[发明专利]一种诊疗一体化的稀土发光纳米诊疗剂、制备方法及其应用

说明书

本发明公开了一种诊疗一体化的稀土发光纳米诊疗剂，其是负载羰基铁的介孔聚多巴胺包覆的稀土发光纳米复合材料，以油溶性稀土上转换发光纳米粒子UCNPs作为核，聚多巴胺PDA在该发光纳米粒子表面聚合、并包覆该UCNPs粒子形成壳层，并且该壳层内负载有羰基铁Fe(CO)subgt;5/subgt;；其发光纳米粒子具有上转换发光UCL成像特性，聚多巴胺具有光声PA成像与协同释放CO的特性，聚多巴胺具有PTT效应特性。本发明还公开了其制备方法及应用。该诊疗剂在NIR激光的激发下，UCNPs的上转换发射通过荧光共振能量传递给羰基铁，释放出一氧化碳CO抑制肿瘤的生长，同时发光纳米粒子进行上转换发光成像、聚多巴胺进行光声成像，与CO的气体疗法、聚多巴胺的PTT效应相互协同，作为诊疗剂，实现诊疗一体化。

技术领域

本发明涉及纳米生物材料技术领域，具体涉及一种诊疗一体化的稀土发光纳米诊疗剂的制备方法及其应用。

背景技术

癌症是如今被认为最致命的疾病之一，一直被视作对人类生命的主要威胁。临床上最成熟的方法一般为手术治疗和化疗还有放疗，但这些方法都有其局限性，如手术治疗并不能够去除人体内所有的癌细胞，化疗和放疗都对人体有极强的副作用。

光热疗法(PTT)是近几年来新型的一种对癌症的治疗手段，其原理是使用光吸收剂来吸收光的能量然后转换成热量，从而导致癌症细胞的消融以及最后的细胞死亡。理想的光热材料应该展现良好的近红外光区的吸收能力，因为在近红外光区内，组织的吸收小，从而对生物组织的损伤小，同时良好的吸收能力能够带来高的光热转换效率，这能大大提高光热治疗的效果。但是具有好的光热效果的材料通常不具有好的生物相容性，这限制了此类光热材料在生物上的应用。

同样，气体疗法(GT)，作为一种利用气体来治疗疾病的方法，也得到了人们的广泛关注。气疗的优点在于，不同于化疗，用作气疗的分子不会产生耐药性，并且作为一种内源性分子信号分子，被使用的气体在生物学过程中起着重要的作用。所以，如何将气体输送至需要治疗的部位就是一个急需解决的问题。

对于癌症的检测来说，荧光成像由于其灵敏度高，且对生物组织无损伤等优点在众多成像手段中脱颖而出。稀土掺杂的上转换发光纳米材料(UCNPs)作为一种代表性的荧光材料引起了人们的广泛关注，这是因为它通常采用低能光激发(通常是980nm或者808nm的近红外光)，发射出紫外-可见光区的高能光，这种特性可以消除生物组织的背景荧光干扰，非常适合用于生物领域的细胞成像和小动物活体成像。

所以发展一种具有集诊断、治疗一体化的多模纳米诊疗剂是非常必要的，但是目前对于集气疗、光热治疗以及荧光成像一体化的诊疗剂并不能满足现阶段医学上的需求。

但是，随着对材料功能要求的增加，这种复合材料的研发难度也大幅增加。由于材料各组分之间特性的互斥、结构设计复杂、制备方法繁琐等多种限制，目前集诊断、治疗一体化的多模纳米诊疗剂尚未被研发出来。

发明内容

本发明的目的在于，是针对现有技术中的上述不足，提供一种诊疗一体化的稀土发光纳米诊疗剂，用于实现诊断和治疗一体化，即荧光成像、气体治疗和光热理疗的一体化。

本发明的目的还在于，还提供该诊疗一体化的稀土发光纳米诊疗剂的制备方法及其应用。

本发明通过研发克服现有技术的局限，而提供一种诊疗一体化的稀土发光纳米诊疗剂，其采用独特的材料结构、组分和制备工艺，以实现将起作为诊疗剂(荧光成像)用于癌症等疾病的诊断，并与多模式的治疗结合在一起，使其可应用于诊断、治疗一体化技术，特别是对于癌症的协同气体治疗和光热理疗的诊疗效果非常显著。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：