[发明专利]一种二氧化钛-金纳米棒的不对称纳米复合材料、其制备方法及应用

说明书

本发明公开一种二氧化钛‑金纳米棒的不对称纳米复合材料、其制备方法及应用，所述的纳米复合材料以金纳米棒的一端为二氧化钛纳米的生长点，使二氧化钛直接接触在金纳米棒的一端的具有不对称的结构，其中金纳米棒的长径比约为2.5‑3.5，直接接触的二氧化钛厚度为7‑20纳米，该纳米复合粒子由于尺寸小从而具有较好的肿瘤渗透力，吸收在穿透力较强的近红外光区650‑900纳米，并用PEG和荧光分子‑PEG进行表面修饰以增加生物相容性。可用于乏氧肿瘤的近红外光照的适宜光热和较好的光动力协同治疗；该纳米复合粒子的合成方法具有操作方便、原料廉价、分离简单等优点。

技术领域

本发明涉及纳米材料技术领域，具体涉及一种二氧化钛-金纳米棒的不对称纳米复合材料、其制备方法及其在缺氧肿瘤光热和光动力协同治疗中的应用。

背景技术

近年来，以近红外为基础的光疗技术，主要包括光热疗法和光动力疗法，在肿瘤治疗中显示出很好的准确性、高效性、深部组织渗透性、微创手术和副作用小等优点而被广泛发展。其中光热疗法是用光热剂(如金纳米颗粒、聚苯胺纳米颗粒、碳纳米管、聚吡咯纳米颗粒等)是通过近红外光的传输实现了对肿瘤处的辐照加热以快速消融。然而，局部过高的温度可能引起热休克反应并破坏肿瘤周围正常组织。此外，光动力是指光敏剂在光照下局部产生活性氧对精确有效地治疗肿瘤也引起了人们的极大关注。但考虑到缺氧是肿瘤的一个共同特征，大多数光敏剂的光动力效应随着肿瘤处的耗氧量的增加而逐渐减弱。此外，小分子光敏剂由于代谢快、光漂白和自氧化等原因也一直限制了光动力的发展。因此，将光热疗法和光动力疗法等多种癌症治疗方法因其协同效应而各显优势，相互覆盖，是可控、精确治疗肿瘤的最佳选择。

与小分子相比，纳米体系是一种很有前途的肿瘤治疗策略，在生物体内具有长循环，稳定性好，被动靶向效果好等优点。二氧化钛纳米是一种有趣且重要的光催化剂，由于其低毒性，稳定性好，效率高，成本低等优点已被研究并应用于催化和环境领域。其在光照下，不依赖氧气就可以产生活性氧的过程可以很好的解决目前许多光敏剂在缺氧肿瘤中光动力效果差的问题而引起了广泛的关注。然而，由于其大的带隙需要高能紫外激发和电子空穴的快速复合，使其在生物领域的应用一直面临着巨大的挑战。因此，如何降低二氧化钛的电子-空穴复合率并调整直接或间接到近红外范围的激发波长在生物学应用中具有重要的实用价值。

目前，已经应用具有表面等离子体共振和供电子分子的金，银，钯纳米颗粒来促进电子的产生并增强长波长光的吸收。但依然存在着复合纳米尺寸过大影响在肿瘤处的渗透力，单一的光动力治疗模式，电子传输效率低，吸收光多在可见区等各种问题存在。因此，光热材料的代表：金纳米棒(直径小于15nm)，具有灵活和可调节的SPR吸收，高光热转换效率，低毒性和良好的电子供体可用来调节二氧化钛纳米。但是由于金纳米棒的生长条件恶劣，二氧化钛纳米只能在金纳米棒上作为种子再生。但是在不受控制的条件下，通过湿化学方法在单端小金纳米棒上合成明确定义的空间分离二氧化钛仍然是一个亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种荧光修饰的金纳米棒和二氧化钛不对称纳米复合粒子，所述复合材料是用于乏氧肿瘤处光热和光动力协同治疗的复合纳米粒子；该纳米复合粒子由于尺寸小具有较好的肿瘤渗透力，吸收在穿透力较强的近红外光区650-900纳米，并用PEG和荧光分子-PEG进行表面修饰以增加生物相容性。可用于乏氧肿瘤的近红外光照的适宜光热和较好的光动力协同治疗；该纳米复合粒子的合成方法具有操作方便、原料廉价、分离简单等优点。

本发明的目的之一是提供一种二氧化钛-金纳米棒的不对称纳米复合材料，所述的纳米复合材料以金纳米棒的一端为二氧化钛纳米的生长点，使二氧化钛直接接触在金纳米棒的一端的具有不对称的结构，其中金纳米棒的长径比约为2.5-3.5，直接接触的二氧化钛厚度为7-20纳米，优选13-20纳米，该复合纳米粒子在近红外光的照射下，可以将金纳米棒上热电子通过肖特基势垒传递到二氧化钛的导带上，可以对肿瘤部位同时具备光热治疗和光动力治疗，其结构如图1所示：