[发明专利]一种金属过氧化物基诊疗一体杂化纳米材料、制备方法及其应用

说明书

本发明公开了一种金属过氧化物基诊疗一体杂化纳米材料，其特征在于，其是一种基于金属过氧化物和稀土掺杂纳米晶闪烁体的杂化纳米材料，其通过共价键作用将稀土掺杂纳米晶闪烁体与金属过氧化物结合，该材料在X射线激发下具有荧光发光性能，同时具有过氧化氢自给性能。本发明还提供了该材料的制备方法，其包括：将金属过氧化物利用半胱氨酸进行改性，形成第一分散液；将稀土掺杂纳米晶闪烁体形成第二分散液；在条件下向第二分散液中加入第一分散液，超声、搅拌反应10～16小时，取固体。本发明还公开了该材料在X射线荧光成像引导的肿瘤放疗增敏治疗中的应用。本发明提供的材料具备诊疗一体化双重性能，结构稳定；制备方法工艺简洁、成本低。

技术领域

本发明属于纳米生物材料技术领域，具体涉及一种金属过氧化物基诊疗一体杂化纳米材料、制备方法及其应用。

背景技术

近年来，X射线荧光成像(XRF)作为一种新的分子和功能成像技术引起关注。其中，稀土掺杂纳米晶闪烁体材料是一类可以将X射线转换为紫外/可见光的纳米材料。通过纳米晶闪烁体，X射线辐射人体后可以产生光信号，即XRF过程。与其他光学成像技术相比，由于使用X射线激发，XRF不仅具有高灵敏度和高空间分辨率，还可以避免组织自发荧光并增加成像深度，在生物医学成像和临床诊断中具有显著优势。

现有技术中，放疗增敏剂是一种化学或药物制剂，当与放射治疗同时应用时可以改变肿瘤细胞对放射的反应性，从而增加对肿瘤细胞的杀伤效应。放射增敏是指为增强射线对肿瘤细胞的杀伤效应，提高肿瘤的控制率和治愈率，应用一些药物或物理等方法来提高肿瘤细胞对射线的敏感性的过程。放疗增敏剂不影响正常组织细胞，而是选择性地增强辐射对肿瘤细胞的杀伤效果。

金属过氧化物是一类非常重要的金属基纳米材料，其通过简单的化学反应可以用作产生氧气(O₂)和过氧化氢(H₂O₂)的前体，这两种分子在增强放射疗法治疗效果方面都具有显著作用，特别是H₂O₂，作为一种优良的放疗增敏剂，它在X射线作用下能够直接均裂形成·OH，对细胞造成极大伤害，这比H₂O₂直接刺激细胞产生氧化应激作用更强。而金属离子独特的生物活性在肿瘤治疗领域也有着不同效用。

现阶段的研究现状，临床上诊断与治疗制剂往往彼此独立，各自独立制造和试验。由于造影剂与治疗药物对人体都存在不可避免的副作用，同时造成治疗周期长，费用高等问题，并且一般成像方式存在分辨率低，穿透深度有限等问题。因此，制备高效的具有诊疗一体化功能的新型纳米材料是癌症治疗领域的新方向。

但是，由于X射线激发的荧光成像材料和放射治疗的材料之间，其工作机理存在着巨大的不同，材料之间的相容性较差，因此，难以将二者的结构与功能合二为一。

发明内容

本发明是针对现有技术中的不足，而提供一种金属过氧化物基诊疗一体杂化纳米材料及其制备方法，通过对稀土掺杂纳米晶闪烁体和金属过氧化物材料组分及键合结构的独特设计，解决了材料之间相容性差、难以稳定结合的问题，使其同时具有良好的X射线荧光成像性能和过氧化氢自给、放疗增敏的功能。

本发明还提供了上述金属过氧化物基诊疗一体杂化纳米材料，作为原材料，制备诊疗一体剂的应用。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种金属过氧化物基诊疗一体杂化纳米材料，其特征在于，其是一种基于金属过氧化物和稀土掺杂纳米晶闪烁体的杂化纳米材料，其通过共价键作用将稀土掺杂纳米晶闪烁体与金属过氧化物结合，该材料在X射线激发下具有荧光发光性能，同时具有过氧化氢自给性能。

所述的金属过氧化物为采用半胱氨酸进行改性的CaO₂、CuO₂、BaO₂和ZnO₂之一的纳米粒子。