[发明专利]基于纳米钯异质生长的上转换纳米杂化体系、制备方法及应用

说明书

本发明公开了一种基于纳米钯异质生长的上转换纳米杂化体系的制备方法，其是利用种子生长法，在稀土上转换发光纳米颗粒表面异质成核生长纳米钯形成的纳米杂化体系，所述稀土上转换发光纳米颗粒的表面包覆一层惰性NaGdF₄，并且在形成的纳米杂化体系的表面还要经过有机配体的进一步改性使其具有良好的水溶性，最终的纳米杂化体系用于双模态成像诊断引导的光热治疗。本发明提供的制备方法具有工艺简洁、高效的优势；本发明提供的纳米杂化体系稳定性好、生物相容性好，并且光热转换效率可达80％～90％，应用于上转换荧光成像、磁共振成像以及作为高转换效率的光热剂用于光热治疗，可满足临床诊疗一体化的需求。

技术领域

本发明涉及纳米生物材料制造技术领域，具体涉及一种基于纳米钯异质生长的上转换纳米杂化体系、制备方法与应用。

背景技术

一直以来，癌症仍然是导致人类死亡的重要原因之一。目前用于临床治疗肿瘤的方法主要有化疗和放疗，但是这两种治疗方法都有一定的缺点，化疗会产生耐药性，放疗副作用大，都达不到彻底治疗肿瘤的效果。而光热治疗是一种无创性的治疗技术，可以通过激光照射使得肿瘤中的局部温度增加进而导致癌细胞的消融，作为光热治疗药物的各种纳米材料引起了广泛的兴趣。

近年来，荧光成像已经成为光学成像的研究热点，这是因为荧光成像具有灵敏度高、信号强度大、对细胞和生物组织无损伤等优点。而在众多荧光材料中，稀土掺杂的上转换发光纳米(UCNPs)材料作为一种新型的荧光材料受到了人们的广泛关注，这是因为它是基于反斯托克斯位移，通常是采用低能光激发(980nm激发)，发射出高能光(红光、绿光等)，这些优点可以消除背景荧光干扰以及低的信噪比，但是毕竟在组织中穿透深度有限，无法实现深层次组织的荧光成像。磁共振成像(MRI)可以提供高空间分辨率的三维造影信息，没有穿透深度的限制，但是灵敏度和组织分辨率都不高。因此，将荧光成像和磁共振成像结合起来，就可以同时实现高灵敏度、高分辨率的成像。但是，要将这二者结合起来，在材料与工艺两个方面，都还存在着巨大的技术困难。

目前为了达到更加广泛、准确的对于癌症的诊断和治疗，发展双模态成像诊断引导的光热治疗纳米体系是非常有必要的，也成为了研究癌症诊断与治疗的新方向。

但是，现有工艺方法制备的光热治疗纳米体系，其组分稳定性、一致性不好，特别是水溶性不好，生物相容性差，使其应用领域受限；此外，其制备方法复杂、设备价格高昂，且不容易实现稳定量产。

发明内容

本发明是针对现有技术的不足，而提供采用种子生长法的一种基于纳米钯异质生长的上转换纳米杂化体系、制备方法与应用，以克服其组分稳定性、一致性不好以及水溶性差、生物相容性等不足，扩展应用领域；同时简化其制备步骤，降低制备成本、易于产业化，最终实现荧光成像、磁共振成像、光热治疗一体化，使材料及制备工艺，均可以满足对于癌症等疾病的临床诊疗一体化的需求。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种基于纳米钯异质生长的上转换纳米杂化体系的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)将表面包覆一层惰性NaGdF₄的油溶性稀土上转换发光纳米颗粒(UCNPs)和去离子水的混合溶液，用稀盐酸调节溶液pH为酸性，混合搅拌，得到第一分散液；

2)将十六烷基三甲基氯化铵(CTAB)作为表面活性剂，以氯化钯和第一分散液为原料，分散搅拌混合，再加入抗坏血酸对其进行还原，静置；使上转换发光纳米颗粒的晶体结构与纳米钯的晶体结构具有晶格匹配度，该上转换发光纳米颗粒为纳米钯晶体的生长提供至少一个生长位点，使纳米钯晶体以上转换发光纳米颗粒为核并在其表面沉积、生长，得到第二分散液；

3)将水溶性的表面有机配体与第二分散液进行充分搅拌混合，即得到纳米钯异质生长的上转换纳米杂化体系，其是在稀土上转换发光纳米颗粒表面异质成核生长纳米钯所形成的纳米杂化体系。