一种硒化铋纳米复合材料及其制备方法和应用与流程

本发明属于纳米材料
技术领域：
，涉及一种硒化铋纳米复合材料及其制备方法和应用。
背景技术：
：在过去的几十年中，尽管人类对癌症的认识在不断的增加，但是在世界范围内，癌症依然是导致人类死亡的主要原因之一。放射治疗是目前肿瘤治疗的三种主要方法之一，其广泛应用在各类肿瘤的治疗当中。放射治疗的原理是基于X射线或γ射线照射肿瘤局部，由肿瘤周围的水分子产生氧类自由基去破坏DNA双链，组织肿瘤细胞的增殖，进而杀死肿瘤细胞。但是放疗同时会对正常的细胞也造成损伤，造成严重的辐射副作用，如白细胞数目下降、抑制骨髓再造血功能等。辐射对肿瘤的杀伤依赖与肿瘤部位在射线的照射下要产生足够的氧自由基，但是肿瘤部位相对于正常组织一般都是乏氧的区域，因此肿瘤的抗辐射效应在肿瘤治疗中常有发生。近年来纳米药物的出现，极大的提高了放射治疗对肿瘤的治疗效果。其主要依赖于纳米材料可以通过增强的渗透和滞留(EPR)效应在肿瘤部位有选择性的富集。而含有高原子序数的重金属离子的纳米材料，其中的金属离子对X射线具有明显的吸收能力，其通过吸收X射线产生更多的电子空穴和自由电子，进而增强辐射对肿瘤细胞杀伤的敏感性。如果这些纳米材料同时还具有较好的光热吸收能力，其在近红外激光的照射下，可通过增加血液流量有效的增加肿瘤部位氧的含量，此时引入放射治疗，可以增强辐射对肿瘤细胞的杀伤效果，达到放疗增敏的效果。放疗副作用也是肿瘤治疗中不可忽视的一部分，很多肿瘤病人在接受放射治疗后，因为免疫力受到破坏，容易引起恶心、呕吐、骨髓抑制的现象，极大的影响了病人的生活质量。因此如何在放疗的同时，尽可能的降低放疗带来的副作用也是一个重要的研究课题。目前在临床上降低放疗副作用的方式主要是通过后补硒的方式，提高体内含硒蛋白的水平，提高机体免疫力，进而抵抗放疗带来的副作用。但是因放疗后，病人的胃肠道也会有明显的损伤，因此通过口服补硒的效果并不是很明显。CN103288061A公开了一种硒化铋纳米材料及其制备方法和应用，将铋盐、含硒化合物和稳定剂溶解在溶剂中，经过超声波处理，混合均匀；加热到80～200℃，加入还原剂；反应结束后，冷却至室温，然后离心分离洗涤3次，得直径为20～200nm的硒化铋纳米材料。所制备的颗粒的粒度均匀、分散性好，具有明显的成像效果可望用于肿瘤成像。CN105435248A公开了一种多功能硒化铋纳米复合物，其以有机高分子聚合物、二元醇、硒源、铋盐、还原剂、多巴胺盐酸盐、三羟甲基氨基甲烷盐酸盐溶液、盐酸阿霉素和血清白蛋白水溶液为原料制备而成，所述多功能硒化铋纳米复合物的粒径为50nm～200nm，所述多功能硒化铋纳米复合物中盐酸阿霉素的载药量为3％～10％。该多功能硒化铋纳米复合物作为热化疗纳米材料用于恶性肿瘤的热化疗或作为CT成像造影剂用于恶性肿瘤的CT成像诊断。CN104491888A公开了一种基于MoS2/Bi2S3-PEG纳米片的多功能诊疗剂及其制备方法和应用，所述多功能诊疗剂包括：MoS2纳米片、均匀分散于所述MoS2纳米片上的Bi2S3颗粒、以及连接于所述MoS2纳米片表面的PEG。本发明的MBP纳米片具备PA和CT成像诊断肿瘤的性能，并可实现对肿瘤的热疗-增敏的放疗治疗。CN103736106A公开了一种氧化石墨烯/硒化铋/PVP纳米复合材料，该材料是在氧化石墨烯表面负载硒化铋纳米粒子，通过水热法将硒化铋纳米粒子原位沉积在氧化石墨烯表面。经上述方法制备出来的纳米复合材料具有高的光热转换效率和很好的CT成像效果，是一种良好的光热试剂和CT造影剂。可见，近几年一些关于硒化铋纳米材料的报道，仅涉及其在肿瘤治疗以及成像方面的应用，而对于用于降低放疗副作用的硒化铋纳米材料却鲜有报道。因此，在本领域中期望得到一种既能进行肿瘤治疗又能够降低放疗副作用的硒化铋纳米材料。技术实现要素：针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种硒化铋纳米复合材料及其制备方法和应用。为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：一方面，本发明提供一种硒化铋纳米复合材料，所述硒化铋纳米复合材料包括聚乙烯吡咯烷酮和硒代半胱氨酸，以及聚乙烯吡咯烷酮和硒代半胱氨酸包被的硒化铋。在本发明中，利用聚乙烯吡咯烷酮和硒代半胱氨酸作为硒化铋纳米颗粒的包覆材料，一方面可以提高材料的生物相容性，另一方面所述硒化铋纳米复合材料在肿瘤部位发生降解，游离出的硒化铋纳米颗粒具有良好的光热转化功能，实现热疗和放疗的有效结合，并且游离出的硒或硒代半胱氨酸可以通过血液循环进入生物体内，通过在体内合成硒蛋白，提高机体的免疫力，有效的降低辐射带来的副作用，起到辐射防护的功能。优选地，所述聚乙烯吡咯烷酮(PVP)的重均分子量为8KD-70KD(即8000-360000)，8KD、10KD、15KD、20KD、24KD、29KD、35KD、40KD、45KD、50KD、55KD、58KD、60KD、65KD或70KD；优选8KD-30KD。PVP的分子量偏大，则合成的纳米材料尺寸偏大，为片状物，难以被细胞摄入。同时价格也比较昂贵，会增加大规模工业生产的制造成本。在本发明中，所述硒代半胱氨酸具有如下结构：在本发明中所述的硒代半胱氨酸是由硒代胱氨酸衍生而来的。优选地，所述硒化铋纳米复合材料中铋元素的质量百分比为45-55％，例如45％、47％、49％、50％、52％、53％或54％，硒元素的质量百分比为10-15％，例如10％、11％、12％、13％、14％或15％。优选地，所述硒化铋纳米复合材料的粒径为10～20nm，例如10nm、12nm、14nm、16nm、18nm或20nm。优选地，所述硒化铋纳米复合材料的水合粒径为13～40nm，例如13nm、15nm、18nm、20nm、23nm、25nm、28nm、30nm、33nm、35nm、38nm或40nm。优选地，所述硒化铋纳米复合材料的水体系的电势为-5～-30mV，例如-5mV、-8mV、-11mV、-14mV、-17mV、20mV、-23mV、26mV或-29mV。另一方面，本发明提供了如上所述的硒化铋纳米复合材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：(1)将碱溶液与硒代胱氨酸水溶液混合均匀，得到溶液I；(2)将铋盐溶解在乙二醇中得到溶液II；(3)在保护性气体存在下，将聚乙烯吡咯烷酮溶解在去离子水中，搅拌均匀，升温得到反应体系A；(4)将溶液I加入到反应体系A中，搅拌，得到反应体系B；(5)将溶液II加入到反应体系B中，搅拌下进行反应，得到反应体系C；(6)将反应体系C冷却至室温，离心、洗涤、重悬，而后进行透析，得到所述硒化铋纳米复合材料的水溶液。优选地，步骤(1)所述碱溶液为氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液、碳酸氢钠溶液、碳酸氢钾溶液或氨水溶液中的任意一种或至少两种的组合。优选地，步骤(1)所述碱溶液的浓度为0.1～1mol/L(例如0.1mol/L、0.2mol/L、0.3mol/L、0.4mol/L、0.5mol/L、0.6mol/L、0.7mol/L、0.8mol/L、0.9mol/L或1mol/L)，硒代胱氨酸水溶液的浓度为0.5～1.5mg/mL(例如0.5mg/mL、0.7mg/mL、0.9mg/mL、1.0mg/mL、1.2mg/mL、1.4mg/mL或1.5mg/mL)。优选地，步骤(1)所述碱溶液与硒代胱氨酸水溶液的体积比为(0.5～1.0):(5～15)，例如0.5:5、0.5:10、0.5:13、0.6:5、0.6:12、0.6:14、0.6:15、0.7:5、0.7:13、0.7:15、0.8:6、0.8:9、0.8:13、0.9:7、0.9:10、0.9:13、0.9:15、1:5、1:6、1:7、1:8、1:9、1:10、1:11、1:12、1:13、1:14或1:15。优选地，步骤(2)所述铋盐为Bi(NO3)3·5H2O、BiCl3或Bi(CH3COO)3中的任意一种或至少两种的组合。优选地，步骤(2)所述溶液II中铋盐的浓度为0.05～0.2mol/L，例如0.05mol/L、0.08mol/L、0.1mol/L、0.12mol/L、0.14mol/L、0.16mol/L、0.18mol/L或0.2mol/L。优选地，步骤(3)中所述的聚乙烯吡咯烷酮溶于去离子水后所得溶液的浓度为25～100g/L，例如25g/L、30g/L、35g/L、40g/L、45g/L、50g/L、60g/L、70g/L、80g/L、90g/L或100g/L。优选地，步骤(3)所述保护性气体为氮气或氩气。优选地，步骤(3)所述升温为升温至70～90℃，例如70℃、73℃、75℃、78℃、80℃、82℃、85℃、88℃或90℃。优选地，步骤(3)所述升温为水浴升温。优选地，步骤(4)所述搅拌的转速为300～600转/分钟，例如300转/分钟、350转/分钟、380转/分钟、400转/分钟、450转/分钟、500转/分钟、550转/分钟或600转/分钟。优选地，步骤(4)所述搅拌的时间为5～10分钟，例如5分钟、6分钟、7分钟、8分钟、9分钟或10分钟。优选地，步骤(5)所述搅拌的转速为300～600转/分钟，例如300转/分钟、350转/分钟、380转/分钟、400转/分钟、450转/分钟、500转/分钟、550转/分钟或600转/分钟。优选地，步骤(5)所述反应的温度为60～90℃，例如60℃、63℃、65℃、68℃、70℃、73℃、75℃、78℃、80℃、83℃、85℃、88℃或90℃，优选80℃。优选地，步骤(5)所述反应的时间为1～3小时，例如1小时、1.3小时、1.5小时、1.8小时、2小时、2.3小时、2.5小时、2.8小时或3小时。优选地，步骤(6)所述离心的转速为25000转/分钟～30000转/分钟，例如25000转/分钟、26000转/分钟、27000转/分钟、28000转/分钟、29000转/分钟或30000转/分钟。优选地，步骤(6)所述离心的时间为30～90分钟，例如30分钟、35分钟、40分钟、45分钟、50分钟、55分钟、60分钟、65分钟、70分钟、75分钟、80分钟、85分钟或90分钟。优选地，步骤(6)所述透析的透析液为去离子水。优选地，步骤(6)所述透析的温度为25～35℃，例如25℃、28℃、30℃、32℃、34℃或35℃。优选地，步骤(6)所述透析使用的透析袋的截留分子量为7KD～100KD，例如7KD、9KD、10KD、13KD、15KD、20KD、25KD、30KD、33KD、35KD、38KD、40KD、45KD、50KD、60KD、70KD、80KD、90KD或100KD，优选10KD～30KD。优选地，步骤(6)所述透析为每6～8小时(例如6小时、6.3小时、6.5小时、6.8小时、7小时、7.3小时、7.5小时、7.8小时或8小时)更换一次去离子水，重复6次。另一方面，本发明提供了如上所述的硒化铋纳米复合材料在制备治疗肿瘤的材料中的应用。本发明提供的硒化铋纳米复合材料可以在体内进行肿瘤的放射增敏和放射防护；所述的肿瘤的放射增敏是指将硒化铋纳米复合材料通过瘤内注射方法注入肿瘤，然后再对肿瘤部位进行热疗和放疗，得到优于单一治疗手段的治疗效果。所述的放射防护是指在治疗结束后，纳米材料会在肿瘤部位降解，纳米材料中的硒或硒代半胱氨酸进入血液循环系统，合成硒蛋白，提高生物体内硒的水平，最终提高机体免疫力，降低辐射副作用，达到辐射防护的目的。与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：(1)本发明使用硒代胱氨酸作为硒源，来合成硒化铋纳米复合材料。合成的硒化铋纳米复合材料由PVP和硒代半胱氨酸包被硒化铋形成纳米材料，其表面除PVP外还有硒代半胱氨酸的存在，而在放射治疗结束后，硒代半胱氨酸从材料表面降解，可以有效的进入生物体内参与硒蛋白的合成，进而提高机体免疫力，降低放疗带来的副作用。(2)本发明的硒化铋纳米复合材料具有良好的光热转化功能，可以实现热疗和放疗的有效结合，起到协同增效的作用，克服两种治疗方式各自的缺点，取得最优的肿瘤治疗效果。附图说明图1为本发明的硒化铋纳米复合材料的结构示意图；图2为本发明的硒化铋纳米复合材料的透射电镜图；图3为本发明的硒化铋纳米复合材料的的原子力显微镜图；图4为本发明的硒化铋纳米复合材料的紫外可见吸收图；图5为本发明的硒化铋纳米复合材料的红外光谱图；图6为本发明的硒化铋纳米复合材料的XRD图；图7为实施例1制备得到的硒化铋纳米复合材料的水溶液体系的粒径分布图；图8为本发明对比例1制备得到的纳米材料的扫描电镜图，其标尺为500nm；图9为本发明对比例1制备得到的纳米材料的XRD图；图10为本发明对比例2制备得到的纳米材料的扫描电镜图，其标尺为1μm；图11为不同浓度的硒化铋纳米复合材料在同一激光功率照射下的升温曲线；图12为本发明的硒化铋纳米复合材料对MDA-MB-231细胞活力的影响结果图；图13为本发明的硒化铋纳米复合材料联合热疗放疗对MDA-MB-231细胞的杀伤效果图，其中A图为联合纳米材料和热疗、放疗处理组的MDA-MB-231细胞杀伤情况，B图为对照组的MDA-MB-231细胞杀伤情况；图14为对荷瘤小鼠瘤内给予本发明的硒化铋纳米复合材料后肿瘤部位在照激光和不照激光下的红外成像图，其中A图为瘤内给硒化铋纳米复合材料的荷瘤小鼠的肿瘤部位升温情况，B图为对照组的荷瘤小鼠的肿瘤部位升温情况；图15为对荷瘤小鼠瘤内给予本发明的硒化铋纳米复合材料后联合热疗和放疗的抑瘤结果图；图16为对荷瘤小鼠瘤内给予本发明的硒化铋纳米复合材料结合放疗后血液中硒的含量测定结果图；图17为对荷瘤小鼠瘤内给予本发明的硒化铋纳米复合材料结合放疗后血液中白细胞的数量测定结果图；图18为对荷瘤小鼠瘤内给予本发明的硒化铋纳米复合材料后骨髓DNA含量的变化图。具体实施方式下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。实施例1(1)将0.5mol/L的NaOH水溶液0.5mL与1mg/mL的硒代胱氨酸水溶液10mL混合均匀，使固体完全溶解，得到溶液I；(2)将Bi(NO3)3·5H2O溶解在乙二醇中，超声使其充分溶解，得到溶液II，溶液II中Bi(NO3)3·5H2O的浓度为0.1mol/L；(3)在氩气气体保护下，在三口烧瓶中加入19.5mL去离子水，将1g的10KD聚乙烯吡咯烷酮溶解加入其中，搅拌均匀，升温至75℃得到反应体系A；(4)将溶液I一次性快速加入到反应体系A中，快速搅拌10分钟，得到反应体系B；(5)将溶液II一次性快速加入到反应体系B中，快速搅拌，保温反应2小时，得到反应体系C；(6)冷却反应体系C至室温，将体系C转移至离心管中，使用25000转/分钟离心60分钟，用去离子水洗涤、重悬，重复三遍；使用截留分子量为10KD的透析袋进行透析，在25℃下使用去离子水透析，每6小时更换一次去离子水，重复6次，得到所述硒化铋纳米复合材料的水溶液。本实施例制备得到的硒化铋纳米复合材料的结构示意图如图1所示，包括聚乙烯吡咯烷酮和硒代半胱氨酸，以及聚乙烯吡咯烷酮和硒代半胱氨酸包被的硒化铋。利用透射电镜(FEITecnaiG2F20)对本实施例得到的硒化铋纳米复合材料进行表征，结果如图2所示，从图中可以看出材料的粒径在10-20nm之间。利用原子力显微镜(Multimode8,Bruker)对本实施例得到的硒化铋纳米复合材料进行表征，结果如图3所示，从图中可以看出材料的厚度为10-20nm。这说明材料是一个比较均匀的纳米颗粒。利用紫外可见光谱仪(HitachiU-3900)对本实施例得到的硒化铋纳米复合材料进行表征，结果如图4所示，从图中可以看出，材料在808nm处具有吸收，这说明材料可以吸收808nm波长的光。利用该性质，可以结合808nm激光器对材料的热效应加以分析。利用红外谱仪(NicoletiN10,ThermoFisher)对本实施例得到的硒化铋纳米复合材料进行表征，结果如图5所示，3370cm-1为-OH伸缩振动峰；2994cm-1的峰对应-NH2；1599cm-1和1403cm-1是-OH的非对称和对称弯曲振动峰；1122cm-1和1042cm-1对应C-N的峰；780cm-1是C-Se键振动峰，可以看出PVP和硒代半胱氨酸的特征峰都出现在红外谱图中。利用X射线衍射仪(BrukerD8)对本实施例得到的硒化铋纳米复合材料进行XRD表征，结果如图6所示，由图可知，在18.559、29.355、43.692处的峰分别对应的是硒化铋的006、015和110晶面，由此可判断材料是硒化铋。由如上表征结果可以得出本发明制备得到了含有聚乙烯吡咯烷酮和硒代半胱氨酸以及硒化铋的纳米材料。利用动态光散射仪(MalvernNano-ZS90)对本实施例制备得到的硒化铋纳米复合材料的水溶液体系进行了表征，结果如图7所示，可以看出所述纳米材料的水合粒径为13～40nm，并且测定了水溶液体系的电势，结果表明其电势为-12.5±0.4mV。利用ICP-MS仪器(ThermoElementalX7)进行定量分析，可知本实施例制备的硒化铋纳米复合材料中铋元素的质量百分比为48％。对比例1本对比例与实施例1不同之处在于在步骤(3)中不加入聚乙烯吡咯烷酮，其余制备方法以及条件均相同，制备得到不含有聚乙烯吡咯烷酮的材料。利用扫描电镜对本对比例制备的含有硒代半胱氨酸和硒化铋的纳米材料进行表征，结果如图8所示，可见，当材料表面没有聚乙烯吡咯烷酮时，材料的粒径比较大，呈现如图8所示的片状形态。同样利用X射线衍射仪对本对比例得到的纳米材料进行XRD表征，结果如图9所示，由图9和图6的对比也可以证明，本发明的硒化铋纳米复合材料含有硒化铋。对比例2本对比例与实施例1不同之处在于在步骤(3)中使用的聚乙烯吡咯烷酮分子量为130KD，其余制备方法以及条件均相同，制备得到大尺寸的硒化铋纳米复合材料。利用扫描电镜对本对比例制备的纳米材料进行表征，结果如图10所示，可见，当使用高分子量的聚乙烯吡咯烷酮时，材料的粒径比较大，呈现如图10所示的片状形貌。实施例2(1)将0.1mol/L的KOH水溶液0.6mL与0.5mg/mL的硒代胱氨酸水溶液10mL混合均匀，使固体完全溶解，得到溶液I；(2)将Bi(NO3)3·5H2O溶解在乙二醇中，超声使其充分溶解，得到溶液II；Bi(NO3)3·5H2O溶于乙二醇的浓度为0.05mol/L；(3)在三口烧瓶中加入19.4mL去离子水，将0.50000g的10KD聚乙烯吡咯烷酮溶解加入其中，搅拌均匀，同时通入氩气气体保护，升温至80℃得到反应体系A；(4)将溶液I一次性快速加入到反应体系A中，快速搅拌8分钟，得到反应体系B；(5)将溶液II一次性快速加入到反应体系B中，快速搅拌，保温反应3小时，得到反应体系C；(6)冷却反应体系C至室温，将体系C转移至离心管中，使用30000转/分钟离心30分钟，用去离子水洗涤、重悬，重复三遍；使用分子量为10KD的透析袋进行透析，在25℃下使用去离子水透析，每8小时更换一次去离子水，重复6次，得到所述硒化铋纳米复合材料的水溶液。实施例3(1)将1mol/L的NaOH水溶液1mL与1.5mg/mL的硒代胱氨酸水溶液15mL混合均匀，使固体完全溶解，得到溶液I；(2)将Bi(NO3)3·5H2O溶解在乙二醇中，超声使其充分溶解，得到溶液II；Bi(NO3)3·5H2O溶于乙二醇的浓度为2mol/L；(3)在三口烧瓶中加入19.4mL去离子水，将2.0000g的10KD聚乙烯吡咯烷酮溶解加入其中，搅拌均匀，同时通入氩气气体保护，升温至75℃得到反应体系A；(4)将溶液I一次性快速加入到反应体系A中，快速搅拌10分钟，得到反应体系B；(5)将溶液II一次性快速加入到反应体系B中，快速搅拌，保温反应2小时，得到反应体系C；(6)冷却反应体系C至室温，将体系C转移至离心管中，使用25000转/分钟离心60分钟，用去离子水洗涤、重悬，重复三遍；使用分子量为10KD的透析袋进行透析，在25℃下使用去离子水透析，每6～8小时更换一次去离子水，重复6次，得到硒化铋纳米复合材料的水溶液。实施例4(1)将0.5mol/L的碳酸氢钠水溶液0.6mL与1mg/mL的硒代胱氨酸水溶液10mL混合均匀，使固体完全溶解，得到溶液I；(2)将Bi(NO3)3·5H2O溶解在乙二醇中，超声使其充分溶解，得到溶液II；Bi(NO3)3·5H2O溶于乙二醇的浓度为0.1mol/L；(3)在三口烧瓶中加入19.4mL去离子水，将1.0000g的10KD聚乙烯吡咯烷酮溶解加入其中，搅拌均匀，同时通入氩气气体保护，升温至80℃得到反应体系A；(4)将溶液I一次性快速加入到反应体系A中，快速搅拌10分钟，得到反应体系B；(5)将溶液II一次性快速加入到反应体系B中，快速搅拌，保温反应3小时，得到反应体系C；(6)冷却反应体系C至室温，将体系C转移至离心管中，使用28000转/分钟离心90分钟，用去离子水洗涤、重悬，重复三遍；使用分子量为8KD的透析袋进行透析，在25℃下使用去离子水透析，每6～8小时更换一次去离子水，重复6次，得到硒化铋纳米复合材料的水溶液。实施例5(1)将0.3mol/L的碳酸氢钾水溶液0.8mL与0.8mg/mL的硒代胱氨酸水溶液10mL混合均匀，使固体完全溶解，得到溶液I；(2)将Bi(NO3)3·5H2O溶解在乙二醇中，超声使其充分溶解，得到溶液II；Bi(NO3)3·5H2O溶于乙二醇的浓度为0.08mol/L；(3)在三口烧瓶中加入19.2mL去离子水，将1.0000g的10KD聚乙烯吡咯烷酮溶解加入其中，搅拌均匀，同时通入氩气气体保护，升温至85℃得到反应体系A；(4)将溶液I一次性快速加入到反应体系A中，快速搅拌10分钟，得到反应体系B；(5)将溶液II一次性快速加入到反应体系B中，快速搅拌，保温反应3小时，得到反应体系C；(6)冷却反应体系C至室温，将体系C转移至离心管中，使用30000转/分钟离心60分钟，用去离子水洗涤、重悬，重复三遍；使用分子量为8KD的透析袋进行透析，在30℃下使用去离子水透析，每6～8小时更换一次去离子水，重复6次，得到硒化铋纳米复合材料的水溶液。实施例6(1)将0.6mol/L的NaOH水溶液0.7mL与1.2mg/mL的硒代胱氨酸水溶液10mL混合均匀，使固体完全溶解，得到溶液I；(2)将Bi(CH3COO)3溶解在乙二醇中，超声使其充分溶解，得到溶液II；Bi(CH3COO)3溶于乙二醇的浓度为0.1mol/L；(3)在三口烧瓶中加入19.3mL去离子水，将1.2000g的30KD聚乙烯吡咯烷酮溶解加入其中，搅拌均匀，同时通入氩气气体保护，升温至85℃得到反应体系A；(4)将溶液I一次性快速加入到反应体系A中，快速搅拌10分钟，得到反应体系B；(5)将溶液II一次性快速加入到反应体系B中，快速搅拌，保温反应3小时，得到反应体系C；(6)冷却反应体系C至室温，将体系C转移至离心管中，使用25000转/分钟离心60分钟，用去离子水洗涤、重悬，重复三遍；使用分子量为14KD的透析袋进行透析，在30℃下使用去离子水透析，每6～8小时更换一次去离子水，重复6次，得到硒化铋纳米复合材料的水溶液。对实施例2-6制备得到的硒化铋纳米复合材料同样进行了与实施例1相同的表征，其结构示意图同样如图1所示，其粒径为10～20nm，水合粒径在20～40nm，其水体系的电势以及得到的硒化铋纳米复合材料中铋元素的质量百分比含量如表1所示。表1实施例2实施例3实施例4实施例5实施例6电势-8.5±0.4mV-11.2±0.7mV-15.7±0.3mV-20.4±0.6mV-25.7±0.3mV铋元素含量45％49％47％50％54％实施例7对实施例1制备得到的硒化铋纳米复合材料的光热转化效果进行测定，方法如下：将1mL的纳米材料放入1cm的比色皿中，使用1W/cm2的的808纳米连续激光器(上海瀚宇connet型)照射比色皿中的纳米材料10分钟，同时使用近红外成像仪(FLIRThermaCAME40)对比色皿中的溶液温度变化进行监测。测定结果如图11所示，由图可知，不同浓度的纳米材料水溶液在808nm激光照射下温度逐渐上升，说明本发明的硒化铋纳米复合材料具有良好的光热转化功能。实施例8在本实施例中，对本发明硒化铋纳米复合材料对细胞活力的影响进行测定，以实施例1制备得到的硒化铋纳米复合材料为例，方法如下：1)细胞培养将MDA-MB-231细胞培养与含有10％胎牛血清的DMEM或1640液体培养基中，放置在37℃、5％CO2的细胞培养箱中。2)细胞活力测定以8000细胞/孔密度，将细胞接种于96孔板中。贴壁24小时后，加入含浓度为0、10、40、80、100μg/mL的纳米材料的DMEM或1640液体培养基(含10％胎牛血清)。在处理24小时后，撤掉培养基，每孔加入100μL的含10％CCK-8的细胞培养液，在培养箱中孵育1小时后，在酶标仪上测定450nm出的吸光值，600nm作为参比波长，每组吸光度值扣除空白溶液吸光度值，每孔对应值除以对照组的吸光度值作为细胞活力，每组设置6个平行孔。图12是本发明的硒化铋纳米复合材料对MDA-MB-231细胞活力的影响，在不同浓度下细胞活力均大于90％，说明本发明的所述的硒化铋纳米复合材料对MDA-MB-231细胞没有毒性。实施例9在本实施例中，对本发明的硒化铋纳米复合材料的热疗和放疗效果进行考察，以实施例1制备得到的硒化铋纳米复合材料为例，方法如下：MDA-MB-231细胞接受50μg/mL实施例1制备得到的硒化铋纳米复合材料处理24小时后，细胞培养方法同实施例8，每孔接种2000个细胞。使用808nm激光器以1W/cm2的功率照射10分钟，然后接受6Gy的放射剂量，对照组细胞经过相同的处理，区别在于对照组细胞不用硒化铋纳米复合材料处理。更换培养基后再培养10-14天形成克隆。结果如图13所示，A图为联合纳米材料和热疗、放疗处理组的MDA-MB-231细胞杀伤情况，B图为对照组的MDA-MB-231细胞杀伤情况，结果显示，纳米材料+热疗+放疗处理组几乎没有形成一个细胞团，而对照组有大量的细胞团。实施例10在本实施例中，考察本发明的硒化铋纳米复合材料对荷瘤小鼠肿瘤部位温度的变化的影响，以实施例1制备得到的硒化铋纳米复合材料为例，方法如下：对荷瘤小鼠瘤内给纳米材料，而后使用808nm的激光器以0.3W/cm2的功率照射肿瘤部位10分钟，以不进行激光照射的荷瘤小鼠作为对照组，观察小鼠肿瘤部位的升温情况，结果如图14所示，A图为瘤内给硒化铋纳米复合材料的荷瘤小鼠的肿瘤部位升温情况，B图为对照组的荷瘤小鼠的肿瘤部位升温情况；从图中可以明显看到瘤内给硒化铋纳米复合材料的荷瘤小鼠的肿瘤部位具有明显的升温效果，而对照组小鼠的肿瘤部位温度基本不变。实施例11在本实施例中，对本发明的硒化铋纳米复合材料的抑瘤效果进行考察，以实施例1制备得到的硒化铋纳米复合材料为例，方法如下：1)肿瘤接种在裸鼠的右后腿，每个肿瘤接种所需的细胞数为5×106个MDA-MB-231细胞。当肿瘤体积达到70mm3左右时，进行治疗实验。2)将纳米材料制备成4mg/mL的PBS溶液，然后瘤内注射10～30μL，优选地使用20μL，使用808nm激光器以0.3W/cm2的功率照射肿瘤部位10分钟，然后接受6Gy的放射剂量。激光照射后第二天开始游标卡尺测量肿瘤的大小，往后每隔两天用游标卡尺测量肿瘤的大小，一直监测到28天。然后处死老鼠，取出肿瘤称重，拍照，设置PBS缓冲液组、单独的硒化铋纳米复合材料(Bi2Se3@Sec)组、单独的热疗组(NIR)、单独的放疗组(RT)、硒化铋纳米复合材料+放疗组(Bi2Se3@Sec+RT)，以及硒化铋纳米复合材料+热疗组(Bi2Se3@Sec+NIR)和硒化铋纳米复合材料+放疗+热疗组(Bi2Se3@Sec+NIR+RT)。图15是不同治疗组的肿瘤重量结果图，可以看出本发明的硒化铋纳米复合材料联合热疗和放疗治疗后，肿瘤生长明显受到了抑制。实施例12在本实施例中，考察利用本发明的硒化铋纳米复合材料结合放疗后血液中硒的含量以及血液中的白细胞数的含量变化以及骨髓DNA含量的变化，以实施例1制备得到的硒化铋纳米复合材料为例，方法如下：1)肿瘤接种同实施例11。2)当肿瘤体积大小为75mm3时，将纳米材料制备成4mg/mL的PBS溶液，一组瘤内注射10～30μL，优选地使用20μL，一组瘤内注射20μLPBS，然后都接受6Gy的辐射剂量照射。待24小时后，眼球取血，处死裸鼠。3)提取血清，将从裸鼠眼球取出的全血静置1小时，然后使用离心机以1000g的离心力离心15分钟，取出血清。4)取一定量的血清加浓硝酸和双氧水进行消解，最后使用电感耦合等离子体质谱仪检测硒元素的含量。图16示出了小鼠血液中硒的含量，由图16可知，使用了本发明的硒化铋纳米复合材料(NPs)的组别中硒的含量明显高于接受单独放射治疗(X-ray)的组，因此利用本发明的硒化铋纳米复合材料进行治疗后可以提高血液中硒的含量。裸鼠接受治疗后的第3天，眼球取血，使用EDTA抗凝管收集裸鼠的血液，然后使用五分类血细胞分析仪对全血中的白细胞进行计数。图17为裸鼠瘤内给硒化铋纳米复合材料(NPs)结合放疗(X-ray)后血液中白细胞的数量。结果显示含有硒化铋纳米材料组的血液中的白细胞数的含量明显高于单独放射的组。裸鼠接受治疗的第3天，处死裸鼠，将左后腿股骨取出，剥离裸鼠左侧后肢股骨，用眼科手术剪将股骨两端剪断，露出骨髓腔。用10ml0.005mol/L的CaCl2冲洗骨髓至离心管中，4℃冰箱放置30分钟，2500转/分钟离心15分钟。弃上清，加入0.2mo1/LHClO4溶液5ml，振荡混匀后，90℃加热15分钟。用流水冷却至室温冷却后过滤，滤液经紫外分光光度计测定260nm的吸光度A值。图18为裸鼠瘤内给予本发明的硒化铋纳米复合材料后骨髓DNA含量的变化。图18显示接受瘤内注射硒化铋纳米复合材料(NPs)组的DNA含量明显高于单独接受放射治疗组(X-ray)。申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的硒化铋纳米复合材料及其制备方法和应用，但本发明并不局限于上述实施例，即不意味着本发明必须依赖上述实施例才能实施。所属
技术领域：
的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明所选用原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。当前第1页1 2 3