[发明专利]一种铈掺杂氧化钨纳米球光诊疗剂的制备方法及应用

说明书

本发明涉及功能纳米材料技术领域，公开了一种铈掺杂氧化钨纳米球光诊疗剂的制备方法及应用。具体方法为以氯化钨为钨源，六水合硝酸铈为铈源，正丙醇作为反应溶剂，调控Ce的掺杂量，加热反应一段时间制备得到W₁₈O₄₉‑xCe纳米球。该材料具有良好的结晶度，单个纳米球尺寸在90‑110 nm，掺杂Ce离子的材料在近红外光下表现出优异的光动力性能，同时在模拟的肿瘤微环境下，与肿瘤富集区的H₂O₂发生氧化还原反应产生O₂，使光动力性能显著提升，有效解决肿瘤部位的缺氧问题，提高疗效。此外具有CT成像功能，是一种在癌症的近红外光动力治疗中十分具有潜力的光诊疗剂。

技术领域

本发明涉及功能纳米材料技术领域，公开了一种铈掺杂氧化钨纳米球光诊疗剂的制备方法及应用。

背景技术

癌症作为世界上最致命的疾病之一，过去人们对其治疗投入了大量的人力、物力和财力。但是传统的治疗癌症方法如手术、化疗和放疗有较大的局限性，有许多众所周知的缺点，因此开发出新的治疗手段对癌症治疗有着重大意义。

光动力治疗是目前应用最广泛的光疗方式之一，光敏剂在光激发作用下产生细胞内活性氧，选择性杀伤恶性细胞。癌细胞的恶性增殖和肿瘤血管的异常生长导致对肿瘤组织的O₂供应不足，低氧肿瘤微环境(Tumor Microenvironment，TME)削弱了氧依赖性光动力疗法的疗效。在光动力治疗的过程中过程消耗大量O₂，破坏肿瘤血管，进一步阻断O₂供应，导致严重的缺氧TME。肿瘤新生血管的形成和缺氧诱导因子(HIF-1a)可诱导癌细胞的复发和侵袭。因此，开发用于低氧肿瘤光动力疗法的先进材料和方法具有重要的科学意义。

W₁₈O₄₉是一种以单相存在的混合价态氧化钨，其稳定性好，在结构中存在大量的氧空位，可产生局域表面等离子共振效应，在近红外区域具有很强的光吸收和光热转换能力。同时钨的原子序数较大，可实现CT成像诊断功能。近年来有多位学者对W₁₈O₄₉在癌症治疗上的应用做了研究。

相对于正常组织区域，肿瘤富集区存在H₂O₂，Ce离子已被证明在弱酸性条件下通过将H₂O₂转化为∙OH而表现出过氧化物酶样活性，在生理环境下通过将H₂O₂分解为O₂而表现出过氧化氢酶样活性。

基于以上考虑，本发明采用一步加热法制备W₁₈O₄₉-xCe纳米球，并通过XRD、SEM、UV-Vis-NIR、光动力性能测试、CT成像测试对样品进行表征及性能测试，以期获得一种在可以在近红外光动力治疗中解决肿瘤部位的缺氧问题的同时实现CT成像的光诊疗剂。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明公开了一种铈掺杂氧化钨纳米球光诊疗剂的制备方法，以氯化钨为钨源，六水合硝酸铈为铈源，正丙醇作为反应溶剂，加热反应制备W₁₈O₄₉-xCe纳米球，该材料具有很好的结晶度，单个纳米球的尺寸在90-110 mm。这种材料可有效解决光动力治疗中的缺氧问题，并具有CT成像的功能，是一种在癌症的近红外光动力治疗中十分具有潜力的光诊疗剂。

本发明通过以下技术方法实现：

一种铈掺杂氧化钨纳米球光诊疗剂的制备方法，包括如下步骤：