[发明专利]一种稀土焦硅酸盐纳米闪烁体的制备方法及其应用

说明书

本发明公开了一种稀土焦硅酸盐纳米闪烁体的制备方法及其应用，该制备方法是首先采用共沉淀法制备得到一种单分散稀土沉淀物，然后在此稀土沉淀物外层均匀地包覆二氧化硅壳层，最后经退火处理得到所述稀土焦硅酸盐纳米闪烁体。本发明通过两步法组装技术，得到的纳米闪烁体形貌均一、纳米晶尺寸可控、具有良好的单分散性，而且二氧化硅壳层具有良好的生物相容性，可用做生物医学材料，制备的纳米闪烁体材料在X‑射线辐照下，能发射出与卟啉光敏剂Soret宽吸收带相匹配的蓝紫色荧光，可实现X‑射线光动力治疗。

技术领域

本发明涉及稀土纳米发光材料领域，具体地，涉及一种稀土焦硅酸盐纳米闪烁体的制备方法及其应用。

背景技术

光动力疗法(photodynamic therapy，PDT)是一种已被用于肿瘤临床治疗的方法，是通过给患者注射具有特异性聚集功能的光敏剂，利用光敏剂能够被特定波长的光源照射后激发产生活性氧，从而与核酸，蛋白等细胞成分作用，造成肿瘤细胞死亡的治疗手段(Nature Reviews Cancer,2003,3(5):380-387)。该治疗手段具有低毒、高效、可重复治疗的优点，为肿瘤治疗开辟了新的途径。光动力治疗的重要前提是特定波段的激发光传输到光敏剂并被光敏剂所吸收，进而产生具有治疗活性的单线态氧，但传统的光动力治疗所用的紫外或可见光，其对生物组织穿透深度较小，一般只能用于人体表层或口腔周围的肿瘤的治疗，近年来近红外光为激发光源的光动力治疗受到部分关注，但近红外的穿透极限仍然小于15mm，这大大限制了光动力治疗对于深层肿瘤的应用(J.Phys.Chem.C.2013,117,21583)。

基于高能射线照射的辐射治疗是癌症治疗的三大治疗手段之一，X-射线对生物组织具有强穿透能力。因此，近年来，辐射治疗与光动力治疗相结合的X-射线激发光动力治疗(XE-PDT)得到迅速的发展(Nanoscale.2015,7,5744)。在辐射治疗的同时，X-射线直接激发光敏剂或激发纳米闪烁体再间接激发光敏剂从而启动光动力治疗，在没有额外增加辐射剂量的情况下实现双重治疗模式，达到双重治疗的效果。但通常光敏剂对X-射线的直接吸收率较低，目前主要是借助对X-射线具有高吸收系数的闪烁体作为转换器间接激发光敏剂来构建X射线光动力治疗平台。卟啉(TPP)是最常见的光敏剂，被证明是一种独特且富有前景的光敏剂，其Soret宽吸收带对应于蓝紫光波段，在受到蓝紫光的激发下能够有效地产生活性氧。掺铈稀土焦硅酸盐纳米闪烁体具有高密度、高稳定性及对高能射线具有高吸收率，并能发射出与光敏剂卟啉的Soret吸收带相匹配的蓝紫光，可作为用于X-射线光动力治疗的理想纳米闪烁体。

专利CN109233831A公开了一种稀土铈离子掺杂焦硅酸盐纳米晶的制备方法，该方法得到的焦硅酸盐闪烁体具有发光效率高、衰减时间短及能有效吸收X射线的特点，对肿瘤的光动力治疗方法，尤其是对以辐射治疗与光动力治疗相结合的方法来治疗人体深层肿瘤或癌细胞具有良好的治疗效果和应用前景。但是该技术也还存在一定的需要改进的缺陷，如该方法制备闪烁体的过程中需要1100～1400℃高温烧结，所得的纳米晶高温烧结后可能会出现团聚现象，所得产物颗粒较大，形貌不是非常均匀，单分散性较差，且经过退火后的纳米闪烁体表面羟基较少，表面活性较低，无法进一步对纳米晶进行化学修饰和进行生物体内性能研究，故合成的纳米闪烁体通常需要经过球磨，酸碱溶解等后处理。另外由于硅酸盐成相温度较高，尽管目前也常使用溶胶凝胶法、水热法和微乳液法等得到相对较为均匀的前驱体，但在对前驱体进行退火处理后，任然无法维持闪烁体良好的形貌，纳米粒子发生严重团聚，闪烁体颗粒尺寸大，分散性较差问题依然无法解决。

因此，基于生物应用目标的纳米闪烁体，开发出一种单分散性好，且经退火后仍能维持良好形貌，不发生团聚，粒径可控且易进行化学修饰的纳米闪烁体的制备方法对X-射线光动力治疗平台的发展具有重要意义。

发明内容