本发明属于生物医学材料技术领域，涉及逆转肿瘤细胞多药耐药性，且具有药物装载、靶向药物输送、成像示踪等功能的一种纳米复合载药体系及其制备方法与应用。
背景技术：
癌症是威胁人类生命健康的最大杀手之一，是当前医学研究领域所面临的重大难题之一，癌症的早期诊断与高效无副作用的药物治疗是癌症诊疗的重要环节。而构建结构稳定、输送效率高且安全无毒的纳米载体，并将其与抗癌药物和高灵敏度的癌症诊断探针结合，设计出集药物装载、靶向药物输送、活体成像示踪和疗效监测等功能于一体的纳米复合载药体系，是影响癌症诊断和治疗技术发展的关键因素。
镧系元素掺杂的上转换纳米颗粒ucnps(upconversionnanoparticles)因其独特的光学性质而吸引了众多科学研究者的注意。然而，目前应用最为广泛的用于诊疗探针的ucnps主要以短波发射为主，在体内成像中穿透性较差，成像效果不够理想。因此，探索生物组织窗口内发射(600nm-1300nm)的ucnps以用于诊疗一体化探针载体就显得尤为重要。
目前治疗肿瘤的方法主要包括化疗、光热治疗和光动力治疗等，其中化疗是最为常用也最为简便的治疗方法；然而，由于肿瘤的多药耐药性(multi-drugresistance，mdr)常常导致化疗失败或者效果不理想。虽然目前已有研究报道可通过光热治疗、光动力治疗克服肿瘤的多药耐药性；但由于光源的穿透深度有限，光热治疗、光动力治疗仅适用于浅表肿瘤的治疗，对于体内及位置较深的肿瘤很难达到理想的效果，且治疗价格昂贵，很难大范围推广，因此，研究探索基于传统化疗方式的复合载药体系以克服肿瘤的多药耐药性在临床上具有非常重大的意义。
技术实现要素：
本发明的目的旨在针对上述现有技术中的不足，提供一种集药物装载、靶向药物输送、活体成像示踪和疗效监测等功能于一体的逆转mdr效应的纳米复合载药体系。
本发明的另一目的旨在提供上述逆转mdr效应的纳米复合载药体系的制备方法。
本发明的第三个目的旨在上述逆转mdr效应的纳米复合载药体系在制备抗肿瘤药物中的应用。
本发明提供的逆转mdr效应的纳米复合载药体系，由油酸包覆的nay(m)f4:yb/ln，与油酸连接的聚乙二醇维生素e琥珀酸酯(tpgs)以及通过疏水作用吸附在油酸与聚乙二醇维生素e琥珀酸酯形成的疏水层中的疏水性治疗药物构成；所述m为mn2+、fe3+、co3+、ni2+或zn2+。nay(m)f4:yb/ln为掺杂过渡金属离子m的nayf4:yb/ln上转换荧光纳米材料(ucnps)，过渡金属离子m替换nayf4:yb/ln中的y，其中过渡金属离子m具有与稀土离子相近的4f能级结构，通过掺杂改变稀土离子微环境，影响yb/ln之间的能量传递，可以提高nay(m)f4:yb/ln发射光的红/绿比值，同时可以调控产物的晶型和尺寸；以y、m、yb和ln的摩尔百分比总和为100％，当m的摩尔百分比为50％～70％，yb的摩尔百分比为18％，ln的摩尔百分比为2％，余量为y时，可以得到几乎纯红色荧光，红色荧光将有助于提高组织成像效果，同时得到尺寸粒径在10～20nm的纯立方相nay(m)f4:yb/ln。
利用tpgs对油酸包覆的nay(m)f4:yb/ln纳米颗粒(记为un)进行功能化改性，可以提高nay(m)f4:yb/ln纳米颗粒的水溶性和药物负载能力，得到亲水性的上转换纳米粒子(记为unt)；由于tpgs具有两亲性，其疏水端通过疏水作用与un表面的oa(油酸)分子紧密结合在一起，而亲水端则朝向外侧以提高纳米载体的水溶性。此外，tpgs还可以作为耐药肿瘤细胞上过量表达的p糖蛋白(p-gp)的抑制剂，从而克服癌细胞的多药耐药性(即肿瘤的mdr效应)。疏水性治疗药物通过疏水作用吸附在unt中oa与tpgs形成的疏水层中，形成功能化的纳米复合载药体系(记为d-unt)；所述疏水性治疗药物为阿霉素、紫杉醇、喜树碱、5氟尿嘧啶中的一种。所述纳米复合载药体系，在肿瘤的酸性条件下药物与载体的疏水结合力减弱从而实现靶向释放需求。
本发明进一步提供了上述逆转mdr效应的纳米复合载药体系的制备方法，首先通过温和的水热法合成油酸包覆的、过渡金属离子m掺杂的nay(m)f4:yb/ln粉末(un)，再通过tpgs对油酸包覆的nay(m)f4:yb/ln粉末的表面进行表面修饰得到unt粉末，然后将疏水治疗药物通过疏水性作用吸附到unt粉末的疏水层中，得到纳米复合载药体系(记为d-unt)，具体步骤如下：
(1)合成油酸包覆nay(m)f4:yb/ln的粉末
将氢氧化钠溶于去离子水形成氢氧化钠溶液、再将氢氧化钠溶液与乙醇和油酸混合搅拌均匀得到混合溶剂；向混合溶剂中加入含m的溶液、含y3+的溶液、含yb3+的溶液和含ln3+的溶液，并搅拌均匀得到第一混合液，于室温搅拌下将含有naf的溶液滴加到第一混合液中得到第二混合液，继续搅拌至第二混合液形成胶体溶液，之后于150～180℃进行水热反应8～12h，再对所得反应液进行固液分离，分离出的固体产物经洗涤、冷冻干燥得到油酸包覆nay(m)f4:yb/ln的粉末，记为un；所述混合溶剂中乙醇、去离子水和油酸的体积比为1:1:1～1:1:2，氢氧化钠与油酸的摩尔比为1:2；所述第二混合液中，m、y3+、yb3+、ln3+的总物质的量与naf的物质的量之比为(1～1.5):10；
(2)制备水溶性unt粉末
将油酸包覆nay(m)f4:yb/ln的粉末和tpgs均匀分散到有机溶剂中，得到第一悬浮液；之后向第一悬浮液中加入去离子水，并分散均匀得到第二悬浮液，于70～85℃将第二悬浮液搅拌蒸发除去有机溶剂，之后将除去有机溶剂后的第二悬浮液进行固液分离，分离出的固体产物经洗涤、冷冻干燥得到unt粉末；所述油酸包覆nay(m)f4:yb/ln的粉末和tpgs的质量比为1:(4～6)；所述第二悬浮液中，有机溶剂与去离子水的体积比为1:2；
(3)制备纳米复合载药体系d-unt
将unt粉末和疏水性治疗药物加入到去离子水中，于室温避光条件下搅拌反应10～24h，反应结束后对所得反应液进行固液分离，分离出的固体产物经洗涤、冷冻干燥即得到纳米复合载药体系；所述unt粉末与疏水性治疗药物的质量比为(1～2):1。
上述逆转mdr效应的纳米复合载药体系的制备方法，步骤(1)的目的在于通过水热法合成油酸包覆的、过渡金属离子m掺杂的nay(m)f4:yb/ln粉末(un)。所采用的混合溶剂体系是由氢氧化钠、乙醇、去离子水和油酸按照一定比例混合得到的，混合溶剂的用量是过量的，至少为含m、y3+、yb3+、ln相应盐溶液和naf溶液总体积的5倍。所述第一混合溶液中，以y、m、yb和ln的摩尔百分比总和为100％，m的摩尔百分比为0％～70％，yb的摩尔百分比为18％，ln的摩尔百分比为2％，余量为y。前面已经指出，当m占y、m、yb和ln的摩尔百分比为50％～70％时，所得un粉末表现出良好的红色荧光性能，因此，优先实施方式中，m的摩尔百分比为50％～70％。m为mn2+、fe3+、co3+、ni2+或zn2+，含m的溶液为相应的盐酸盐、硫酸盐或硝酸盐水溶液，去离子水的用量为至少将m相应的盐酸盐、硫酸盐或硝酸盐完全溶解；含y3+的溶液为氯化钇、硫酸钇或硝酸钇水溶液，去离子水的用量为至少将氯化钇、硫酸钇或硝酸钇完全溶解；含yb3+的溶液为氯化镱、硫酸镱或硝酸镱水溶液，去离子水的用量为至少将氯化镱、硫酸镱或硝酸镱完全溶解；ln3+为er3+或tm3+，含ln3+的溶液为相应的盐酸盐、硫酸盐或硝酸盐水溶液，去离子水的用量为至少将ln3+相应的盐酸盐、硫酸盐或硝酸盐完全溶解；含naf的溶液中去离子水的用量为至少将naf溶解完全。在将含有naf的溶液滴加到第一混合液中时，为了避免大量naf瞬间加入后使溶液局部粘稠，需要在剧烈搅拌下，向第一混合溶液中滴加含有naf的溶液，搅拌速率一般为900r/min～1200r/min，得到的第二混合液继续剧烈搅拌30～60min至形成胶体溶液。待反应结束后，可以通过离心方式将水热反应所得反应液进行固液分离，分离出的固体产物通过用乙醇和去离子水交替洗涤(即一遍乙醇一遍去离子水，再一遍乙醇一遍去离子水，如此循环)的方式进行洗涤数次以除去未反应的原料及杂质，最后对洗涤所得产物进行真空冷冻干燥得到油酸包覆的nay(m)f4:yb/ln粉末(un)。
上述逆转mdr效应的纳米复合载药体系的制备方法，由于通过水热法，油酸为表面活性剂合成的nay(m)f4:yb/ln是油溶性的，不利于材料在生物方面的应用。步骤(2)中，以有机溶剂为油相、去离子水为水相，tpgs疏水端在油相中与nay(m)f4:yb/ln中的oa通过疏水作用紧密结合在一起，而tpgs亲水端朝向水相一侧，将p-gp蛋白抑制剂——tpgs双亲性分子修饰在油酸包覆的nay(m)f4:yb/ln粉末表面，可以将nay(m)f4:yb/ln表面由疏水转为亲水。本步骤所采用的有机溶剂为环乙烷、正己烷、甲苯中的一种，有机溶剂的用量是过量的，至少为油酸包覆的nay(m)f4:yb/ln粉末和tpgs总质量的40倍。待反应结束后，可以通过离心方式将除去有机溶剂后的第二悬浮液进行固液分离，分离出的固体产物用去离子水洗涤数次以除去未反应的原料及杂质，最后对洗涤所得产物进行真空冷冻干燥得到unt粉末。
上述逆转mdr效应的纳米复合载药体系的制备方法，步骤(3)中，利用疏水作用将疏水性治疗药物载入unt纳米颗粒中。所述疏水性治疗药物为阿霉素、紫杉醇、喜树碱、5氟尿嘧啶中的一种。为了使unt与疏水性治疗药物充分接触，所述去离子水的用量是过量的，至少为unt粉末和疏水性治疗药物总质量的500倍。待反应结束后，可以通过离心方式将反应所得反应液进行固液分离，分离出的固体产物采用pbs缓冲液进行洗涤数次去除未吸附的治疗药物，最后对洗涤所得产物进行真空冷冻干燥得到纳米复合载药体系。
本发明进一步提供了上述逆转mdr效应的纳米复合载药体系在制备抗肿瘤药物中的应用。
本发明进一步提供了上述逆转mdr效应的纳米复合载药体系在细胞标记成像中的应用。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、本发明提供的逆转mdr效应的纳米复合载药体系，由油酸包覆的nay(m)f4:yb/ln，与油酸连接的tpgs以及通过疏水作用吸附在油酸与tpgs形成的疏水层中的疏水性治疗药物构成；不仅可满足载药需求，而且由于含有nay(m)f4:yb/ln，具有很好的荧光特性，因而可实现体内成像，达到体内示踪的目的；此外，所含有的tpgs为双亲性物质，极大改善了载药体系的生物相容性，更有利于细胞标记成像，同时tpgs可作为耐药癌细胞上过量表达的p-gp蛋白的抑制剂，有效逆转mdr效应；
2、本发明提供的逆转mdr效应的纳米复合载药体系，通过调节nay(m)f4:yb/ln中过渡金属m的含量，可以调整nay(m)f4:yb/ln发射光的红/绿比值，甚至得到单一红色荧光，实现在生物组织透明窗口内(600nm～1100nm)上转换荧光体内成像，从而提高体内成像效果；
3、本发明提供的逆转mdr效应的纳米复合载药体系，可同时满足载药量高(经换算，药物负载量高达25％)、靶向释放、体内成像、肿瘤诊断的需求，且具有良好的生物相容性，能有效克服肿瘤细胞的mdr效应，其药物靶向聚集于肿瘤，从而对其它正常组织细胞的毒副作用较小，在生物医药领域具有广大的应用前景；
4、本发明提供的逆转mdr效应的纳米复合载药体系，可以用于制备抗肿瘤药物，使所制备的抗肿瘤药物，有效克服肿瘤细胞的mdr效应的同时，可以实现体内成像，具有良好的示踪性能；
5、本发明提供的逆转mdr效应的纳米复合载药体系的制备方法，首先利用水热法合成油酸包覆的、过渡金属离子m掺杂的nay(m)f4:yb/ln粉末，再通过疏水作用在油酸包覆的nay(m)f4:yb/ln粉末的表面修饰上tpgs，之后通过疏水性作用将疏水治疗药物载入unt纳米颗粒中，整个过程反应条件温和、操作简单、并且所采用的原料和溶剂相对绿色无毒，因此易于在生物医药领域内推广应用。
附图说明
图1为本发明实施例制备的油酸包覆nay(mn)f4:yb/er粉末的tem图；其中(a)为实施例1得到的没有掺杂mn的油酸包覆nayf4:yb/er粉末的tem图，(b)为实施例3得到的mn掺杂50％的油酸包覆nay(mn)f4:yb/er粉末的tem图。
图2为本发明实施例制备物质的红外谱图；其中(a)为实施例3得到的un粉末的红外谱图，(b)为实施例3得到的unt粉末的红外谱图，(c)为实施例3得到的d-unt粉末的红外谱图。
图3为本发明实施例制备的油酸包覆nay(mn)f4:yb/er粉末的上转换荧光发射谱图；其中(a)为实施例1得到的没有掺杂mn的油酸包覆nayf4:yb/er粉末的上转换荧光发射谱图，(b)为实施例2得到的mn掺杂30％的油酸包覆nay(mn)f4:yb/er粉末的上转换荧光发射谱图，(c)为实施例3得到的mn掺杂50％的油酸包覆nay(mn)f4:yb/er粉末的上转换荧光发射谱图。
图4为本发明实施例制备物质的上转换荧光发射图；其中(a)为实施例3得到的un粉末的荧光发射图，(b)为实施例3得到的unt粉末的荧光发射图，(c)为实施例3得到的d-unt粉末的荧光发射图。
图5为本发明实施例3制备的d-unt对裸鼠肿瘤的诊断及体内成像图；其中(a)为诊断图，(b)为体内成像图。
图6为本发明实施例制备物质对细胞的标记成像图谱；其中(a)为实施例3得到的un粉末的细胞标记图，(b)为实施例3得到的unt粉末的细胞标记图。
图7为应用例中mcf/adr细胞生存率随药物含量变化示意图；其中(a)加入的药物为纯dox，(b)加入的药物为un+d(将un粉末和dox按照质量比2:1加入到去离子水中，于室温避光条件下搅拌反应10～24h制备得到)，(c)加入的药物为t+d(将tpgs和dox按照质量比2:1加入到去离子水中，于室温避光条件下搅拌反应10～24h制备得到)，(d)加入的药物为实施例3制备的d-unt粉末。
具体实施方式
以下通过实施例并结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所给出的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例，都属于本发明所保护的范围。
实施例1
本实施例制备的纳米复合载药体系为d-unt，其中un为油酸包覆nayf4:yb/er的粉末，具体步骤如下：
(1)将1.2g氢氧化钠溶于10ml去离子水中形成氢氧化钠溶液，再将氢氧化钠溶液与10ml乙醇和20ml油酸混合得到混合溶剂，之后向混合溶剂中加入1.92ml的0.25mycl3·6h2o水溶液，0.432ml的0.25mybcl3·6h2o水溶液和0.048ml的0.25mercl3水溶液，于室温下搅拌20分钟，搅拌均匀得到第一混合液；之后，于室温在剧烈搅拌下，将4ml含有4mmolnaf的水溶液滴加到第一混合液中得到第二混合液，继续搅拌30分钟形成胶体溶液，随后将形成的胶体溶液转移至100ml聚四氟乙烯高压釜中，密封并于160℃进行水热反应10h，反应结束后随高压釜自然冷却至室温，对所得反应液离心，分离出的固体产物用乙醇和去离子水交替洗涤三次除去未反应的原料及杂质，并将洗涤后的固体产物经真空冷冻干燥得到油酸包覆nayf4:yb/er的粉末(un)；
(2)将100mg油酸包覆nayf4:yb/er的粉末(un)超声分散在25ml环乙烷中，再加入600mgtpgs并继续超声分散30min，使油酸包覆的nayf4:yb/er粉末和tpgs均匀分散到环乙烷中，得到第一悬浮液；之后向第一悬浮液中加入50ml去离子水，并分散均匀得到乳状第二悬浮液，将乳状第二悬浮液转移至70℃水浴中持续搅拌蒸发除去环乙烷，待环乙烷挥发完全，第二悬浮液由乳白色接近透明，停止加热搅拌，待所得反应液自然冷却至室温，对所得反应液离心，分离出的固体产物用去离子水洗涤三次除去未反应的原料及杂质，并将洗涤后的固体产物经真空冷冻干燥得到unt粉末；
(3)将10mgunt粉末和5mgdox加入到10ml去离子水中，于室温避光条件下搅拌反应20h，反应结束后，对所得反应液进行离心，分离出的固体产物用pbs溶液洗涤三次去除未反应的游离dox，并将洗涤后的固体产物经真空冷冻干燥得到橘红色粉末即d-unt粉末。
实施例2
本实施例制备的纳米复合载药体系为d-unt，其中un为30％mn2+掺杂的油酸包覆nay(mn)f4:yb/er的粉末，具体步骤如下：
(1)将1.2g氢氧化钠溶于10ml去离子水中形成氢氧化钠溶液，再将氢氧化钠溶液与10ml乙醇和20ml油酸混合得到混合溶剂，之后向混合溶剂中加入0.72ml的0.25mmncl2水溶液，1.2ml的0.25mycl3·6h2o水溶液，0.432ml的0.25mybcl3·6h2o水溶液和0.048ml的0.25mercl3水溶液，于室温下搅拌20分钟，搅拌均匀得到第一混合液；之后，于室温在剧烈搅拌下，将4ml含有4mmolnaf的水溶液滴加到第一混合液中得到第二混合液，继续搅拌30分钟形成胶体溶液，随后将形成的胶体溶液转移至100ml聚四氟乙烯高压釜中，密封并于160℃进行水热反应10h，反应结束后随高压釜自然冷却至室温，对所得反应液离心，分离出的固体产物用乙醇和去离子水交替洗涤三次除去未反应的原料及杂质，并将洗涤后的固体产物经真空冷冻干燥得到油酸包覆nay(mn)f4:yb/er的粉末(un)；
(2)将100mg油酸包覆nay(mn)f4:yb/er的粉末(30％mn2+掺杂un)超声分散在25ml环乙烷中，再加入600mgtpgs并继续超声分散30min，使油酸包覆的nay(mn)f4:yb/er粉末和tpgs均匀分散到环乙烷中，得到第一悬浮液；之后向第一悬浮液中加入50ml去离子水，并分散均匀得到乳状第二悬浮液，将乳状第二悬浮液转移至70℃水浴中持续搅拌蒸发除去环乙烷，待环乙烷挥发完全，第二悬浮液由乳白色接近透明，停止加热搅拌，待所得反应液自然冷却至室温，对所得反应液离心，分离出的固体产物用去离子水洗涤三次除去未反应的原料及杂质，并将洗涤后的固体产物经真空冷冻干燥得到unt粉末；
(3)将10mgunt粉末和5mgdox加入到10ml去离子水中，于室温避光条件下搅拌反应20h，反应结束后，对所得反应液进行离心，分离出的固体产物用pbs溶液洗涤三次去除未反应的游离dox，并将洗涤后的固体产物经真空冷冻干燥得到橘红色粉末即d-unt粉末。
实施例3
本实施例制备的纳米复合载药体系为d-unt，其中un为50％mn2+掺杂的油酸包覆nay(mn)f4:yb/er的粉末，具体步骤如下：
(1)将1.2g氢氧化钠溶于10ml去离子水中形成氢氧化钠溶液，再将氢氧化钠溶液与10ml乙醇和20ml油酸混合得到混合溶剂，之后向混合溶剂中加入1.2ml的0.25mmncl2水溶液，0.72ml的0.25mycl3·6h2o水溶液，0.432ml的0.25mybcl3·6h2o水溶液和0.048ml的0.25mercl3水溶液，于室温下搅拌20分钟，搅拌均匀得到第一混合液；之后，于室温在剧烈搅拌下，将4ml含有4mmolnaf的水溶液滴加到第一混合液中得到第二混合液，继续搅拌30分钟形成胶体溶液，随后将形成的胶体溶液转移至100ml聚四氟乙烯高压釜中，密封并于160℃进行水热反应10h，反应结束后随高压釜自然冷却至室温，对所得反应液离心，分离出的固体产物用乙醇和去离子水交替洗涤三次除去未反应的原料及杂质，并将洗涤后的固体产物经真空冷冻干燥得到油酸包覆nay(mn)f4:yb/er的粉末(un)；
(2)将100mg油酸包覆nay(mn)f4:yb/er的粉末(50％mn2+掺杂un)超声分散在25ml环乙烷中，再加入600mgtpgs并继续超声分散30min，使油酸包覆的nay(mn)f4:yb/er粉末和tpgs均匀分散到环乙烷中，得到第一悬浮液；之后向第一悬浮液中加入50ml去离子水，并分散均匀得到乳状第二悬浮液，将乳状第二悬浮液转移至70℃水浴中持续搅拌蒸发除去环乙烷，待环乙烷挥发完全，第二悬浮液由乳白色接近透明，停止加热搅拌，待所得反应液自然冷却至室温，对所得反应液离心，分离出的固体产物用去离子水洗涤三次除去未反应的原料及杂质，并将洗涤后的固体产物经真空冷冻干燥得到unt粉末；
(3)将10mgunt粉末和5mgdox加入到10ml去离子水中，于室温避光条件下搅拌反应20h，反应结束后，对所得反应液进行离心，分离出的固体产物用pbs溶液洗涤三次去除未反应的游离dox，并将洗涤后的固体产物经真空冷冻干燥得到橘红色粉末即d-unt粉末。
实施例4
本实施例制备的纳米复合载药体系为d-unt，其中un为70％mn2+掺杂的油酸包覆nay(mn)f4:yb/er的粉末，具体步骤如下：
(1)将1.2g氢氧化钠溶于10ml去离子水中形成氢氧化钠溶液，再将氢氧化钠溶液与10ml乙醇和20ml油酸混合得到混合溶剂，之后向混合溶剂中加入1.68ml的0.25mmncl2水溶液，0.24ml的0.25mycl3·6h2o水溶液，0.432ml的0.25mybcl3·6h2o水溶液和0.048ml的0.25mercl3水溶液，于室温下搅拌30分钟，搅拌均匀得到第一混合液；之后，于室温在剧烈搅拌下，将4ml含有4mmolnaf的水溶液滴加到第一混合液中得到第二混合液，继续搅拌30分钟形成胶体溶液，随后将形成的胶体溶液转移至100ml聚四氟乙烯高压釜中，密封并于150℃进行水热反应12h，反应结束后随高压釜自然冷却至室温，对所得反应液离心，分离出的固体产物用乙醇和去离子水交替洗涤三次除去未反应的原料及杂质，并将洗涤后的固体产物经真空冷冻干燥得到油酸包覆nay(mn)f4:yb/er的粉末(un)；
(2)将100mg油酸包覆nay(mn)f4:yb/er的粉末(70％mn2+掺杂un)超声分散在25ml环乙烷中，再加入600mgtpgs并继续超声分散30min，使油酸包覆的nay(mn)f4:yb/er粉末和tpgs均匀分散到环乙烷中，得到第一悬浮液；之后向第一悬浮液中加入50ml去离子水，并分散均匀得到乳状第二悬浮液，将乳状第二悬浮液转移至70℃水浴中持续搅拌蒸发除去环乙烷，待环乙烷挥发完全，第二悬浮液由乳白色接近透明，停止加热搅拌，待所得反应液自然冷却至室温，对所得反应液离心，分离出的固体产物用去离子水洗涤三次除去未反应的原料及杂质，并将洗涤后的固体产物经真空冷冻干燥得到unt粉末；
(3)将10mgunt粉末和5mgdox加入到10ml去离子水中，于室温避光条件下搅拌反应10h，反应结束后，对所得反应液进行离心，分离出的固体产物用pbs溶液洗涤三次去除未反应的游离dox，并将洗涤后的固体产物经真空冷冻干燥得到橘红色粉末即d-unt粉末。
实施例5
本实施例制备的纳米复合载药体系为d-unt，其中un为50％mn2+掺杂的油酸包覆nay(mn)f4:yb/er的粉末，具体步骤如下：
(1)将1.2g氢氧化钠溶于10ml去离子水中形成氢氧化钠溶液，再将氢氧化钠溶液与10ml乙醇和20ml油酸混合得到混合溶剂，之后向混合溶剂中加入1.2ml的0.25mmncl2水溶液，0.72ml的0.25mycl3·6h2o水溶液，0.432ml的0.25mybcl3·6h2o水溶液和0.048ml的0.25mercl3水溶液，于室温下搅拌20分钟，搅拌均匀得到第一混合液；之后，于室温在剧烈搅拌下，将4ml含有4mmolnaf的水溶液滴加到第一混合液中得到第二混合液，继续搅拌30分钟形成胶体溶液，随后将形成的胶体溶液转移至100ml聚四氟乙烯高压釜中，密封并于180℃进行水热反应8h，反应结束后随高压釜自然冷却至室温，对所得反应液离心，分离出的固体产物用乙醇和去离子水交替洗涤三次除去未反应的原料及杂质，并将洗涤后的固体产物经真空冷冻干燥得到油酸包覆nay(mn)f4:yb/er的粉末(un)；
(2)将100mg油酸包覆nay(mn)f4:yb/er的粉末(50％mn2+掺杂un)超声分散在25ml环乙烷中，再加入500mgtpgs并继续超声分散30min，使油酸包覆的nay(mn)f4:yb/er粉末和tpgs均匀分散到环乙烷中，得到第一悬浮液；之后向第一悬浮液中加入50ml去离子水，并分散均匀得到乳状第二悬浮液，将乳状第二悬浮液转移至70℃水浴中持续搅拌蒸发除去环乙烷，待环乙烷挥发完全，第二悬浮液由乳白色接近透明，停止加热搅拌，待所得反应液自然冷却至室温，对所得反应液离心，分离出的固体产物用去离子水洗涤三次除去未反应的原料及杂质，并将洗涤后的固体产物经真空冷冻干燥得到unt粉末；
(3)将10mgunt粉末和5mgdox加入到10ml去离子水中，于室温避光条件下搅拌反应12h，反应结束后，对所得反应液进行离心，分离出的固体产物用pbs溶液洗涤三次去除未反应的游离dox，并将洗涤后的固体产物经真空冷冻干燥得到橘红色粉末即d-unt粉末。
实施例6
本实施例制备的纳米复合载药体系为d-unt，其中un为50％mn2+掺杂的油酸包覆nay(mn)f4:yb/er的粉末，具体步骤如下：
(1)将1.8g氢氧化钠溶于15ml去离子水中形成氢氧化钠溶液，再将氢氧化钠溶液与15ml乙醇和30ml油酸混合得到混合溶剂，之后向混合溶剂中加入1.2ml的0.25mmncl2水溶液，0.72ml的0.25mycl3·6h2o水溶液，0.432ml的0.25mybcl3·6h2o水溶液和0.048ml的0.25mercl3水溶液，于室温下搅拌20分钟，搅拌均匀得到第一混合液；之后，于室温在剧烈搅拌下，将6ml含有6mmolnaf的水溶液滴加到第一混合液中得到第二混合液，继续搅拌30分钟形成胶体溶液，随后将形成的胶体溶液转移至100ml聚四氟乙烯高压釜中，密封并于180℃进行水热反应8h，反应结束后随高压釜自然冷却至室温，对所得反应液离心，分离出的固体产物用乙醇和去离子水交替洗涤三次除去未反应的原料及杂质，并将洗涤后的固体产物经真空冷冻干燥得到油酸包覆nay(mn)f4:yb/er的粉末(un)；
(2)将100mg油酸包覆nay(mn)f4:yb/er的粉末(50％mn2+掺杂un)超声分散在25ml环乙烷中，再加入600mgtpgs并继续超声分散30min，使油酸包覆的nay(mn)f4:yb/er粉末和tpgs均匀分散到环乙烷中，得到第一悬浮液；之后向第一悬浮液中加入50ml去离子水，并分散均匀得到乳状第二悬浮液，将乳状第二悬浮液转移至70℃水浴中持续搅拌蒸发除去环乙烷，待环乙烷挥发完全，第二悬浮液由乳白色接近透明，停止加热搅拌，待所得反应液自然冷却至室温，对所得反应液离心，分离出的固体产物用去离子水洗涤三次除去未反应的原料及杂质，并将洗涤后的固体产物经真空冷冻干燥得到unt粉末；
(3)将10mgunt粉末和10mgdox加入到10ml去离子水中，于室温避光条件下搅拌反应16h，反应结束后，对所得反应液进行离心，分离出的固体产物用pbs溶液洗涤三次去除未反应的游离dox，并将洗涤后的固体产物经真空冷冻干燥得到橘红色粉末即d-unt粉末。
实施例7
本实施例制备的纳米复合载药体系为d-unt，其中un为50％mn2+掺杂的油酸包覆nay(mn)f4:yb/er的粉末，具体步骤如下：
(1)将1.2g氢氧化钠溶于10ml去离子水中形成氢氧化钠溶液，再将氢氧化钠溶液与10ml乙醇和20ml油酸混合得到混合溶剂，之后向混合溶剂中加入1.2ml的0.25mmn(no3)2水溶液，0.72ml的0.25my(no3)3·6h2o水溶液，0.432ml的0.25myb(no3)3·6h2o水溶液和0.048ml的0.25mer(no3)3水溶液，于室温下搅拌20分钟，搅拌均匀得到第一混合液；之后，于室温在剧烈搅拌下，将4ml含有4mmolnaf的水溶液滴加到第一混合液中得到第二混合液，继续搅拌60分钟形成胶体溶液，随后将形成的胶体溶液转移至100ml聚四氟乙烯高压釜中，密封并于180℃进行水热反应10h，反应结束后随高压釜自然冷却至室温，对所得反应液离心，分离出的固体产物用乙醇和去离子水交替洗涤三次除去未反应的原料及杂质，并将洗涤后的固体产物经真空冷冻干燥得到油酸包覆nay(mn)f4:yb/er的粉末(un)；
(2)将100mg油酸包覆nay(mn)f4:yb/er的粉末(50％mn2+掺杂un)超声分散在25ml环乙烷中，再加入400mgtpgs并继续超声分散30min，使油酸包覆的nay(mn)f4:yb/er粉末和tpgs均匀分散到环乙烷中，得到第一悬浮液；之后向第一悬浮液中加入50ml去离子水，并分散均匀得到乳状第二悬浮液，将乳状第二悬浮液转移至85℃水浴中持续搅拌蒸发除去环乙烷，待环乙烷挥发完全，第二悬浮液由乳白色接近透明，停止加热搅拌，待所得反应液自然冷却至室温，对所得反应液离心，分离出的固体产物用去离子水洗涤三次除去未反应的原料及杂质，并将洗涤后的固体产物经真空冷冻干燥得到unt粉末；
(3)将10mgunt粉末和10mgdox加入到10ml去离子水中，于室温避光条件下搅拌反应24h，反应结束后，对所得反应液进行离心，分离出的固体产物用pbs溶液洗涤三次去除未反应的游离dox，并将洗涤后的固体产物经真空冷冻干燥得到橘红色粉末即d-unt粉末。
实施例8
本实施例制备的纳米复合载药体系为d-unt，其中un为50％mn2+掺杂的油酸包覆nay(mn)f4:yb/er的粉末，具体步骤如下：
(1)将1.2g氢氧化钠溶于10ml去离子水中形成氢氧化钠溶液，再将氢氧化钠溶液与10ml乙醇和10ml油酸混合得到混合溶剂，之后向混合溶剂中加入1.2ml的0.25mmncl2水溶液，0.72ml的0.25mycl3·6h2o水溶液，0.432ml的0.25mybcl3·6h2o水溶液和0.048ml的0.25mercl3水溶液，于室温下搅拌30分钟，搅拌均匀得到第一混合液；之后，于室温在剧烈搅拌下，将6ml含有6mmolnaf的水溶液滴加到第一混合液中得到第二混合液，继续搅拌60分钟形成胶体溶液，随后将形成的胶体溶液转移至100ml聚四氟乙烯高压釜中，密封并于170℃进行水热反应12h，反应结束后随高压釜自然冷却至室温，对所得反应液离心，分离出的固体产物用乙醇和去离子水交替洗涤三次除去未反应的原料及杂质，并将洗涤后的固体产物经真空冷冻干燥得到油酸包覆nay(mn)f4:yb/er的粉末(un)；
(2)将100mg油酸包覆nay(mn)f4:yb/er的粉末(50％mn2+掺杂un)超声分散在25ml环乙烷中，再加入600mgtpgs并继续超声分散30min，使油酸包覆的nay(mn)f4:yb/er粉末和tpgs均匀分散到环乙烷中，得到第一悬浮液；之后向第一悬浮液中加入50ml去离子水，并分散均匀得到乳状第二悬浮液，将乳状第二悬浮液转移至80℃水浴中持续搅拌蒸发除去环乙烷，待环乙烷挥发完全，第二悬浮液由乳白色接近透明，停止加热搅拌，待所得反应液自然冷却至室温，对所得反应液离心，分离出的固体产物用去离子水洗涤三次除去未反应的原料及杂质，并将洗涤后的固体产物经真空冷冻干燥得到unt粉末；
(3)将10mgunt粉末和5mgdox加入到10ml去离子水中，于室温避光条件下搅拌反应16h，反应结束后，对所得反应液进行离心，分离出的固体产物用pbs溶液洗涤三次去除未反应的游离dox，并将洗涤后的固体产物经真空冷冻干燥得到橘红色粉末即d-unt粉末。
实施例9
本实施例制备的纳米复合载药体系为d-unt，其中un为50％mn2+掺杂的油酸包覆nay(mn)f4:yb/er的粉末，具体步骤如下：
(1)将1.2g氢氧化钠溶于10ml去离子水中形成氢氧化钠溶液，再将氢氧化钠溶液与10ml乙醇和20ml油酸混合得到混合溶剂，之后向混合溶剂中加入1.2ml的0.25mmnso4水溶液，0.72ml的0.25my2(so4)3·6h2o水溶液，0.432ml的0.25myb2(so4)3·6h2o水溶液和0.048ml的0.25mer2(so4)3水溶液，于室温下搅拌20分钟，搅拌均匀得到第一混合液；之后，于室温在剧烈搅拌下，将4ml含有4mmolnaf的水溶液滴加到第一混合液中得到第二混合液，继续搅拌30分钟形成胶体溶液，随后将形成的胶体溶液转移至100ml聚四氟乙烯高压釜中，密封并于160℃进行水热反应10h，反应结束后随高压釜自然冷却至室温，对所得反应液离心，分离出的固体产物用乙醇和去离子水交替洗涤三次除去未反应的原料及杂质，并将洗涤后的固体产物经真空冷冻干燥得到油酸包覆nay(mn)f4:yb/er的粉末(un)；
(2)将100mg油酸包覆nay(mn)f4:yb/er的粉末(50％mn2+掺杂un)超声分散在25ml环乙烷中，再加入600mgtpgs并继续超声分散30min，使油酸包覆的nay(mn)f4:yb/er粉末和tpgs均匀分散到环乙烷中，得到第一悬浮液；之后向第一悬浮液中加入50ml去离子水，并分散均匀得到乳状第二悬浮液，将乳状第二悬浮液转移至70℃水浴中持续搅拌蒸发除去环乙烷，待环乙烷挥发完全，第二悬浮液由乳白色接近透明，停止加热搅拌，待所得反应液自然冷却至室温，对所得反应液离心，分离出的固体产物用去离子水洗涤三次除去未反应的原料及杂质，并将洗涤后的固体产物经真空冷冻干燥得到unt粉末；
(3)将10mgunt粉末和5mgdox加入到10ml去离子水中，于室温避光条件下搅拌反应20h，反应结束后，对所得反应液进行离心，分离出的固体产物用pbs溶液洗涤三次去除未反应的游离dox，并将洗涤后的固体产物经真空冷冻干燥得到橘红色粉末即d-unt粉末。
实施例10
本实施例制备的纳米复合载药体系为d-unt，其中un为60％fe3+掺杂的油酸包覆nay(fe)f4:yb/er的粉末，具体步骤如下：
(1)将1.2g氢氧化钠溶于10ml去离子水中形成氢氧化钠溶液，再将氢氧化钠溶液与10ml乙醇和20ml油酸混合得到混合溶剂，之后向混合溶剂中加入1.44ml的0.25mfecl3水溶液，0.48ml的0.25mycl3·6h2o水溶液，0.432ml的0.25mybcl3·6h2o水溶液和0.048ml的0.25mercl3水溶液，于室温下搅拌30分钟，搅拌均匀得到第一混合液；之后，于室温在剧烈搅拌下，将4ml含有4mmolnaf的水溶液滴加到第一混合液中得到第二混合液，继续搅拌30分钟形成胶体溶液，随后将形成的胶体溶液转移至100ml聚四氟乙烯高压釜中，密封并于160℃进行水热反应12h，反应结束后随高压釜自然冷却至室温，对所得反应液离心，分离出的固体产物用乙醇和去离子水交替洗涤三次除去未反应的原料及杂质，并将洗涤后的固体产物经真空冷冻干燥得到油酸包覆nay(fe)f4:yb/er的粉末(un)；
(2)将100mg油酸包覆nay(fe)f4:yb/er的粉末(50％mn2+掺杂un)超声分散在25ml环乙烷中，再加入600mgtpgs并继续超声分散30min，使油酸包覆的nay(fe)f4:yb/er粉末和tpgs均匀分散到正己烷中，得到第一悬浮液；之后向第一悬浮液中加入50ml去离子水，并分散均匀得到乳状第二悬浮液，将乳状第二悬浮液转移至75℃水浴中持续搅拌蒸发除去正乙烷，待正己烷挥发完全，第二悬浮液由乳白色接近透明，停止加热搅拌，待所得反应液自然冷却至室温，对所得反应液离心，分离出的固体产物用去离子水洗涤三次除去未反应的原料及杂质，并将洗涤后的固体产物经真空冷冻干燥得到unt粉末；
(3)将20mgunt粉末和10mgdox加入到20ml去离子水中，于室温避光条件下搅拌反应20h，反应结束后，对所得反应液进行离心，分离出的固体产物用pbs溶液洗涤三次去除未反应的游离dox，并将洗涤后的固体产物经真空冷冻干燥得到橘红色粉末即d-unt粉末。
实施例11
本实施例制备的纳米复合载药体系为d-unt，其中un为30％mn2+掺杂的油酸包覆nay(mn)f4:yb/tm的粉末，具体步骤如下：
(1)将1.2g氢氧化钠溶于10ml去离子水中形成氢氧化钠溶液，再将氢氧化钠溶液与10ml乙醇和20ml油酸混合得到混合溶剂，之后向混合溶剂中加入0.72ml的0.25mmncl2水溶液，1.2ml的0.25mycl3·6h2o水溶液，0.432ml的0.25mybcl3·6h2o水溶液和0.048ml的0.25mtmcl3水溶液，于室温下搅拌20分钟，搅拌均匀得到第一混合液；之后，于室温在剧烈搅拌下，将4ml含有4mmolnaf的水溶液滴加到第一混合液中得到第二混合液，继续搅拌30分钟形成胶体溶液，随后将形成的胶体溶液转移至100ml聚四氟乙烯高压釜中，密封并于180℃进行水热反应10h，反应结束后随高压釜自然冷却至室温，对所得反应液离心，分离出的固体产物用乙醇和去离子水交替洗涤三次除去未反应的原料及杂质，并将洗涤后的固体产物经真空冷冻干燥得到油酸包覆nay(mn)f4:yb/er的粉末(un)；
(2)将100mg油酸包覆nay(mn)f4:yb/er的粉末(50％mn2+掺杂un)超声分散在25ml环乙烷中，再加入500mgtpgs并继续超声分散30min，使油酸包覆的nay(mn)f4:yb/er粉末和tpgs均匀分散到环乙烷中，得到第一悬浮液；之后向第一悬浮液中加入50ml去离子水，并分散均匀得到乳状第二悬浮液，将乳状第二悬浮液转移至70℃水浴中持续搅拌蒸发除去环乙烷，待环乙烷挥发完全，第二悬浮液由乳白色接近透明，停止加热搅拌，待所得反应液自然冷却至室温，对所得反应液离心，分离出的固体产物用去离子水洗涤三次除去未反应的原料及杂质，并将洗涤后的固体产物经真空冷冻干燥得到unt粉末；
(3)将10mgunt粉末和5mgdox加入到10ml去离子水中，于室温避光条件下搅拌反应20h，反应结束后，对所得反应液进行离心，分离出的固体产物用pbs溶液洗涤三次去除未反应的游离dox，并将洗涤后的固体产物经真空冷冻干燥得到橘红色粉末即d-unt粉末。
对上述实施例中制备的部分产物进行结构表征和荧光性能表征：
1、结构表征
采用tem分别对实施例1制备的nayf4:yb/er(0％mn2+掺杂)粉末和实施例3制备的nay(mn)f4:yb/er(50％mn2+掺杂)粉末进行形貌分析，结果如图1所示，从图中可以看出，50％mn掺杂的nay(mn)f4:yb/er为粒径尺寸仅在10nm左右的纯立方相。其尺寸较小，形貌均一，可通过细胞的内吞作用成功进入细胞内部对细胞进行标记或者药物输送，此外，小尺寸纳米颗粒具有较大的比表面积，具有负载高载药量的潜能。
分别对实施例3制备的油酸包覆的nay(mn)f4:yb/er(50％mn2+掺杂)粉末(un)、unt粉末和d-unt粉末进行红外检测，分析tpgs表面修饰前后及载药前后un粉末、unt粉末以及d-unt粉末的红外谱图，分析结果如图2所示。从图中可以看出，油酸包覆的nay(mn)f4:yb/er(50％mn2+掺杂)粉末(un)中，2921cm-1和1554cm-1处分别对应碳碳双键基团(-c＝c-)和羧基(-cooh)的伸缩振动峰，证实nay(mn)f4:yb/er粉末表面油酸分子的存在。unt粉末中，位于1045cm-1-1500cm-1范围内的多峰对应于tpgs分子式中大量c-o的伸缩振动峰，此外，在3670cm-1附近的峰对应于位tpgs终端羟基(-oh)的伸缩振动峰，这些特征峰的出现表明tpgs已经成功修饰到nay(mn)f4:yb/er表面。对于d-unt粉末，在1000cm-1-1100cm-1范围内出现了-nh2的伸缩振动峰，表明dox已经成功装载到unt上。
2、荧光性能表征
对实施例1制备的nayf4:yb/er(0％mn2+掺杂)粉末、实施例2制备的nay(mn)f4:yb/er(30％mn2+掺杂)粉末和实施例3制备的nay(mn)f4:yb/er(50％mn2+掺杂)粉末分别采用波长为980nm激光进行激发，得到上转换荧光发射谱图，如图3所示。从图中可以看出，在980nm激光激发下，实施例1制备的nayf4:yb/er(0％mn2+掺杂)发出绿色(540nm)和红色(660nm)荧光，以绿光为主；实施例2制备的nayf4:yb/er(30％mn2+掺杂)发出绿色(540nm)和红色(660nm)荧光，以绿光为主；实施例3制备的nayf4:yb/er(50％mn2+掺杂)发出单一红色荧光(660nm)。
对实施例3制备的nay(mn)f4:yb/er(50％mn2+掺杂)粉末(un)、unt粉末和d-unt粉末分别采用波长为980nm激光进行激发，得到上转换荧光发射谱图，如图4所示。从图中可以看出，在980nm激光激发下，实施例3制备的un、unt、d-unt均发出几乎单一红色的较强荧光(660nm)，说明上转换纳米材料un经tpgs修饰及dox装载后依然保留了优异的发光性能，其上转换荧光性质并没有受到显著性影响。
应用例1
将mcf-7/adr细胞以1×105/孔接种到6孔板中并放置在细胞培养箱(37℃，5％的co2)中培养24h，待细胞贴壁铺展后，分别加入浓度为50μg/ml的un(实施例3制备)和unt(实施例3制备)的dmem溶液，继续避光孵育2h后用pbs缓冲液将六孔板清洗3次，尽量清除附着细胞表面的材料，再通过正置双光子激光共聚焦显微镜clsm观察材料进入细胞的能力，激发光源选择980nm激光器。未经tpgs修饰的nay(mn)f4:yb/er在与mcf-7/adr细胞孵育2h后很难进入细胞，材料聚集在细胞膜周围，黏贴在细胞上，明显没有进入到细胞内部，无法对细胞进行清晰的标记成像，如图6(a)所示。而经tpgs修饰后，unt材料大量的聚集在细胞质中，细胞的形态，轮廊清晰可见，表明tpgs修饰后的nay(mn)f4:yb/er具有较强的红光发射，如图6(b)所示，在生物组织透明窗口内(600nm～1100nm)，非常适合用于组织及体内成像。因此，相比于疏水的un，鉴于tpgs修饰在生物应用中的优势，有助于改善材料的生物相容性，双亲性tpgs修饰后的nay(mn)f4:yb/erunt可对细胞进行更好的标记成像。
应用例2
将实施例3制备的5mgd-unt粉末溶解到1ml生理盐水中，得到5mg/mld-unt溶液。将200uld-unt的溶液通过尾静脉注射到接种了肿瘤的裸鼠体内，24小时后通过980nm激发光源激发得到肿瘤处的上转换荧光光谱，如图5所示。从图中可以看出，在980nm激光激发下，肿瘤位置显示出较强的上转换红色荧光，表明d-unt可利用其自身纳米尺寸的优异性通过肿瘤的高渗透长滞留效应(epr效应)用于肿瘤靶向诊断及标记成像。
应用例3
将mcf-7/adr细胞以1×104个/孔的浓度接种在96孔细胞培养板中(corning，usa)，放置于细胞培养箱(37℃，5％的co2)中培养24h。当细胞完全贴壁铺展后，在96孔板中分别加入100μl含同等dox浓度(0ug/ml,3.12ug/ml,6.25ug/ml,12.5ug/ml,25ug/ml,50ug/ml,100ug/ml)的dox,un+d,t+d,d-unt(实施例3制备)的dmem分散液，放置在培养箱中避光培养24h，之后用pbs清洗2次，之后每孔加入100μl含10％cck-8【2-(2-甲氧基-4-硝基苯基)-3-(4-硝基苯基)-5-(2,4-二磺酸苯)-2h-四唑单钠盐】的dmem溶液，在培养箱中继续孵育2h后，用多检测酶标仪(bio-rad550)测量溶液在490nm处的吸光度值。结果显示，mcf-7/adr细胞正常情况下不易被游离的dox杀死，对dox具有很强的耐药性。但经tpgs修饰和dox装载后的d-unt对耐阿霉素mcf-7/adr细胞的增殖和活性起到了很好的抑制作用，表明unt能够抑制耐药细胞表面p-gp表达，使得负载的化疗药物阿霉素能够在耐药细胞富集，逆转耐药性有效杀死肿瘤细胞。