[发明专利]表面生长过渡金属二硫化物的上转换发光纳米复合材料、制备方法及应用

说明书

本发明公开了一种表面生长过渡金属二硫化物的上转换发光纳米复合材料的制备方法，其包括如下步骤：(1)采用溶剂热法合成表面包裹有惰性NaGdF₄层的油溶性稀土上转换发光纳米晶形成第一分散液；(2)将过渡金属氯化物与单质硫溶解在混合溶液中，以第一分散液为底物，生长纳米晶体，并分散在三氯甲烷中，形成第二分散液；(3)预备两亲性聚合物配体，并在常温条件下与第二分散液搅拌，对材料进行水溶性改性，即得到水溶性的表面生长过渡金属二硫化物的上转换发光纳米复合材料。本发明还公开了其制备的材料与应用。该材料同时具有光热治疗、荧光成像、磁共振成像等多种应用价值，且粒径较小，在肿瘤诊断和治疗等领域具有较大的应用前景。

技术领域

本发明属于纳米生物材料制备技术领域，具体涉及一种表面生长过渡金属二硫化物的上转换发光纳米复合材料、制备方法及应用。

背景技术

迄今为止，癌症仍然是导致人类死亡的主要原因之一。生物成像作为癌症诊断的主要方式之一，也已经成为人们研究的热点。稀土上转换发光纳米材料(UCNPs)是一类新兴的发光标记材料，由于其特殊的反斯托克斯位移发光过程，利用近红外光作为激发光源，能够发射可见、紫外光等，并且能够有效的消除自发荧光产生的背景干扰。同时，UCNPs还拥有许多优点，例如光稳定性强、发射谱带窄、荧光寿命长、生物毒性低、以及对生物组织无损伤等，基于以上优点UCNPs被广泛应用于生物成像领域，如上转换发光成像、磁共振成像、计算机断层扫描成像、正电子发射计算机体层摄影等。

近年来，纳米复合材料用于生物成像引导的癌症治疗已经引起人们越来越多的关注，这是由于这些纳米复合材料可以同时实现癌症的治疗和诊断，从而大大提高治疗效果和减低副作用。因此诊疗一体化纳米复合材料的设计与合成在肿瘤的治疗方面显得尤为重要。相比于传统的癌症治疗手段(放疗、化疗等)，光热治疗作为一种新型的癌症治疗策略，可以将光能转换为热量，从而使肿瘤的局部温度升高，进而导致肿瘤消融。目前，由于光热治疗的可控操作性、高灵敏度、非侵害性和低组织毒性等优点越来越引起研究者们的关注。

光热试剂是指能够将光能转换为热能的一种新型材料，目前报道的光热试剂包括金纳米粒子、铂纳米粒子，WO_2.9纳米棒、Cu_7.2S₄纳米晶、MoS₂纳米片、Bi₂O₃纳米棒、碳纳米材料、聚合物纳米粒子等。在这些已报道的光热材料中，有许多属于无机非生物降解物质，存在长期体内滞留的危险，进而存在生物安全问题，使其临床应用受到严重阻碍。因此，人们付出了巨大的努力来开发可以迅速排泄的无机纳米材料。而报道最多的是利用超小型纳米粒子，其行为有点像小分子。然而，这些超小型纳米粒子会失去一定的“纳米级优势”，并且血液循环时间会显着缩短，此外，由于肾脏排泄迅速，这些粒子还会导致渗透性和滞留效应减弱，不能达到理想的治疗效果。

因此，研究在不损害其成像和治疗效果的情况下，开发一种即时清除的无机纳米平台材料是非常有必要的。目前已报道的基于上转换纳米粒子和光热试剂的复合材料，大多是分别制备两种纳米粒子，然后通过物理吸附或者化学键将两者连接，这种合成过程复杂且耗时，过程可控性差，制备的材料稳定性差；且所制备的体系复合材料的综合性能不能满足诊疗一体化的需要，无法应用在诊疗一体化领域。

因此，研究一种新的无机纳米复合材料的温和、便捷、高效的制备方法，并且改进复合材料的综合性能，使其满足诊疗一体化的特别需求，就显得较为重要。

发明内容

本发明是针对现有技术的不足，而提供了一种表面生长过渡金属二硫化物的上转换发光纳米复合材料的制备方法，该方法工艺简洁、温和、可控性好、制备的材料稳定性、一致性好；且其制备的复合材料经过改性处理后，能够满足临床诊疗一体化，即荧光成像、磁共振成像、光热治疗的一体化需要，使其能够应用在诊疗一体化。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：