[发明专利]一种FeCuNC纳米材料及其制备和应用

说明书

本发明属于生物医学领域。具体涉及一种FeCuNC纳米材料及其制备和应用。本发明发现，FeCuNC具有很强的光热效应和丰富的拟酶活性。光热效应不仅能进一步加速肿瘤内过表达的过氧化氢分解，产生丰富的活性氧，还能实现化学动力学和光热协同治疗，诱导癌细胞凋亡，抑制肿瘤生长。

技术领域

本发明属于抗癌纳米材料开发技术领域，涉及一种FeCuNC纳米材料及其制备方法，及其基于光热效应和模拟酶活性在制备光热治疗和化学动力学治疗联合抗癌药物中的用途。

背景技术

癌症仍然是人类最严重的疾病之一，因此开发高效的抗癌医疗策略迫在眉睫。迄今为止，传统的单一模式治疗仍然存在生物利用度差、靶点特异性受损、系统和器官毒性等问题。联合治疗是最有希望解决这些问题的方法之一，因其高效和低复发风险。早期的联合治疗包括脂质和聚合物纳米胶囊，两种或三种药物，但其性能很大程度上取决于不同药物的载药能力。迄今为止，人们对具有非凡物理化学性质的二维纳米材料的新型医学应用越来越感兴趣，开发用于多模态纳米医学的二维纳米载体的研究激增。例如石墨烯，MoO_x，WS₂，和MoS₂已被用来构建联合治疗平台，在癌症治疗中表现出突出的表现。然而，开发具有更高负载能力的多功能二维纳米材料用于协同联合治疗的新策略仍然是主要的挑战。

过氧化氢(H₂O₂)在许多生理和病理过程中起着重要作用，尤其是与多种癌症相关的H₂O₂利用不平衡，可产生活性氧(ROS，包括单线态氧、超氧阴离子和羟基自由基)，对癌细胞造成氧化损伤。纳米催化剂参与的化学动力学治疗(CDT)可以通过仿生催化过程将肿瘤微环境中的H₂O₂转化为毒性很强的ROS。纳米炭悬浮液是临床诊断淋巴结活检的重要纳米标记物，由于其光热性能的有效性，碳材料在红外(IR)热成像和光热治疗(PTT)方面显示出巨大的潜力。因此，位于纳米碳颗粒优化结构上明确的双原子位点有望成为有效激活H₂O₂的强大催化剂，从而有助于高精度诊断和消融转移性前哨淋巴结(SLN)。

发明内容

为了实现淋巴结处肿瘤的高效识别和治疗，充分利用肿瘤微环境处的过氧化氢，解决现有抗肿瘤的纳米材料生物安全性差，耐药性差，功能性单一等问题。本发明的首要目的是提供一种FeCuNC纳米材料，为空心氮掺杂碳纳米球且具有Fe、Cu活性位点。该材料可以用于制备抗肿瘤药物；旨在实现光热治疗和化学动力学治疗联合抗癌药物，并实现前哨淋巴结转移的识别，有效抑制肿瘤转移和复发。

所述的FeCuNC纳米材料的水合直径为100～300nm。

本发明的第二个目的是提供一种FeCuNC纳米材料的制备方法，包括以下步骤：

将氨水和无水乙醇或丙醇的混合溶液中加入正硅酸四乙酯得到模板SiO₂；在上述混合溶液加入多巴胺(DA)的水溶液继续搅拌，随后再加入乙酰丙酮铁(Ⅱ)或者乙酰丙酮钌继续搅拌，随后离心洗涤干燥得到Fe-PDA-SiO₂；Fe-PDA-SiO₂在保护性气氛中退火得到FeNC；FeNC，尿素和酞菁铜(II)(CuPc)混合均匀，然后在保护性气氛中退火得到FeCuNC纳米材料。

进一步地，所述的FeCuNC纳米材料的制备方法，

起始溶液中的氨水浓度为15～35wt％。

所述的氨水和无水乙醇或丙醇体积比为1：20～1：40。

正硅酸四乙酯，与氨水和无水乙醇或丙醇混合液体积比为1：15～1：30。

多巴胺溶液浓度为2～5wt％；多巴胺溶液与混合液体积比为1：5～1：8。

乙酰丙酮铁(Ⅱ)或者乙酰丙酮钌与多巴胺质量比为1：1.5～1：3。