.0128g 三氟乙酸鐿(Yb (CF3COO) 3)、0.0340g 氟化鈉(CF3COONa)于 2ml的小瓶中，再加入0.375ml油酸和0.375ml十八烯，密閉小瓶。將其置于恒溫加熱磁力攪拌器上攪拌，直至固體溶解，形成透明液體。然后用針管抽取得到的透明液體，將其注入到剛升溫至310°C的容器中。在310°C，磁力攪拌，氮氣保護下保持Ih后自然冷卻降至室溫，生成NaGdF4:20% Yb/1% EriNaGdF4:10% Yb樣品。將稱取物變為0.2175g三氟乙酸釹(Nd(CF3COO)3) ,0.0256g 三氟乙酸鐿(Yb(CF3COO)3) ,0.0680g 氟化鈉(CF3COONa)于 2ml 的小瓶中，再加入0.375ml油酸和0.375ml十八烯，密閉小瓶。將其置于恒溫加熱磁力攪拌器上攪拌，直至固體溶解，形成透明液體。然后用針管抽取得到的透明液體，將其注入到剛升溫至310°C的容器中。在310°C，磁力攪拌，氮氣保護下保持Ih后自然冷卻降至室溫，重復上述操作，洗滌后將得到的 NaGdF4:20% Yb/1% EriNaGdF4:10 % YbiNaNdF4:10 % Yb 納米顆粒保存在環己烷中；
[0033](3)核殼結構的UCNPs@Si02m米材料的合成:取上述NaGdF 4:20 % Yb/1 % EriNaGdF4:10% YbiNaNdF4:10% Yb 的環己溶液 2ml、0.1g CTAB、20ml 水于容器中，常溫攪拌至透明、澄清溶液，然后稱取1ml于三口燒瓶中，再加入20ml水、3ml乙醇、150ul (2mol/l)氫氧化鈉溶液，加熱至70°C。待70°C穩定，逐滴加入200ul正硅酸乙酯(TEOS)，反應進行1min,離心，用乙醇清洗三次。
[0034](4) Au25的合成:取126.8mg四正辛基溴化銨、78.7mg氟金酸(HAuCl 4.3H20)和1ml甲醇于容器中，快速攪拌20min，將5ml溶有217.2mg卡托普利的甲醇溶液快速注入容器中，繼續攪拌30min ;取75.6mg硼氫化鈉(NaBH4)溶于冰水中，并快速加入上述容器中，攪拌8h ;離心，收集上清液，除去不溶解的Au (I)聚合物；用旋轉蒸發法提純，加乙醇得到沉淀，用少量的甲醇萃取3次，經真空干燥后得到Au25樣品；
[0035](5)UCNPs@Si02納米顆粒修飾Au 25:取1ml制得的UCNPsOS1 2液體于燒杯中，力口入Au25，常溫攪拌8h，反復洗滌后得到樣品。
[0036]說明書附圖3為UCNPs@Si02納米顆粒修飾Au 25后的EDS mapping圖，從圖中我們可以看出Au、F、Gd、Yb、Nd元素的分布情況。
[0037]實施例2:
[0038](I)采用高溫熱解法制備NaGdF4:20%