一種聚乙二醇修飾的鉍納米光熱轉換材料、其制備方法及應用
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及生物醫(yī)學領域，具體涉及一種聚乙二醇修飾的鉍納米光熱轉換材料、其制備方法及應用。
【背景技術】
[0002]隨著人們生活節(jié)奏加快、壓力增加以及自然環(huán)境污染日益加重，惡性腫瘤(癌癥)的發(fā)病率呈現(xiàn)逐年遞增的趨勢，嚴重威脅著人類的生命健康。目前，癌癥的常規(guī)治療手段主要包括手術切除、藥物化療及物理射線療法等，雖然它們都有著一定的治療效果，但是在實際的癌癥臨床治療時(特別是晚期癌癥)，其本身固有的局限性不容忽視，主要表現(xiàn)在毒副作用極大、缺乏靶向性及治療效果十分有限等。因此，人們迫切需要尋找一種安全、高效、可行的癌癥治療新方法。光熱治療是近些年來發(fā)展起來的一種新型腫瘤治療技術，其作用原理是利用光熱轉換材料吸收近紅外光，并有效地將光能轉換為熱量，對腫瘤組織進行加熱，改變腫瘤區(qū)域的局部溫度，從而有效地殺傷腫瘤細胞、破壞腫瘤組織和血管，而在治療過程中機體正常組織不會受到損傷。這種新穎的治療方法因其微創(chuàng)、快速、可定點殺傷、且毒副作用極小、具有理想的治療效果，而被稱為“綠色療法”。
[0003]實施光熱治療時一般選用在近紅外光區(qū)域有強吸收的光熱轉換材料，這是由于人體組織器官對近紅外光的吸收和散射很弱，其對人體組織的穿透力很強，且對機體不會造成傷害。目前，人們研究比較多的光熱轉換材料主要分為兩大類:有機光熱轉換材料和無機光熱轉換材料。其中，有機光熱轉換材料(包括吲哚菁綠ICG，聚苯胺等)存在著較低的光熱轉換效率、嚴重的光漂白特性以及非常短的血液循環(huán)時間等問題，而嚴重限制了它們在光熱治療領域的進一步應用。與有機光熱轉換材料相比，無機光熱轉換材料(包括貴金屬納米材料如金納米棒、金納米殼及金納米籠等，碳納米材料如碳納米管、氧化石墨稀及還原性石墨稀等和銅基納米晶如C119S5納米晶等)則往往具有$父尚的光熱轉換效率、$父長的血液循環(huán)時間及具有額外的成像診斷功能。雖然這些已經(jīng)開發(fā)出來的無機光熱轉換材料在應用于惡性腫瘤光熱治療時已經(jīng)取得了可喜的療效，但它們本身存在的諸多缺陷如需要相對復雜精細的合成過程、光熱穩(wěn)定性差、生物安全性差等問題限制了其在生物醫(yī)學領域的廣泛應用。此外，這些無機光熱轉換材料的種類還是非常有限的。因此，人們迫切需要開發(fā)新型的、合成過程綠色簡單的、具有高光熱轉換效率和穩(wěn)定性的、且生物安全性好的無機光熱轉換材料用于惡性腫瘤的光熱治療。
[0004]經(jīng)檢索國內外有關鉍納米材料方面的文獻和專利結果表明，還沒有發(fā)現(xiàn)有基于鉍納米材料用作光熱轉換材料及其制備方法和應用方面的報道。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明是要解決現(xiàn)有已開發(fā)的無機光熱轉換材料(如金納米棒、金納米殼、碳納米管、Cu9&納米晶等)的光熱轉換性能、光熱穩(wěn)定性和生物安全性有待提高，且合成過程相對復雜的問題，而提供一種聚乙二醇修飾的鉍納米光熱轉換材料、其制備方法及應用。
[0006]一種聚乙二醇修飾的鉍納米光熱轉換材料，它以表面活性劑、鉍鹽、聚丙烯胺鹽酸鹽水溶液、聚丙烯酸水溶液和交聯(lián)劑為原料制備而成，所述聚乙二醇修飾的鉍納米光熱轉換材料的粒徑為20nm?200nm，所述聚乙二醇修飾的祕納米光熱轉換材料的光熱轉換效率為 25%?35%。
[0007]一種聚乙二醇修飾的鉍納米光熱轉換材料的制備方法是按照以下步驟進行的:
[0008]—、將表面活性劑加入溶劑中，在機械攪拌的條件下混合均勻，然后向其中加入鉍鹽，繼續(xù)攪拌混合均勻，得到反應混合物，將反應混合物從室溫加熱至50°C?150°C，在溫度為50°C?150°C的條件向反應混合物中加入還原劑，反應0.5min?5min，反應結束后放入冰浴中冷卻至室溫，離心分離并洗滌1?5次，收集樣品凍干，得到鉍納米粒子材料;所述鉍鹽與表面活性劑的質量比為1: (10?30);所述鉍鹽的質量與溶劑的體積比為lg: (150?250)mL;所述反應混合物與還原劑的體積比為1: (0.1?0.2)；
[0009]二、將鉍納米粒子材料溶于水中，得到鉍納米粒子水溶液;將鉍納米粒子水溶液逐滴滴加到濃度為(0.5?4)mg/mL的聚丙烯胺鹽酸鹽水溶液中，得到反應體系，超聲分散lOmin?20min，再攪拌15min?30min后，離心洗滌;再向反應體系中加入濃度為(0.5?4)mg/mL的聚丙稀酸水溶液，超聲分散lOmin?20min，再攪拌15min?30min后，離心洗滌;繼續(xù)向反應體系中加入濃度為(0.2?0.6 )mg/mL的交聯(lián)劑A，在攪拌的條件下反應6h?24h后，離心洗滌；向反應體系中加入濃度為(2?10)mg/mL的氨基-聚乙二醇溶液，超聲混合均勻后，再加入濃度為(0.2?0.6)mg/mL的交聯(lián)劑B，在攪拌的條件下反應6h?24h后，離心洗滌，得到聚乙二醇修飾的祕納米光熱轉換材料;所述祕納米粒子水溶液的濃度為(0.1?1) mg/mL;
[0010]所述鉍納米粒子水溶液與濃度為(0.5?4)mg/mL的聚丙烯胺鹽酸鹽水溶液的體積比為1: (1?4);所述祕納米粒子水溶液與濃度為(0.5?4)mg/mL的聚丙稀酸水溶液的體積比為1: (1?4);所述鉍納米粒子水溶液與濃度為(0.2?0.6)mg/mL交聯(lián)劑A的體積比為1: (2?4);所述祕納米粒子水溶液與濃度為(0.2?0.6)mg/mL交聯(lián)劑B的體積比為1: (2?4);所述鉍納米粒子水溶液與濃度為(2?10)mg/mL的氨基-聚乙二醇溶液的體積比為1: (2?6)。
[0011]一種聚乙二醇修飾的鉍納米光熱轉換材料的應用是將聚乙二醇修飾的鉍納米光熱轉換材料作為光熱轉換納米材料用于惡性腫瘤的光熱治療。
[0012]本發(fā)明的有益效果是:
[0013]本發(fā)明的聚乙二醇修飾的鉍納米光熱轉換材料合成綠色簡單、快速;本發(fā)明的聚乙二醇修飾的鉍納米光熱轉換材料粒徑均一，且可以通過簡單地調整合成所需的原料配比、反應溫度和時間來自由控制粒徑尺寸大小;本發(fā)明的聚乙二醇修飾的鉍納米光熱轉換材料利用聚乙二醇PEG進行修飾，容易在水溶液、生理溶液中分散，且能夠長期保存;本發(fā)明的聚乙二醇修飾的鉍納米光熱轉換材料在近紅外區(qū)吸收較強，具有很高的光熱轉換效率(25 %?35% )和優(yōu)異的光熱穩(wěn)定性;本發(fā)明的聚乙二醇修飾的鉍納米光熱轉換材料納米材料對細胞毒性很低，具有良好的生物安全性;本發(fā)明的聚乙二醇修飾的鉍納米光熱轉換材料納米材料在近紅外激光的照射下，能夠有效地殺傷腫瘤細胞，具有理想的光熱治療效果。
【附圖說明】
[0014]圖1是實施例一步驟一得到的鉍納米粒子材料的SEM圖；
[0015]圖2是實施例一步驟一得到的鉍納米粒子材料的TEM圖；
[0016]圖3是實施例一步驟一得到的鉍納米粒子材料的粒徑分布圖；
[0017]圖4是實施例一步驟一得到的鉍納米粒子材料的能譜分析EDS圖；
[0018]圖5是實施例一步驟一得到的鉍納米粒子材料的XRD圖；
[0019]圖6是步驟二每一步中間產物的Zeta電位測試圖，其中1是鉍納米粒子，2是PAH包覆的B1-PAH，3是PAA包覆的B1-PAH-PAA，4是聚乙二醇修飾的鉍納米光熱轉換材料；
[0020]圖7是不同濃度的