[发明专利]一种稀土上转换诊疗一体化纳米复合材料、制备方法及其应用

说明书

本发明公开了一种稀土上转换诊疗一体化纳米复合材料，其是将油溶性上转换发光纳米粒子(UCNPs)作为核，使氧化亚铜(Cu₂O)在该上转换纳米粒子表面外延生长为壳，形成的界面成核生长的氧化亚铜修饰的稀土上转换纳米复合材料；其中的Cu₂O能够与UCNPs在近红外光激发产生的上转换发射发生荧光共振能量转移，然后产生足够的活性氧，以达到光动力疗法的需求；同时与其中的油溶性上转换发光纳米粒子配合，实现诊疗一体化。本发明还提供了该材料的制备方法，其是将油溶性上转换发光纳米粒子作为核，使氧化亚铜在上转换纳米粒子表面成核生长。本发明纳米复合材料尺寸均一、稳定性好、生物相容性好，可用于成像诊断引导的光动力治疗，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技术领域，具体涉及一种稀土上转换诊疗一体化纳米复合材料、制备方法及其应用。

背景技术

癌症已经成为了危害人类健康的主要疾病之一，传统的抗癌方法相对来讲都有一些局限性，如化疗存在耐药性，放疗有严重的副作用以及手术存在高复发率等。

光动力疗法(PDT)是近年来新兴的一种治疗手段，具有可控性好、副作用小等优点。其原理是光敏剂在光源的激发下，活化周围的氧分子产生活性氧，以此损伤细胞的重要结构和功能，最终达到破坏病变组织的目的。

由于对特定病变的光疗有着精确且可预测的响应，光动力治疗(PDT)已经在癌症治疗领域引起了人们的广泛关注。PDT是应用于生物医学领域的无创性治疗方法。在特定波长的激光激发下，选择一种合适的光敏剂以产生具有细胞毒性的活性氧(ROS)，杀死肿瘤细胞从而达到治疗肿瘤的目的。PDT需要能高效率产生ROS的光敏剂，然而大多数有机光敏剂容易遭受光诱导和酶促降解，限制了PDT治疗效果。据报道，由于在生物环境中表现出良好的稳定性，无机光敏剂得到越来越多的关注。

近些年来，荧光成像已经成为光学成像技术中的研究热点之一，这是由于荧光成像具有灵敏度高、对细胞和生物组织无损伤等优点。其中，稀土掺杂上转换发光纳米材料(UCNPs)作为一种新型的荧光材料引起了人们的广泛关注，这是因为它通常是采用低能光激发(通常是近红外光980nm、808nm)，发射出高能光(红光、绿光、近红外光800nm)，这些优点可以消除生物背景荧光干扰。UCNPs可以通过反斯托克斯位移将长波长的NIR光转换为短波长的紫外光、可见光或近红外光，能够通过荧光共振能量转移(FRET)激活附近的光敏剂产生大量的ROS。另外，由于其独特的光学特性，UCNPs已经被大量报道作为诊疗过程中的成像剂，同时与光敏剂相结合，赋予其丰富多样的功能。为了从UCNPs到光敏剂获得有效的能量转移，光敏剂应尽可能靠近UCNPs，光敏剂的吸收应与UCNPs的发射尽可能多的重叠。

但是，现有技术中，由于制备工艺及材料组分性能的限制，但是很少有光敏剂可以直接被NIR光直接激发而产生足够的活性氧ROS，因此不能满足PDT中采用独特结构且不易降解的光敏剂以产生具有细胞毒性的足够多的活性氧ROS，以达到预期的治疗效果。同时，目前也没有满足PDT需要、同时具备荧光成像功能以用于癌症疾病的诊断，使治疗结合在一起，从而具备诊断、治疗一体化功能的纳米复合材料。

发明内容

本发明的目的在于，是针对现有技术中的不足，提供一种针对PDT需求、具备诊断、治疗一体化功能稀土上转换诊疗一体化纳米复合材料，其采用核壳结构，采用独特结构且不易降解的Cu₂O作为光敏剂，以产生具有细胞毒性的足够多的活性氧ROS，满足PDT需要、同时具备荧光成像功能以用于癌症疾病的诊断；

本发明还提供上述稀土上转换诊疗一体化的纳米复合材料的制备方法，该方法步骤简洁，制备过程高效、稳定、易于控制、可重复性高，易于产业化，且制得的产品性能稳定、一致性好。

本发明的目的还在于，提供上述材料的应用。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：