[发明专利]同时用作光声成像造影剂和光热治疗剂的纳米硫化铜诊疗剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于纳米材料技术领域，具体涉及一种同时用作光声成像造影剂和光热治疗剂的纳米硫化铜诊疗剂及其制备方法。

背景技术

近红外光诱导的光热治疗作为一种优异的非侵入性癌症治疗方法近年来备受瞩目。利用近红外光作为激发光源有两点优势：一是正常生理组织对近红外光吸收较少，从而热损伤低；二是近红外光组织穿透深度大。光热治疗是利用光热转换剂吸收近红外光光能，并将其转化为局部热能从而升高肿瘤区域的温度来直接烧死癌细胞。

为了提高光热治疗效率和安全性，肿瘤位置和大小及光热治疗剂的分布必须在光热治疗前确定，治疗中追踪及治疗后效率评价。这依赖于一种将造影剂增强的诊断技术与光热治疗整合。因此，成像引导下的光热治疗得到了越来越多的关注。

研究发现，与其它医学成像系统相比，光声成像是一种现代的无损成像模式。它结合了激光良好的光谱选择性和超声高的分辨率优势。它可以提供深度达几厘米组织的结构和功能信息。光声成像的信噪比可以通过使用光声成像造影剂来进一步降低。

光声成像造影剂和光热治疗剂都要求在近红外光波段有强吸收，因此采用同一化合物同时作为光声造影剂和光热治疗剂可以实现术前诊断，术中追踪和术后评价一体化。

硫化铜作为光声造影剂和光热治疗剂的优势在于：1)合成原料价格低廉，且制备工艺简单易行；2)硫化铜由于表面等离子体效应，在近红外光波段有强吸收；3)通过调整合成方法和相关参数，硫化铜的近红外吸收峰位可控调节，且光热转换效率可以大幅度提高。但是，它的形貌、粒径和疏水性等特性限制了其在癌症治疗中的应用。

同时，纳米诊疗剂的长期毒性和生物安全性研究始终是个难题。纳米诊疗剂的理想状态是能够在短时间内被生物体代谢排出。

由此可见，采用同一化合物驱动的光声成像引导下的光热治疗可以同时实现术前诊断，术中追踪和术后评价。因此，研究一种具有强红外吸收和生物安全性好的纳米诊疗剂具有重要意义和价值。

发明内容

针对以上需求，本发明的目的在于提供一种同时作为光声成像造影剂和光热诊疗剂的纳米硫化铜颗粒及其制备方法。

在此，一方面，本发明提供一种同时用作光声成像造影剂和光热治疗剂的纳米硫化铜诊疗剂，其以被疏水性分子包裹的硫化铜纳米点为内核，并在所述内核外包裹有一层两亲性分子，所述硫化铜纳米点的粒径＜10nm。

本发明的纳米硫化铜诊疗剂，以硫化铜单一化合物为基体来吸收近红外光光能，转化为高能热量和光声信号，使其同时作为光声成像造影剂和光热治疗剂。两亲性分子的存在则克服了硫化铜本身的疏水性和生物毒性，赋予其良好的磷酸盐缓冲溶液或生理盐水的分散性、稳定性和体内生物相容性。由于纳米硫化铜粒径＜10nm，部分可进入细胞核，并可通过肝脏和肾脏代谢，在短时间之内完全排出体外，抑制了其体内长期毒性风险，具有良好的生物安全性。因此，本发明的纳米硫化铜诊疗剂具有强红外吸收和生物安全性好，可广泛用于多重疾病尤其是癌症的诊断、治疗，这在医学临床应用中具有非常重要意义。

较佳地，所述疏水性分子为具有还原性的有机溶剂如油胺、乙二胺、和苯胺中的至少一种。

较佳地，所述两亲性分子为磷脂聚乙二醇、巯基乙酸、巯基乙胺、巯基十一烷酸、和巯基聚乙二醇中的至少一种。

较佳地，所述磷脂聚乙二醇为含有功能化官能团的如氨基、巯基、羧基封端的磷脂聚乙二醇和/或甲氧基封端的磷脂聚乙二醇。

另一方面，本发明还提供上述纳米硫化铜诊疗剂的制备方法，包括如下步骤：

1)将具有还原性的有机溶剂、单质硫和Cu源相混合，进行氧化还原反应得到CuS，并同时使作为疏水性分子的所述有机溶剂分子包裹于CuS表面，从而得到被疏水性分子包裹的硫化铜纳米点；

2)将得到的被疏水性分子包裹的硫化铜纳米点分散于疏水性溶剂中，加入两亲性化合物，搅拌均匀后除去溶剂；

3)将步骤2)的产物溶解于水溶液中，过滤，即制得所述纳米硫化铜诊疗剂。

本发明的制备方法中，具有还原性的有机溶剂可以兼作溶剂和还原剂，与单质硫和Cu源一起反应，同时实现CuS的合成和疏水性分子的包裹。作为硫源，直接使用廉价的单质硫，原子利用率高。通过本发明的制备方法，可以获得超小粒径(例如2nm)的CuS纳米颗粒。本发明制备工艺简单快捷、污染小、重复性好。

较佳地，步骤1)中，所述Cu源为乙酰丙酮铜、硝酸铜、和醋酸铜中的至少一种。