[发明专利]改性铋纳米颗粒、制备、应用及改善铋纳米颗粒性能方法

说明书

本发明涉及一种改性铋纳米颗粒、制备、应用及铋纳米颗粒改性方法，属于改性纳米材料技术领域，本发明在提供一种新的放疗增敏剂的同时，还能够解决现有纳米颗粒无法同时满足良好增敏性能和耐辐射性能的问题。本发明的改性铋纳米颗粒为核‑壳结构，核‑壳结构中核为铋纳米颗粒，壳为二氧化硅包覆层。用于提放疗增敏剂的耐辐照性能和增强肿瘤的放射敏感性。

技术领域

本发明涉及改性纳米材料技术领域，尤其涉及一种改性铋纳米颗粒、制备、应用及改善铋纳米颗粒性能方法。

背景技术

放射治疗(Radiotherapy,RT)是一种用于治疗癌症的高效靶向疗法，通过高能射线如X射线、γ射线、电子、中子和带电粒子等，以直接靶向胞内DNA等组分或间接通过产生活性氧自由基等达到损伤细胞的目的。在生物体内，肿瘤组织往往临近于重要的组织或器官，因此仅提高放射剂量虽会对肿瘤组织造成损伤，同时也会对正常组织造成较严重的毒副作用。基于计算机辅助的信息化放射治疗，将常规用于肿瘤诊断的造影剂(如CT造影剂)与肿瘤放疗的增敏剂结合，实现可以用于成像引导的肿瘤放疗增敏，从而引导放射治疗的高效、准确实施。前期的研究证明碘造影剂能够增强细胞对X射线的敏感性，然而其肾毒性等副作用限制了在放疗增敏上的高剂量使用。

现有技术中使用氧化铪(HfO₂)纳米颗粒、金纳米颗粒、铂纳米颗粒作为增敏剂，这些增敏剂普遍增敏效果一般，并且由于纳米颗粒到高能射线(如X射线)辐照后，与颗粒内部晶格点阵发生碰撞，在微观上高能射线碰撞纳米颗粒内的晶格位点原子，使这部分原子获得动能，开始脱离晶格束缚(即初级碰撞原子)。初级碰撞原子接着撞击其他点阵原子，产生次级碰撞原子，如果次级碰撞原子还具有能量，则其会撞击出三级碰撞原子，如此延续下去，最终产生大量的微观缺陷，包括空位和间隙原子等。这些缺陷在材料内部可以自由移动，或者发生复合而消失，或者迁移聚集形成间隙原子团簇，进而发展为位错环。随着缺陷的长期累积，导致纳米颗粒的放疗增敏性能和光热转换性能的严重下降甚至是失效，以及化学组成的改变。因此，寻找到一种既具有良好的增敏性能，又具有良好耐辐照性能和光热转换性能的纳米颗粒，对于其在图像引导的综合治疗中具有重要意义。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种改性铋纳米颗粒、制备方法、应用及改善铋纳米颗粒放疗增敏性能和耐辐照性能方法，该改性铋纳米颗粒可用作放疗增敏剂，因此，本发明在提供一种新的放疗增敏剂的同时，还能够解决现有纳米颗粒无法同时满足良好增敏性能和耐辐射性能的问题。

一方面，本发明提供一种改性铋纳米颗粒，所述改性铋纳米颗粒为核-壳结构，所述核-壳结构中核为铋纳米颗粒，所述壳为二氧化硅包覆层。

进一步地，所述铋纳米颗粒粒度为2nm～50nm。

进一步地，所述包覆层厚度为2nm～20nm。

另一方面，本发明提供一种改性铋纳米颗粒的制备方法，用于制备上述的改性铋纳米颗粒，包括：

步骤1.将铋纳米颗粒加入溶剂中，超声分散；

步骤2.加入硅烷剂溶液，进行水解、缩合反应。

进一步地，还包括：

步骤3.反应结束后，固液分离，洗涤沉淀，得到改性铋纳米颗粒。

进一步地，所述步骤1中，将铋纳米颗粒加入溶剂中，超声分散后，加入两性表面活性剂，再继续进行超声分散。

进一步地，所述步骤2中，加入硅烷剂溶液前，加入碱的水溶液。

进一步地，所述步骤1中，溶剂为不溶于水的有机溶剂。

第三方面，本发明还提供一种改善铋纳米颗粒放疗增敏性能和耐辐照性能的方法，利用二氧化硅对铋纳米颗粒包覆，形成核-壳结构的改性铋纳米颗粒。