[发明专利]用于双动力协同治疗的上转换纳米复合材料、制备方法及应用

说明书

本发明公开了一种用于双动力协同治疗上转换纳米复合材料的制备方法，其包括如下步骤：(1)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,得到壬二酸封端的亲水性上转换纳米颗粒，形成第一分散液；(2)将KMnO₄加入第一分散液直到形成棕色胶体，形成第二分散液；(3)预备亲水性聚合物配体，与第二分散液搅拌，得到第三分散液；(4)预备硝酸酸化的C₃N₄，在活化剂作用下与第三分散液进行羧氨活化偶联，即得到侧面生长MnO₂并共价连接C₃N₄的上转换纳米复合材料。本发明还公开了其制备的材料与应用。该材料同时具有协同双动力治疗、上/下转换荧光成像、磁共振成像等多种应用价值，在肿瘤的诊断和治疗等生物医药领域具有潜在的应用前景。

技术领域

本发明属于纳米生物材料技术领域，具体涉及一种用于双动力协同治疗上转换纳米复合材料及其制备方法与应用。

背景技术

近些年来，癌症已经成为危害人类健康的主要疾病之一。生物成像作为癌症诊断的主要方式之一，也逐渐成为人们研究的热点。相对于其他成像技术，生物光学成像具有操作简便、直观易接受、信号强度和成本相对低廉等优点，在各类疾病的诊断和治疗方面具有广阔的前景。其中，稀土上转换发光纳米材料由于其独特的发光特性，更加引起了人们的广泛关注。这是由于其可采用近红外光激发，发出紫外、可见和近红外光，是一种反Stokes 发光过程。而近红外光作为激发光源几乎对生物组织无任何损伤，有望实现厘米级别的组织穿透深度并且不会引起背景荧光。上转换纳米材料作为一种新型成像剂，在一系列生物成像领域得到了广泛的应用，如：细胞成像、小动物活体成像、磁共振成像(MRI)等。

针对目前临床上癌症的诊断和治疗相互独立，治疗周期长，费用高，化学治疗、放射治疗、手术治疗等治疗手段副作用大等问题，将成像和治疗相结合，制备诊疗一体化的多功能纳米材料则成为癌症发展的新方向。

现有技术中，已有报道的基于上转换纳米材料和PDT/CDT试剂的复合材料，大多是单独将一种PDT/CDT试剂与上转换纳米材料复合，这种结合所获得的上转换纳米粒子激发的效果有限，且治疗效果存在较大的局限性。其中，PDT为光动力治疗的缩写，CDT 为化学动力学疗法的缩写。

磁共振成像(MRI)是当今医学中最受推崇的无损伤、高分辨率以及高灵活性的诊断技术之一,磁共振成像造影剂在临床诊断中正起着愈来愈重要的作用。以光敏剂为核心的光动力治疗PDT是近期发展起来的一种选择性破坏、毒副作用小的治疗肿瘤新方法,在临床治疗癌症方面被认为是避免外科手术的良好选择。鉴于两者明显的应用优势和发展前景，如果能够研究出能兼具磁共振成像造影剂和光动力治疗用光敏剂双重功能的新一类试剂,可有力地促进二者的诊-治结合，并有可能为肿瘤的诊治带来革命性的变化。

光动力治疗(PDT)是以光、光敏剂和氧的相互作用为基础进行疾病的诊断和治疗的一种新技术，其基本原理是在特定波长及强度的光照下，光敏剂分子被激发至激发态并将其能量传递至周围的氧分子，从而产生单线态氧(¹O₂)或自由基等反应活性氧物质(ROS)，并由此造成组织器官损伤破坏目标组织进而达到治疗的目的。与传统的癌症治疗手段包括手术、化学治疗和放射治疗相比，光动力治疗(PDT)具有创伤小、毒性低、选择性好、精度高、可重复治疗和可协同手术等显著优势。

目前，相比于传统的癌症治疗手段(放疗、化疗等)对人体伤害较大的危害，光动力疗法(PDT)则是一种非侵入性和温和的医学技术，特别是在抗癌治疗中，可以利用适当的光敏剂在特定波长下照射时产生活性氧(ROS)，达到杀死癌细胞的功效。而PDT作为一种新兴且有前途的癌症治疗方式，还可用于改善其他传统抗癌疗法的缺点。