[发明专利]一种多孔Bi2Se3纳米海绵材料、其制备方法及应用

说明书

技术领域

本发明涉及生物医学领域，具体涉及一种多孔Bi₂Se₃纳米海绵材料、其制备方法及应用。

背景技术

随着纳米技术的发展，利用具有光响应的纳米材料将恶性肿瘤成像诊断技术与治疗技术相结合，以实现在临床上对恶性肿瘤的早期诊断及有效治疗成为了当今的研究热点。光热治疗或光动力学疗法与多模态实时成像(如荧光或光声成像)的结合由于具有优异的空间/时间选择性和特异性而引起了人们越来越多的关注。其中，光热治疗是近些年来发展起来的一种非侵入性、可快速定点杀伤肿瘤的新型治疗技术，主要是利用光热转换材料在近红外区对光能的特定吸收，将光能有效地转化为热能从而升高肿瘤区域的局部温度，选择性地杀死肿瘤细胞，而对人体正常组织细胞不造成伤害，大大降低了全身系统毒性，因此光热治疗被看作是非常有潜力替代手术治疗肿瘤的技术之一。在现有的多模态成像技术中，光声成像(photoacousticimaging，PA)和X射线计算机断层扫描成像(X-raycomputedtomographyimaging，CT)结合的双模式成像在肿瘤的临床诊断中具有明显的优势，这主要是由于这种双模式成像结合了PA成像和CT成像各自的优势：1)PA成像对软组织具有非常高的分辨率和灵敏度，且能够实现实时成像；2)CT成像具有高空间分辨率、无探测深度限制、且可实现3D成像等优点。

为了更加安全、有效的对肿瘤实施光热治疗，人们会利用多模态成像技术进行实时诊断，在治疗之前需要确定肿瘤的位置、大小和轮廓，在治疗过程中需要对药物制剂是否在病灶部位成功富集以及治疗之后的疗效等进行实时监测。因此，寻找一种能够同时对肿瘤进行多模态成像诊断和光热治疗的多功能纳米光热诊疗制剂(photothermaltheranosticnanoagents)显得格外重要。理想的用于多模态成像诊断和光热治疗的多功能纳米光热诊疗制剂应该具有以下性质：纳米尺寸可控在20～200nm之间，较强的近红外光(650～950nm)吸收且较高的光热转换效率，水溶性好且低毒性，能够显著增强肿瘤成像信号，颗粒表面富含官能团易于修饰靶向小分子或者抗体。至今为止，已报道了几种多功能纳米光热诊疗制剂，例如：Fe₃O₄聚多巴胺纳米复合物体，TaO_x聚吡咯纳米粒子等，Au普鲁士蓝纳米粒子等。尽管这些多功能纳米光热诊疗制剂已经取得了令人瞩目的进步，但是在具体生物医学应用方面它们还有很多的局限性，例如合成过程复杂、生物安全性差、成像诊断和光热性能有待提高，且缺乏临床实验验证等。此外，这类多功能纳米光热诊疗制剂的种类还是非常有限的。因此，人们仍然需要开发新型的多功能纳米光热诊疗制剂用于肿瘤诊断和治疗。

经检索国内外有关Bi₂Se₃纳米材料方面的文献和专利结果表明，在本发明申请之前，还没有发现有基于多孔Bi₂Se₃纳米海绵材料及其合成方法和在生物医学领域用于肿瘤多模态成像和光热治疗应用方面的报道。

发明内容

本发明是要解决已开发的多模态成像诊断和光热治疗的多功能纳米光热诊疗制剂合成过程复杂、成像诊断和光热性能以及生物安全性有待提高，且缺乏临床实验验证的问题，而提供一种多孔Bi₂Se₃纳米海绵材料、其制备方法及应用。

一种以铋盐、酸溶液、强碱、二元醇、有机高分子聚合物、硒源和葡萄糖为原料制备的多孔Bi₂Se₃纳米海绵材料的粒径为50nm～200nm，光热转换效率达到20％～35％。

一种多孔Bi₂Se₃纳米海绵材料的制备方法是按照以下步骤进行的：

一、将铋盐加入到酸溶液中，得到反应体系，向反应体系中加入强碱、二元醇和有机高分子聚合物，超声混合均匀后转移至高压反应釜中在温度为100℃～200℃的条件下反应1h～5h，反应结束后冷却至室温，采用去离子水离心分离并洗涤3～5次，得到白色三氧化二铋纳米球样品，将白色三氧化二铋纳米球样品分散于水中，得到三氧化二铋纳米球分散液；所述三氧化二铋纳米球分散液的浓度为(10～30mg/mL)；

所述铋盐的质量与酸溶液的体积比为1g:(20～25)mL；所述铋盐与强碱的质量比为1:(0.2～0.4)；所述铋盐的质量与二元醇的体积比为1g:(120～150)mL；所述铋盐与有机高分子聚合物的质量比为1:(2.5～3.5)；