一种基于二维纳米碳片的复合材料及其制备与应用

1.本发明属于纳米材料技术领域，更具体地，涉及一种基于二维纳米碳片的复合材料及其制备与应用。


背景技术：

2.光热疗法是一种新兴的治疗方式，由于其无创、耐药性可忽略不计以及全身毒性低的局部治疗等优点正成为肿瘤疾病研究的焦点，目前大多数报道的光热治疗制剂，包括金纳米材料、金属硫化物氧化物材料、碳纳米材料和有机染料等，主要在近红外ⅰ区中(700-900纳米)之间进行光热治疗。然而对于深部实体瘤组织来说，由于血液和其他生物成分的光吸收和散射导致严重的光衰减，近红外ⅰ区光的穿透深度仍然不够。因此，近红外ⅱ区(1000-1700纳米)具有更长波长的光热治疗制剂受到了更多的关注，其具有更深的组织穿透力、更少的能量损失和更小的组织损伤。另一方面，光热治疗制剂通常具有良好的光声成像能力。近红外ⅱ区的光热治疗制剂与近红外ⅰ区相比，可以大大提高信噪比并提供更高分辨率的形态学信息，使近红外ⅱ区的光热治疗制剂在癌症诊断和治疗中更有利。
3.近年来，碳纳米材料(如石墨烯、碳点、碳纳米管)由于具有光稳定性、生物相容性和低毒性等诸多优点，在生物医学应用中引起了广泛关注。其中，二维碳纳米材料因其在近红外区域的优异等离子体特性而被认为是有前途的光热剂。围绕传导和价态能带边缘的独特量子限制促进了某些能量产生的高密度，因此自由电子-空穴对更容易被接近带隙的能量激发，使二维纳米材料表现出高光吸收效率。此外，二维碳纳米材料可以通过改变层数或掺杂其他杂原子来调整其光学性能。二维碳纳米材料的大表面积和平面结构使得加载其他药物或通过与其他二维材料堆叠形成异质结构成为可能，这为基于光热治疗的协同治疗提供了巨大的潜力。然而目前二维材料的合成方法主要集中在自上而下和自下而上的方法，它们分别受到低产量和复杂程序的影响。简单可靠地制备具有可控尺寸、形状和纯度的二维纳米碳材料仍然具有挑战性。此外，迄今为止报道的大多数碳纳米材料都支持近红外ⅰ区的光热治疗，开发在近红外ⅱ区窗口中具有良好性能的碳基光热治疗试剂对于更深层次的组织治疗是紧迫的。


技术实现要素：

4.本发明解决了现有技术中近红外ⅰ区的光热治疗效果差，二维碳材料制备困难，成像效果无法有效指导治疗，以及生物相容性不好的技术问题。本发明中通过真空煅烧共轭碳碘聚合物得到一种新型二维纳米碳片，其在近红外ⅱ区生物窗中表现出强吸收和显著的光热转换效率，可用于深层组织治疗。
5.根据本发明第一方面，提供了一种二维纳米碳片的制备方法，包括以下步骤：
6.(1)将共晶聚合物在真空环境中进行煅烧，所述煅烧是在300℃-1000℃条件下煅烧6h-24h，使所述共晶聚合物脱碘碳化，得到层状碳化物；所述共晶聚合物的结构式为：
[0007][0008]
(2)将步骤(1)得到的层状碳化物粉碎，加入到两亲性聚合物的水溶液中，并进行超声，即得到二维纳米碳片。
[0009]
优选地，所述煅烧的升温速率为5℃min-1-15℃min-1
。
[0010]
优选地，所述两亲性聚合物的疏水端为碳原子数大于等于10个的烷基链，亲水端为聚乙二醇。
[0011]
根据本发明另一方面，提供了任一所述方法制备得到的二维纳米碳片。
[0012]
根据本发明另一方面，提供了所述的二维纳米碳片的应用，具体为用于制备光热治疗试剂和/或光声成像试剂的应用。
[0013]
根据本发明另一方面，提供了一种二维纳米碳片的复合材料的制备方法，将所述的二维纳米碳片和蒙脱石加入到磷酸盐缓冲液中，并进行超声，使所述二维纳米碳片和蒙脱石通过π-π堆积作用形成复合材料。
[0014]
优选地，所述二维纳米碳片和蒙脱石的质量比为1:(0.5-2)。
[0015]
根据本发明另一方面，提供了所述方法制备得到的二维纳米碳片的复合材料。
[0016]
根据本发明另一方面，提供了所述的二维纳米碳片的复合材料用于制备光声成像试剂和/或磁共振成像试剂的应用。
[0017]
根据本发明另一方面，提供了所述的二维纳米碳片的复合材料的应用，具体为用于制备光热治疗试剂和/或化学动力治疗试剂的应用。
[0018]
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，主要具备以下的技术优点：
[0019]
(1)本发明合成了一种在近红外ⅱ区生物窗中具有强吸收性和34.6％高光热转换效率的新型二维碳纳米薄片，有利于深层组织光热治疗。为了提高二维碳纳米薄片的分散性和生物相容性，利用层状纳米粘土蒙脱石和两亲聚合物并衍生出稳定的纳米复合材料水溶液。蒙脱石可以通过在肿瘤酸性微环境下释放铁催化高表达的过氧化氢生成高活性的羟基自由基来进行化学动力治疗。为了上调过氧化氢水平，将葡萄糖氧化酶引入系统以进一步促进化学动力治疗过程。此外，纳米复合材料表现出良好的光声成像和磁共振成像能力，可以帮助确定药物积累最高的准确时间点进行高效低副作用的激光治疗。这种基于纳米复合材料的高效的近红外ⅱ区光激活光热治疗和持续长效化学动力治疗的联合治疗可以在磁共振成像和光声成像的指导下有效抑制肿瘤生长。因此，纳米复合材料的设计策略为建立肿瘤多模式诊疗一体化的“一体化”诊疗平台提供了新思路。
[0020]
(2)现有的有机材料光热效果主要体现在近红外ⅰ区，且光热转换效率相对较低，这严重限制了其在生物体内对深部肿瘤的实际光热效果。本发明中合成新型纳米碳片可以在近红外ⅱ区1060nm光照射下通过34.6％的高光热转换效率进行光热治疗，极大拓展了有机纳米材料在光热治疗领域的应用范围。
[0021]
(3)光热治疗作为单一的治疗手段，在某些方面依然存在着不足，比如有效功率下对内深部肿瘤杀伤能力有限，光依赖性使其无法持续抑制肿瘤生长。本发明将二维碳片与二维层状蒙脱土相结合，得到了纳米复合材料，可实现光热治疗与化学动力治疗的协同治疗，光热治疗的高效短期肿瘤杀伤和化学动力治疗长效肿瘤抑制相结合，同时，光热治疗局部光热可以提高对应的化学动力治疗效果，且化学动力治疗可以解决光热治疗深部残余肿瘤，可以更有效抑制肿瘤生长。
[0022]
(4)本发明光声成像与磁共振成像联用，可以避免多种造影剂反复注射，同时实现治疗前肿瘤精准定位，治疗过程中对药物分布跟踪，治疗后确定疗效，实现精准双重成像引导下的精准双重治疗。
[0023]
(5)蒙脱石是fda批准的生物材料，广泛应用于制药领域。蒙脱石的毒性通常是由于其表面带负电荷而限制了其在体内的进一步应用。纳米碳片作为纯碳材料其本身生物相容性良好，同时在复合材料中屏蔽了蒙脱石本身的强负电荷，消除了蒙脱石本身容易导致溶血的缺陷，为后续生物应用的安全性提供了基础。
附图说明
[0024]
图1为纳米复合材料制备与性能表征图。
[0025]
图2为纳米复合材料的光热转换效率和羟基自由基生成能力验证图。
[0026]
图3为光热治疗和化学动力治疗的体外联合抗癌作用验证图。
[0027]
图4为通过磁共振成像和光声成像技术进行体内药物追踪效果图。
[0028]
图5为光热治疗和化学动力治疗的体内联合抗癌作用验证图。
[0029]
图6为纳米复合材料在体内的生物安全性验证图。
[0030]
图7为纳米复合材料的制备及其在光声/磁共振双模态成像引导光热/化学动力协同癌症治疗中的应用。
具体实施方式
[0031]
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
[0032]
本发明是在近红外ⅱ区有吸收的非附加掺杂二维碳材料的首次成功制备。为了提高二维纳米碳片的分散性和生物相容性，利用目前广泛使用的药物载体蒙脱石和两亲性聚合物c18-pmh-peg获得稳定的纳米复合材料。蒙脱石是fda批准的生物材料，广泛应用于制药领域。它是一种二维层状铝硅酸盐矿物，在蒙脱石的层间空间中填充了各种阳离子，如铁、锰等。因此，蒙脱石可以通过芬顿反应将肿瘤部位高表达的过氧化氢在弱酸性肿瘤微环境下转化为高活性的羟基自由基。为了促进化学动力学治疗过程，引入了葡萄糖氧化酶以
进一步上调过氧化氢水平。因此纳米复合材料不仅可以在1060nm光照射下通过34.6％的高光热转换效率进行高效的光热治疗，而且还可以从蒙脱石中释放铁，通过芬顿反应产生高活性羟基自由基来持续治疗。近红外ⅱ区激活光热治疗的高效肿瘤消融和化学动力治疗的持续持久抑制的这种组合为更有效的癌症治疗提供了有前途的策略。此外，纳米复合材料在肿瘤诊断中显示出磁共振成像和光声成像能力，为精准医学建立了“一体化”治疗诊断平台。
[0033]
pida共晶和c18-pmh-peg的制备：pida共晶由1,4-双(三甲基甲硅烷基)-1,3-丁二炔合成，c18-pmh-peg由聚(马来酸酐-alt-1-十八碳烯)与mnh
2-peg合成。
[0034]
pida共晶及其合成方法参见申请号为202111441503.9的专利申请。
[0035]
pida共晶合成的反应式如下：
[0036][0037]
合成方法包括以下步骤：
[0038]
a、将式1所示碘取代的乙二炔和式2所示配体加入到甲醇、乙醇或异丙醇中，所述配体与所述碘取代的乙二炔进行规则排布，形成式3所示的中间体；
[0039]
b、式3中碘取代乙二炔上的碘原子与式2中配体末端的吡啶基团氮原子通过卤素键作用，拓扑聚合得到式ⅰ所示结构的共轭碳碘聚合物；
[0040]
优选地，步骤a中，式1所示碘取代的乙二炔和式2所示配体加入到甲醇、乙醇或异丙醇之后，先置于-30℃～-10℃条件下5天-10天，再置于10℃～30℃条件下5h-12h。
[0041]
一些实施例中，由pida共晶制备碳化衍生物：将200毫克pida共晶置于管式炉中。在真空中由室温升温至600℃(升温速率：10℃min-1
)。温度在600℃保持12小时，自然冷却至室温。得到灰黑色层状碳化物。
[0042]
碳纳米片的制备：将20毫克碳化衍生物在研钵中粉碎成粉末。将产物加入到含有20毫克c18-pmh-peg的10ml去离子水中。将混合物在冰浴中用超声波细胞破碎器(650w，
60％)超声处理4小时。每次使用前将黑色悬浮液冻干并重新悬浮至相应浓度。
[0043]
纳米复合材料的制备：将20毫克碳纳米片和10毫克蒙脱石加入10毫升磷酸盐缓冲液中。样品在冰浴中超声处理4h后，得到10ml纳米复合材料。
[0044]
本发明所述的二维纳米碳片的应用，基于所述二维纳米碳片在近红外二区的光照下能产生光热效应，具体为用于制备光热治疗试剂和/或光声成像试剂的应用。
[0045]
本发明所述的二维纳米碳片的复合材料用于制备光声成像试剂和/或磁共振成像试剂的应用。
[0046]
本发明所述的二维纳米碳片的复合材料的应用，基于所述二维纳米碳片的复合材料在近红外二区的光照下能产生光热效应，以及所述二维纳米碳片的复合材料能通过芬顿反应将过氧化氢转化为羟基自由基，具体为用于制备光热治疗试剂和/或化学动力治疗试剂的应用。
[0047]
实施例1：纳米复合材料制备与性能表征
[0048]
本发明以n1，n
2-双(2-(吡啶-3-基)乙基)草酰胺为主体，二碘丁二炔单体为客体，通过拓扑化学聚合获得了pida共晶。形成的共晶呈现金属外观，排列整齐且高度聚合。与共轭碳骨架直接相连的碘原子在各种刺激下(路易斯碱、温度)容易脱落。研究表明，碘取代基的损失开始于120℃，主体的蒸发发生在150℃-170℃的温度范围内。因此本发明尝试通过将共晶加热到不同温度来去除主体和碘原子。通过能量色散光谱和拉曼光谱监测pida共晶的碳化过程。pida共晶的化学式为(c4i2·c16h18
n4o2)n。能量色散光谱对pida共晶的元素分析表明存在碳(42.9wt％)、氮(10.3wt％)、氧(6.0wt％)和碘(40.8wt％)，与pida共晶理论值一致(碳为40.0％，氮为9.3％，氧为5.3％，碘为42.3％)(图1中的a)。在真空环境中热处理12小时后，pida共晶的碳含量逐渐增加，同时随着温度的升高碘含量降低(图1中的a)。当温度达到600℃时，检测到可忽略不计的碘元素，反映了pida在该温度下的脱碘和碳化过程完全。
[0049]
pida共晶的拉曼光谱显示三个主要波段：分别为960cm-1
(c-c)、1394cm-1
(c＝c)和2053cm-1
(c≡c)(图1中的b)。当pida共晶加热温度高于300℃时，在1340cm-1
(无序sp2杂化碳的d带)和1600cm-1
(石墨碳的g带)处出现两个宽峰，这归因于碳的sp2杂化。随着加热温度的升高，d带和g带的比例增加，表明碳化产物的无序上升。此外，x射线衍射结果也反映了碳化过程中pida共晶的结晶特性降低(图1中的c)。pida共晶和碳化衍生物的傅里叶变换红外光谱也验证了pida共晶在600℃下完全碳化。
[0050]
根据扫描电子显微镜(sem)图像，碳化衍生物表现出多层层状结构。接下来，通过在乙醇溶液中用强力超声波处理，将层状碳化衍生物粉碎成二维纳米碳片。获得的碳纳米薄片显示出直径约40纳米(图1中的d)和平均高度约4纳米(图1中的e，f)的圆形结构，显示出独特且均匀的晶片形态。碳纳米薄片在乙醇溶液中分散良好，但在水溶液中倾向于聚集。因此，引入聚乙二醇接枝的聚(马来酸酐-alt-1-十八碳烯)(c18-pmh-peg)，一种两亲性表面活性剂，以稳定水中的碳纳米片，并获得相对稳定的纳米复合材料水溶液。碳片的透射电子显微镜图像表明，封装在c18-pmh-peg胶束中的碳纳米薄片的直径约为200nm(图1中的g)。为了进一步改善其在体内的生物学应用，使用流行的药物载体蒙脱石来提高二维碳纳米片的分散性和生物相容性。蒙脱石是一种高分散性二维层状铝硅酸盐，在蒙脱石的层间空间中填充了各种阳离子，例如铁(3.31％)。层状蒙脱石具有较大的比表面积，可用于加载
二维碳纳米薄片以形成二维-二维复合物。装载碳纳米薄片并用c18-pmh-peg修饰的纳米复合材料具有约300纳米的较大直径(图1中的h和i)。二维碳纳米片吸附在二维蒙脱石片材的表面并形成纳米团簇(图2中的h)。此外，蒙脱石的毒性通常是由于其表面带负电荷而限制了其在体内的应用。zeta电位结果表明，碳片屏蔽了蒙脱石本身的强负电荷，为后续生物应用的安全性提供了基础。值得注意的是，与水、磷酸盐缓冲盐水缓冲液、0.9％nacl溶液、1640培养基和胎牛血清相比，纳米复合材料在各种溶液中表现出最佳的分散性和稳定性。
[0051]
实施例2：纳米复合材料的光热转换效率和羟基自由基生成能力
[0052]
与常见的碳纳米材料(如氧化石墨烯)相比，由pida碳化的二维碳纳米薄片在近红外ⅰ区和近红外ⅱ区显示出更强的吸收(图2中的a)。图2中的b和c研究了碳片和纳米复合材料在1064nm激光照射(1.5w cm-2
)下不同浓度的光热加热曲线。碳片和纳米复合材料都表现出显著的浓度依赖性光热效应，其中温度变化与样品浓度成正比。纳米复合材料的光热性能与碳片一致，表明蒙脱石的引入对碳纳米薄片的光热性能没有影响。相比之下，常用的氧化石墨烯在相同的1064nm激光照射条件下没有表现出光热效应。此外碳纳米薄片的光热性能也由激光功率决定。碳片在1064nm激光照射下的加热-冷却过程计算出碳片的光热转换效率为34.6％，表明在近红外ii区照射下具有出色的光热性能。激光功率越强，温度变化越大。此外，纳米复合材料在加热-冷却循环测试中显示出良好的光热稳定性(图2中的d)，表明碳纳米薄片用于光热治疗前景良好。本发明分别在808nm(近红外i区)和1064nm激光(近红外ii区)下比较了纳米复合材料在生物组织中的光热转换能力。培根用于评估1064nm激光和808nm激光的相对衰减比，被模拟为具有不同层的肿瘤组织(每层的厚度为3毫米)，如图3中的e所示。对于穿透相同厚度的培根，808nm激光显示出比1064nm激光更明显的光热效应衰减(图2中的e)，表明纳米复合材料在1064nm(近红外ii区)激发下比808nm(近红外i区)激发下光热治疗更为有效。
[0053]
由于铁离子存在于蒙脱石的层间空间中，因此在轻度酸性肿瘤微环境下，纳米复合材料通过芬顿反应生成了高活性的羟基自由基。在这里，3,3',5,5'-四甲基-联苯胺(tmb)被应用来评估羟基自由基的生成，因为无色tmb可以被氧化成蓝色氧化物(oxtmb)，在650纳米处吸光度相应增加。本发明通过经典的tmb-过氧化氢双底物方法评估了纳米复合材料的过氧化物酶催化性能(图2中的f)。随着纳米复合材料浓度的增加，纳米复合材料的过氧化物酶活性也升高。应该注意的是，在弱酸性环境(ph＝6.5)中，纳米复合材料可以比在中性溶液中产生更多的羟基自由基，使其在弱酸性肿瘤微环境中对肿瘤细胞更具选择性。以上结果表明纳米复合材料在化学动力治疗中具有巨大潜力。
[0054]
由于纳米复合材料具有良好的光热转换能力和铁离子的存在，因此检测到了光声信号和磁共振响应。蒙脱石和纳米复合材料均显示出浓度依赖性磁共振响应(图2中的g)。然而在碳片溶液中未检测到磁响应信号，证实磁信号来自蒙脱石。除了蒙脱石提供的磁共振成像效果外，纳米复合材料中的碳纳米片还在近红外ⅱ区域提供了出色的光声成像效果(图2中的h)。光声成像和磁共振成像能力的结合，可以跟踪药物位置并用成像引导治疗，最终实现预期的“一体化”治疗诊断平台。
[0055]
实施例3：光热治疗和化学动力治疗的体外联合抗癌作用
[0056]
考虑到纳米复合材料良好的光热转换效率和羟基自由基生成能力，我们通过体外小鼠前列腺癌细胞(rm-1)和人脐静脉内皮细胞(huvec)进一步评估了其化学动力治疗/光
热治疗效果。如图3中的a所示，蒙脱石-peg即使达到200μg ml-1
的浓度对正常组织细胞没有毒性，然而随着蒙脱石-peg浓度的增加，观察到对癌细胞的明显毒性。蒙脱石对癌细胞的选择性杀伤能力应归因于肿瘤细胞中高表达的过氧化氢水平，这促进了芬顿反应，从而产生了更多的羟基自由基。正如预期的那样，当过氧化氢浓度增加时，蒙脱石-peg对rm-1细胞的化学动力治疗作用明显增强。葡萄糖氧化酶(gox)可以将葡萄糖催化为葡萄糖酸并同时生成过氧化氢，因而引入了葡萄糖氧化酶可以有效提高过氧化氢含量。实验结果显示，添加葡萄糖氧化酶后蒙脱石-peg的化学动力治疗效果明显增强(图3中的b)。
[0057]
对于光热治疗来说，碳片在1064nm激光照射下以剂量依赖性和激光功率依赖性方式诱导rm-1细胞死亡(图3中的c)。纳米复合材料对rm-1细胞的光诱导细胞毒性比碳片显著增强，反映了光热治疗和化学动力治疗组合对杀死癌细胞的高度协同作用(图3中的d)。再通过添加葡萄糖氧化酶，纳米复合材料处理的rm-1细胞的细胞活力进一步降低约20％(图3中的e)，显示出更有效的抗肿瘤能力。通过溶血实验可以证明，蒙脱石本身由于表面的强负电荷会导致明显的溶血效果，而二维纳米碳片本身则不会导致溶血。将两者集合的纳米复合材料同样不会导致溶血，显示出了良好的生物安全性(图3中的f)。为了在体外揭示纳米复合材料中化学动力治疗的作用机制，采用典型的活性氧检测荧光探针2',7'-二氯二氢荧光素二乙酸酯(dcfh-da)检测细胞内活性氧水平。pbs、pbs+light和碳片组在rm-1细胞中没有显示荧光，表明没有由光或碳产生的活性氧。而含有蒙脱石的组，如蒙脱石-peg、蒙脱石-peg+gox和纳米复合材料+gox，在rm-1细胞中显示出明显的绿色荧光，反映了蒙脱石通过芬顿反应产生的活性氧(图3中的g)。因此，纳米复合材料在细胞内可实现光热治疗/化学动力治疗的双重作用，有望用于体内肿瘤治疗。
[0058]
实施例4：通过磁共振成像和光声成像技术进行体内药物追踪
[0059]
为了检验纳米复合材料是否可用于识别活体小鼠的肿瘤部位，在静脉注射纳米复合材料(100μl，2mg ml-1
)不同时期(注射前、注射后0.5h、2h、6h、12小时和24小时)(图4中的a)。肿瘤部位的纳米复合材料的磁共振信号可以通过尾静脉注射反映纳米复合材料在不同时间的积累。注射0.5h后可观察到磁共振信号增强，这可归因于血液灌注效应。注射后12小时磁共振信号达到最大值，表明此时肿瘤中纳米复合材料的积累量最高。由于磁共振只能给出小鼠体内药物位置的宏观轮廓，因此通过光声成像测量可以检测到药物在肿瘤内的详细分布。超声(us)图像和光声(pa)图像的获取如图4中的b和c所示。在超声图像的引导下，光声成像信号清楚地显示了纳米复合材料在肿瘤中的详细富集过程。与磁共振成像结果一致，光声成像信号在24小时后开始减弱，表明纳米复合材料在体内的代谢过程。为了进一步确认纳米复合材料在小鼠体内的分布，将常用荧光标记物1,1-dioctadecyl-3,3,3,3-tetramethylindotricarbocyaine(dir)引入到纳米复合材料纳米簇中。荧光成像结果与磁共振成像、光声成像完全一致，反映了纳米复合材料纳米簇对癌性肿瘤的增强渗透和保留(epr)过程。在磁共振成像和光声成像技术的指导下，可以确定药物积累量最高的准确时间点，从而进行高效低副作用的激光治疗。
[0060]
实施例5：光热治疗和化学动力治疗的体内联合抗癌作用
[0061]
纳米复合材料在体外的优异化学动力治疗和光热治疗效应激励着我们进一步验证其在体内的抗癌功效。将rm-1细胞注入雄性c57/bl6(18-20g)小鼠右前肢腋窝，构建前列腺癌模型。当肿瘤大小达到约100mm3时，将小鼠随机分为六组：(a)pbs；(b)pbs+光；(c)蒙脱
石+gox；(d)碳片+光；(e)纳米复合材料+gox；(f)纳米复合材料+gox+光。根据上述光声成像、磁共振成像结果，在静脉注射后12小时进行光照射。每两天记录一次小鼠的肿瘤大小和体重(图5中的a和e)。如图5中的a所示，“pbs”和“pbs+光”组之间几乎没有差异，表明1064nm激光(1.5w cm-2
，10分钟)对肿瘤组织的影响可以忽略不计。值得注意的是，与对照组相比，“蒙脱石+gox”、“碳片+光”、“纳米复合材料+gox”和“纳米复合材料+gox+光”组的肿瘤体积明显受到抑制(图5中的e)。相应地，这四组的生存期也显著延长(图5中的b)。其中，“纳米复合材料+gox+光”组在抑制肿瘤生长和延长小鼠存活时间方面表现出更好的效果，这应该归功于光热治疗和化学动力治疗的协同抗肿瘤作用。解剖肿瘤的重量和大小也显示出类似的结果(图5中的c和d)。为进一步证实疗效，对第10天采集的肿瘤组织进行苏木精伊红(h&e)染色和tdt介导的dutp切口末端标记(tunel)染色试验。观察到从“纳米复合材料+gox+光”组解剖的肿瘤呈现出最严重的局部坏死和最高水平的细胞凋亡(图5中的f)。因此，纳米复合材料在体内治疗rm-1肿瘤时，可以通过化学动力治疗和光热治疗的双重治疗作用成功抑制癌细胞增殖，有望成为一种很有前景的前列腺癌治疗策略。
[0062]
实施例6：纳米复合材料在体内的生物安全性
[0063]
纳米复合材料的生物安全性是其生物医学应用的首要前提，因此我们全面评估了其体内生物安全性。各组小鼠经过各种处理后，其血液生化检查与pbs组相比无显著差异，说明纳米复合材料和激光处理对小鼠生理状态没有影响(图6中的a,b,c,d)。此外第10天主要器官组织的h&e染色也证实上述治疗在治疗过程中所有组均未引起明显毒性(图6中的e)。因此，纳米复合材料良好的生物安全性和生物相容性为双模态成像引导的光热治疗/化学动力治疗协同癌症治疗诊断提供了极好的保障(图7)。
[0064]
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。