-PEG-FITC&Gd-DTPA多模式成像和光热治疗纳米材料的制备及其应用
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种多功能Cu3BiS3-PEG-FITC&Gd-DTPA纳米复合材料的制备及其在多模式成像和光热治疗中的应用，属于无机纳米材料领域。
【背景技术】
[0002]核磁共振成像(MRI)技术是一种生物磁自旋成像技术，该技术具有高组织分辨率，对软组织分辨率较高；成像时空间分辨率高，无射线损伤等特点，但是临床研宄表明，在良性、恶性组织及病变组织间，信号强度差异较小，因此为解决上述问题，以提高成像的灵敏度和特异性，产生磁共振成像造影剂。磁共振成像造影剂可以改变组织内水分子的磁豫时间，增大组织间的信号强度差异，从而达到提高组织间的成像对比和清晰度的目的。
[0003]发展多功能、高灵敏度和高特异性的CT分子影像学造影剂是提高肿瘤早期诊断准确度的有效措施之一，也是当前纳米医学和影像学的发展趋势。然而，目前医学上常用的CT造影剂是基于碘的小分子，具有很多的局限性，例如不能靶向成像、成像时间短暂和对肾有毒性，并且成本较高。最近，将含有较大原子序数的金属元素的纳米粒子用于CT成像受到相当大的关注。与传统的碘化物小分子相比，基于金属的纳米粒子具有更长的循环时间、更高的对比度和功能化表面积，因此更适合体内血管造影术和对肿瘤的靶向检测。此外，这些纳米粒子具有更高的X射线衰减系数使之具有更好的CT成像效果并且不会产生碘过敏反应。
[0004]光热治疗(PTT)是光热试剂将吸收的近红外光能转换成热能，使局部温度升高，超过肿瘤组织可以承受的最高温度，从而将肿瘤细胞杀死起到治疗的效果。但是，采用热疗的前提条件是明确肿瘤的部位，所以这就要求我们发展多功能的纳米粒子平台，使之具有诊断和治疗的双功能。本发明旨在研宄一种集多模式成像的诊断功能和光热治疗于一体的多功能纳米复合材料。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种多功能Cu3BiS3-PEG-FITC&Gd-DTPA纳米复合材料的制备方法，该Cu3BiS3S元硫属纳米材料具有CT成像、MRI成像和荧光成像功能，并可用于对肿瘤的光热疗。
[0006]本发明的目的可以通过以下技术方案来实现:
[0007](I)将前驱体二乙基二硫代氨基甲酸铋Bi (DEDC) 3和二乙基二硫代氨基甲酸铜Cu(DEDC)2按照摩尔比3:1均匀分散到油酸、油胺和十八烯按照体积比3:4:1的混合溶剂中；经搅拌、超声使其混合均匀后，转移到搅拌加热器上加热，反应结束后，用无水乙醇和正己烷的混合溶液离心洗涤，将制备的油溶性Cu3BiS3纳米粒子保存在氯仿中备用；
[0008](2)将油溶性Cu3BiS3纳米粒子分散在氯仿中，加入H2N-PEG-NH2,搅拌24h以上，转移到搅拌加热器上将氯仿蒸出，冷却后分散到水中即得水溶性Cu3BiS3-PEG-NH2m米粒子；
[0009](3)将改性后的Cu3BiS3-PEG-NH2纳米粒子与FITC水溶液混匀，在室温下搅拌过夜，离心洗涤至上清液无荧光，将制备好的Cu3BiS3-PEG-FITC保存在水中备用；
[0010](4) Cu3BiS3-PEG-FITC转移到已除水的DMF中，加入过量DTPA，室温搅拌过夜，离心洗涤后，将制备的Cu3BiS3-PEG-FITC&DTPA保存在Tris-HCl中备用；
[0011](5)取 Gd(NO3)3.6H20 分散到步骤⑷保存 Cu3BiS3-PEG-FITC&DTPA 的 Tris-HCl中，搅拌10-12h，离心洗涤以除去游离的Gd3+离子，即可制备Cu 3BiS3-PEG-FITC&Gd-DTPA纳米材料。
[0012]步骤(I)中搅拌时间1-1.5h，超声时间l-2h ;加热温度为160°C，加热时间5min ；无水乙醇和正己烷体积比为1:1-2:1。
[0013]步骤(2)中Cu3BiS3纳米粒子与H2N-PEG-NH2的质量比为3:1_5: l，Cu 3BiS3纳米粒子与氯仿的用量比为0.75-1.67mg/mL。
[0014]步骤(5)中Cu3BiS3-PEG-FITC&DTPA 纳米粒子与 Gd (NO3) 3.6H20 的质量比为1:1-1:1.5o
[0015]所述水溶性Cu3BiS3-PEG-NH2纳米粒子共价连接FITC，其步骤包括:将改性后的纳米粒子水溶液lmg/mL与少量FITC水溶液混匀，在室温下搅拌过夜，离心洗涤至上清液无荧光，将制备好的Cu3BiS3-PEG-FITC保存在水中备用。
[0016]本发明的效益在于:1、铜、铋前驱体制备方法简单，原料便宜易得的特点。2、Cu3BiS3-PEG-FITC&Gd-DTPA纳米粒子在近红外区域有较好的吸收，经验证，具有良好的光热效果。3、Cu3BiS3-PEG-FITC&Gd-DTPA三元硫属纳米粒子可以用来CT成像、MRI成像和荧光成像的多模式成像。综上，该纳米粒子在生物医学领域将有很好的应用前景。
【附图说明】
[0017]图1是油溶性Cu3BiS3三元硫属纳米粒子的XRD图。
[0018]图2是油溶性Cu3BiS3三元硫属纳米粒子的高分辨透射电镜图。
[0019]图3是油溶性Cu3BiS3三元硫属纳米粒子的TEM图。
[0020]图4是水溶性Cu3BiS3-PEG三元硫属纳米粒子的TEM图。
[0021]图5a)是纳米粒子改善水溶性前后的照片；图5b)是纳米粒子改善水溶性后在水中、PBS中、FBS中、NaCl中和培养基中的照片。
[0022]图6是Cu3BiS3-PEG-FITC的荧光光谱图。
[0023]图7是Cu3BiS3-PEG-FITC紫外吸收光谱图。
[0024]图 8 是 Cu3BiS3-PEG-FITC&Gd-DTPA 的 MRI 图。
[0025]图9是不同浓度的Cu3BiS3-PEG-FITC&Gd-DTPA溶液的紫外吸收光谱图。
[0026]图10是Cu3BiS3-PEG-FITC&Gd-DTPA水溶液在近红外激光照射下的温度变化曲线。
【具体实施方式】
[0027]下面结合实施例，对本发明作进一步说明:
[0028]1、前驱体 Cu(DEDC)JP Bi (DEDC) 3 的制备
[0029]①.称取三水合硝酸铜2.4200g (五水合硝酸铋3.610g)，溶解在10mL蒸馏水中分散均匀，制得0.lmol/L的硝酸铜溶液(硝酸铋溶液);
[0030]②.称取三水合二乙基二硫代氨基甲酸钠4.5000g(6.7600g)，溶解在200mL(300mL)蒸馏水中，分散均匀，制得0.lmol/L的DEDC溶液；
[0031]③.将①在搅拌下缓慢地加入到②中，常温搅拌0.5h，静置6h，直到分层，倾倒掉上层清液，离心，将得到的棕褐色沉淀(黄色沉淀)用蒸馏水洗涤三次，将其真空干燥6h后备用O
[0032]2、油溶性Cu3BiS3三元硫属纳米粒子的制备
[0033]①.将15mL油酸、5mL油胺、20mL十八烯加入到10mL圆底三颈烧瓶中，混合均匀；
[0034]②.称取3:1化学计量比的Cu (DEDC)2前驱体和Bi (DEDC) 3前驱体，加入①的混合溶液中；
[0035]③.将步骤②的混合溶液在室温下搅拌lh，超声1.5h，使前驱体混合均匀；
[0036]④.采用高温热解法，将步骤③所得混合溶液加热到160°C，保持5min，冷却至室温，离心，用正己烷和无水乙醇的混合溶液洗涤，之后真空冷冻干燥6h即可制备油溶性Cu3Bi S3纳米粒子。
[0037]3、将30-50mg油溶性Cu3BiS3纳米粒子分散在30_40mL氯仿中，加入1mgH2N-PEG-NH2，搅拌至少24h后，转移到搅拌加热器上将氯仿蒸出，冷却后分散到水中即可获得水溶性Cu3BiS3-PEG-NH2纳米粒子。
[0038]4、将改性后的Cu3BiS3-PEG-NH2纳米粒子水溶液与FITC水溶液混匀(最终体积为20mL，Cu3BiS3-PEG-NH2最终浓度为lmg/mL，FITC最终浓度为50 μ g/mL)，在室温下搅拌过夜，离心洗涤至上清液无荧光，将制