一種硒化鉍納米復合材料及其制備方法和應用與流程

本發明屬于納米材料
技術領域：
，涉及一種硒化鉍納米復合材料及其制備方法和應用。
背景技術：
：在過去的幾十年中，盡管人類對癌癥的認識在不斷的增加，但是在世界范圍內，癌癥依然是導致人類死亡的主要原因之一。放射治療是目前腫瘤治療的三種主要方法之一，其廣泛應用在各類腫瘤的治療當中。放射治療的原理是基于X射線或γ射線照射腫瘤局部，由腫瘤周圍的水分子產生氧類自由基去破壞DNA雙鏈，組織腫瘤細胞的增殖，進而殺死腫瘤細胞。但是放療同時會對正常的細胞也造成損傷，造成嚴重的輻射副作用，如白細胞數目下降、抑制骨髓再造血功能等。輻射對腫瘤的殺傷依賴與腫瘤部位在射線的照射下要產生足夠的氧自由基，但是腫瘤部位相對于正常組織一般都是乏氧的區域，因此腫瘤的抗輻射效應在腫瘤治療中常有發生。近年來納米藥物的出現，極大的提高了放射治療對腫瘤的治療效果。其主要依賴于納米材料可以通過增強的滲透和滯留(EPR)效應在腫瘤部位有選擇性的富集。而含有高原子序數的重金屬離子的納米材料，其中的金屬離子對X射線具有明顯的吸收能力，其通過吸收X射線產生更多的電子空穴和自由電子，進而增強輻射對腫瘤細胞殺傷的敏感性。如果這些納米材料同時還具有較好的光熱吸收能力，其在近紅外激光的照射下，可通過增加血液流量有效的增加腫瘤部位氧的含量，此時引入放射治療，可以增強輻射對腫瘤細胞的殺傷效果，達到放療增敏的效果。放療副作用也是腫瘤治療中不可忽視的一部分，很多腫瘤病人在接受放射治療后，因為免疫力受到破壞，容易引起惡心、嘔吐、骨髓抑制的現象，極大的影響了病人的生活質量。因此如何在放療的同時，盡可能的降低放療帶來的副作用也是一個重要的研究課題。目前在臨床上降低放療副作用的方式主要是通過后補硒的方式，提高體內含硒蛋白的水平，提高機體免疫力，進而抵抗放療帶來的副作用。但是因放療后，病人的胃腸道也會有明顯的損傷，因此通過口服補硒的效果并不是很明顯。CN103288061A公開了一種硒化鉍納米材料及其制備方法和應用，將鉍鹽、含硒化合物和穩定劑溶解在溶劑中，經過超聲波處理，混合均勻；加熱到80～200℃，加入還原劑；反應結束后，冷卻至室溫，然后離心分離洗滌3次，得直徑為20～200nm的硒化鉍納米材料。所制備的顆粒的粒度均勻、分散性好，具有明顯的成像效果可望用于腫瘤成像。CN105435248A公開了一種多功能硒化鉍納米復合物，其以有機高分子聚合物、二元醇、硒源、鉍鹽、還原劑、多巴胺鹽酸鹽、三羥甲基氨基甲烷鹽酸鹽溶液、鹽酸阿霉素和血清白蛋白水溶液為原料制備而成，所述多功能硒化鉍納米復合物的粒徑為50nm～200nm，所述多功能硒化鉍納米復合物中鹽酸阿霉素的載藥量為3％～10％。該多功能硒化鉍納米復合物作為熱化療納米材料用于惡性腫瘤的熱化療或作為CT成像造影劑用于惡性腫瘤的CT成像診斷。CN104491888A公開了一種基于MoS2/Bi2S3-PEG納米片的多功能診療劑及其制備方法和應用，所述多功能診療劑包括：MoS2納米片、均勻分散于所述MoS2納米片上的Bi2S3顆粒、以及連接于所述MoS2納米片表面的PEG。本發明的MBP納米片具備PA和CT成像診斷腫瘤的性能，并可實現對腫瘤的熱療-增敏的放療治療。CN103736106A公開了一種氧化石墨烯/硒化鉍/PVP納米復合材料，該材料是在氧化石墨烯表面負載硒化鉍納米粒子，通過水熱法將硒化鉍納米粒子原位沉積在氧化石墨烯表面。經上述方法制備出來的納米復合材料具有高的光熱轉換效率和很好的CT成像效果，是一種良好的光熱試劑和CT造影劑。可見，近幾年一些關于硒化鉍納米材料的報道，僅涉及其在腫瘤治療以及成像方面的應用，而對于用于降低放療副作用的硒化鉍納米材料卻鮮有報道。因此，在本領域中期望得到一種既能進行腫瘤治療又能夠降低放療副作用的硒化鉍納米材料。技術實現要素：針對現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種硒化鉍納米復合材料及其制備方法和應用。為達到此發明目的，本發明采用以下技術方案：一方面，本發明提供一種硒化鉍納米復合材料，所述硒化鉍納米復合材料包括聚乙烯吡咯烷酮和硒代半胱氨酸，以及聚乙烯吡咯烷酮和硒代半胱氨酸包被的硒化鉍。在本發明中，利用聚乙烯吡咯烷酮和硒代半胱氨酸作為硒化鉍納米顆粒的包覆材料，一方面可以提高材料的生物相容性，另一方面所述硒化鉍納米復合材料在腫瘤部位發生降解，游離出的硒化鉍納米顆粒具有良好的光熱轉化功能，實現熱療和放療的有效結合，并且游離出的硒或硒代半胱氨酸可以通過血液循環進入生物體內，通過在體內合成硒蛋白，提高機體的免疫力，有效的降低輻射帶來的副作用，起到輻射防護的功能。優選地，所述聚乙烯吡咯烷酮(PVP)的重均分子量為8KD-70KD(即8000-360000)，8KD、10KD、15KD、20KD、24KD、29KD、35KD、40KD、45KD、50KD、55KD、58KD、60KD、65KD或70KD；優選8KD-30KD。PVP的分子量偏大，則合成的納米材料尺寸偏大，為片狀物，難以被細胞攝入。同時價格也比較昂貴，會增加大規模工業生產的制造成本。在本發明中，所述硒代半胱氨酸具有如下結構：在本發明中所述的硒代半胱氨酸是由硒代胱氨酸衍生而來的。優選地，所述硒化鉍納米復合材料中鉍元素的質量百分比為45-55％，例如45％、47％、49％、50％、52％、53％或54％，硒元素的質量百分比為10-15％，例如10％、11％、12％、13％、14％或15％。優選地，所述硒化鉍納米復合材料的粒徑為10～20nm，例如10nm、12nm、14nm、16nm、18nm或20nm。優選地，所述硒化鉍納米復合材料的水合粒徑為13～40nm，例如13nm、15nm、18nm、20nm、23nm、25nm、28nm、30nm、33nm、35nm、38nm或40nm。優選地，所述硒化鉍納米復合材料的水體系的電勢為-5～-30mV，例如-5mV、-8mV、-11mV、-14mV、-17mV、20mV、-23mV、26mV或-29mV。另一方面，本發明提供了如上所述的硒化鉍納米復合材料的制備方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：(1)將堿溶液與硒代胱氨酸水溶液混合均勻，得到溶液I；(2)將鉍鹽溶解在乙二醇中得到溶液II；(3)在保護性氣體存在下，將聚乙烯吡咯烷酮溶解在去離子水中，攪拌均勻，升溫得到反應體系A；(4)將溶液I加入到反應體系A中，攪拌，得到反應體系B；(5)將溶液II加入到反應體系B中，攪拌下進行反應，得到反應體系C；(6)將反應體系C冷卻至室溫，離心、洗滌、重懸，而后進行透析，得到所述硒化鉍納米復合材料的水溶液。優選地，步驟(1)所述堿溶液為氫氧化鈉溶液、氫氧化鉀溶液、碳酸氫鈉溶液、碳酸氫鉀溶液或氨水溶液中的任意一種或至少兩種的組合。優選地，步驟(1)所述堿溶液的濃度為0.1～1mol/L(例如0.1mol/L、0.2mol/L、0.3mol/L、0.4mol/L、0.5mol/L、0.6mol/L、0.7mol/L、0.8mol/L、0.9mol/L或1mol/L)，硒代胱氨酸水溶液的濃度為0.5～1.5mg/mL(例如0.5mg/mL、0.7mg/mL、0.9mg/mL、1.0mg/mL、1.2mg/mL、1.4mg/mL或1.5mg/mL)。優選地，步驟(1)所述堿溶液與硒代胱氨酸水溶液的體積比為(0.5～1.0):(5～15)，例如0.5:5、0.5:10、0.5:13、0.6:5、0.6:12、0.6:14、0.6:15、0.7:5、0.7:13、0.7:15、0.8:6、0.8:9、0.8:13、0.9:7、0.9:10、0.9:13、0.9:15、1:5、1:6、1:7、1:8、1:9、1:10、1:11、1:12、1:13、1:14或1:15。優選地，步驟(2)所述鉍鹽為Bi(NO3)3·5H2O、BiCl3或Bi(CH3COO)3中的任意一種或至少兩種的組合。優選地，步驟(2)所述溶液II中鉍鹽的濃度為0.05～0.2mol/L，例如0.05mol/L、0.08mol/L、0.1mol/L、0.12mol/L、0.14mol/L、0.16mol/L、0.18mol/L或0.2mol/L。優選地，步驟(3)中所述的聚乙烯吡咯烷酮溶于去離子水后所得溶液的濃度為25～100g/L，例如25g/L、30g/L、35g/L、40g/L、45g/L、50g/L、60g/L、70g/L、80g/L、90g/L或100g/L。優選地，步驟(3)所述保護性氣體為氮氣或氬氣。優選地，步驟(3)所述升溫為升溫至70～90℃，例如70℃、73℃、75℃、78℃、80℃、82℃、85℃、88℃或90℃。優選地，步驟(3)所述升溫為水浴升溫。優選地，步驟(4)所述攪拌的轉速為300～600轉/分鐘，例如300轉/分鐘、350轉/分鐘、380轉/分鐘、400轉/分鐘、450轉/分鐘、500轉/分鐘、550轉/分鐘或600轉/分鐘。優選地，步驟(4)所述攪拌的時間為5～10分鐘，例如5分鐘、6分鐘、7分鐘、8分鐘、9分鐘或10分鐘。優選地，步驟(5)所述攪拌的轉速為300～600轉/分鐘，例如300轉/分鐘、350轉/分鐘、380轉/分鐘、400轉/分鐘、450轉/分鐘、500轉/分鐘、550轉/分鐘或600轉/分鐘。優選地，步驟(5)所述反應的溫度為60～90℃，例如60℃、63℃、65℃、68℃、70℃、73℃、75℃、78℃、80℃、83℃、85℃、88℃或90℃，優選80℃。優選地，步驟(5)所述反應的時間為1～3小時，例如1小時、1.3小時、1.5小時、1.8小時、2小時、2.3小時、2.5小時、2.8小時或3小時。優選地，步驟(6)所述離心的轉速為25000轉/分鐘～30000轉/分鐘，例如25000轉/分鐘、26000轉/分鐘、27000轉/分鐘、28000轉/分鐘、29000轉/分鐘或30000轉/分鐘。優選地，步驟(6)所述離心的時間為30～90分鐘，例如30分鐘、35分鐘、40分鐘、45分鐘、50分鐘、55分鐘、60分鐘、65分鐘、70分鐘、75分鐘、80分鐘、85分鐘或90分鐘。優選地，步驟(6)所述透析的透析液為去離子水。優選地，步驟(6)所述透析的溫度為25～35℃，例如25℃、28℃、30℃、32℃、34℃或35℃。優選地，步驟(6)所述透析使用的透析袋的截留分子量為7KD～100KD，例如7KD、9KD、10KD、13KD、15KD、20KD、25KD、30KD、33KD、35KD、38KD、40KD、45KD、50KD、60KD、70KD、80KD、90KD或100KD，優選10KD～30KD。優選地，步驟(6)所述透析為每6～8小時(例如6小時、6.3小時、6.5小時、6.8小時、7小時、7.3小時、7.5小時、7.8小時或8小時)更換一次去離子水，重復6次。另一方面，本發明提供了如上所述的硒化鉍納米復合材料在制備治療腫瘤的材料中的應用。本發明提供的硒化鉍納米復合材料可以在體內進行腫瘤的放射增敏和放射防護；所述的腫瘤的放射增敏是指將硒化鉍納米復合材料通過瘤內注射方法注入腫瘤，然后再對腫瘤部位進行熱療和放療，得到優于單一治療手段的治療效果。所述的放射防護是指在治療結束后，納米材料會在腫瘤部位降解，納米材料中的硒或硒代半胱氨酸進入血液循環系統，合成硒蛋白，提高生物體內硒的水平，最終提高機體免疫力，降低輻射副作用，達到輻射防護的目的。與現有技術相比，本發明具有以下有益效果：(1)本發明使用硒代胱氨酸作為硒源，來合成硒化鉍納米復合材料。合成的硒化鉍納米復合材料由PVP和硒代半胱氨酸包被硒化鉍形成納米材料，其表面除PVP外還有硒代半胱氨酸的存在，而在放射治療結束后，硒代半胱氨酸從材料表面降解，可以有效的進入生物體內參與硒蛋白的合成，進而提高機體免疫力，降低放療帶來的副作用。(2)本發明的硒化鉍納米復合材料具有良好的光熱轉化功能，可以實現熱療和放療的有效結合，起到協同增效的作用，克服兩種治療方式各自的缺點，取得最優的腫瘤治療效果。附圖說明圖1為本發明的硒化鉍納米復合材料的結構示意圖；圖2為本發明的硒化鉍納米復合材料的透射電鏡圖；圖3為本發明的硒化鉍納米復合材料的的原子力顯微鏡圖；圖4為本發明的硒化鉍納米復合材料的紫外可見吸收圖；圖5為本發明的硒化鉍納米復合材料的紅外光譜圖；圖6為本發明的硒化鉍納米復合材料的XRD圖；圖7為實施例1制備得到的硒化鉍納米復合材料的水溶液體系的粒徑分布圖；圖8為本發明對比例1制備得到的納米材料的掃描電鏡圖，其標尺為500nm；圖9為本發明對比例1制備得到的納米材料的XRD圖；圖10為本發明對比例2制備得到的納米材料的掃描電鏡圖，其標尺為1μm；圖11為不同濃度的硒化鉍納米復合材料在同一激光功率照射下的升溫曲線；圖12為本發明的硒化鉍納米復合材料對MDA-MB-231細胞活力的影響結果圖；圖13為本發明的硒化鉍納米復合材料聯合熱療放療對MDA-MB-231細胞的殺傷效果圖，其中A圖為聯合納米材料和熱療、放療處理組的MDA-MB-231細胞殺傷情況，B圖為對照組的MDA-MB-231細胞殺傷情況；圖14為對荷瘤小鼠瘤內給予本發明的硒化鉍納米復合材料后腫瘤部位在照激光和不照激光下的紅外成像圖，其中A圖為瘤內給硒化鉍納米復合材料的荷瘤小鼠的腫瘤部位升溫情況，B圖為對照組的荷瘤小鼠的腫瘤部位升溫情況；圖15為對荷瘤小鼠瘤內給予本發明的硒化鉍納米復合材料后聯合熱療和放療的抑瘤結果圖；圖16為對荷瘤小鼠瘤內給予本發明的硒化鉍納米復合材料結合放療后血液中硒的含量測定結果圖；圖17為對荷瘤小鼠瘤內給予本發明的硒化鉍納米復合材料結合放療后血液中白細胞的數量測定結果圖；圖18為對荷瘤小鼠瘤內給予本發明的硒化鉍納米復合材料后骨髓DNA含量的變化圖。具體實施方式下面通過具體實施方式來進一步說明本發明的技術方案。本領域技術人員應該明了，所述實施例僅僅是幫助理解本發明，不應視為對本發明的具體限制。實施例1(1)將0.5mol/L的NaOH水溶液0.5mL與1mg/mL的硒代胱氨酸水溶液10mL混合均勻，使固體完全溶解，得到溶液I；(2)將Bi(NO3)3·5H2O溶解在乙二醇中，超聲使其充分溶解，得到溶液II，溶液II中Bi(NO3)3·5H2O的濃度為0.1mol/L；(3)在氬氣氣體保護下，在三口燒瓶中加入19.5mL去離子水，將1g的10KD聚乙烯吡咯烷酮溶解加入其中，攪拌均勻，升溫至75℃得到反應體系A；(4)將溶液I一次性快速加入到反應體系A中，快速攪拌10分鐘，得到反應體系B；(5)將溶液II一次性快速加入到反應體系B中，快速攪拌，保溫反應2小時，得到反應體系C；(6)冷卻反應體系C至室溫，將體系C轉移至離心管中，使用25000轉/分鐘離心60分鐘，用去離子水洗滌、重懸，重復三遍；使用截留分子量為10KD的透析袋進行透析，在25℃下使用去離子水透析，每6小時更換一次去離子水，重復6次，得到所述硒化鉍納米復合材料的水溶液。本實施例制備得到的硒化鉍納米復合材料的結構示意圖如圖1所示，包括聚乙烯吡咯烷酮和硒代半胱氨酸，以及聚乙烯吡咯烷酮和硒代半胱氨酸包被的硒化鉍。利用透射電鏡(FEITecnaiG2F20)對本實施例得到的硒化鉍納米復合材料進行表征，結果如圖2所示，從圖中可以看出材料的粒徑在10-20nm之間。利用原子力顯微鏡(Multimode8,Bruker)對本實施例得到的硒化鉍納米復合材料進行表征，結果如圖3所示，從圖中可以看出材料的厚度為10-20nm。這說明材料是一個比較均勻的納米顆粒。利用紫外可見光譜儀(HitachiU-3900)對本實施例得到的硒化鉍納米復合材料進行表征，結果如圖4所示，從圖中可以看出，材料在808nm處具有吸收，這說明材料可以吸收808nm波長的光。利用該性質，可以結合808nm激光器對材料的熱效應加以分析。利用紅外譜儀(NicoletiN10,ThermoFisher)對本實施例得到的硒化鉍納米復合材料進行表征，結果如圖5所示，3370cm-1為-OH伸縮振動峰；2994cm-1的峰對應-NH2；1599cm-1和1403cm-1是-OH的非對稱和對稱彎曲振動峰；1122cm-1和1042cm-1對應C-N的峰；780cm-1是C-Se鍵振動峰，可以看出PVP和硒代半胱氨酸的特征峰都出現在紅外譜圖中。利用X射線衍射儀(BrukerD8)對本實施例得到的硒化鉍納米復合材料進行XRD表征，結果如圖6所示，由圖可知，在18.559、29.355、43.692處的峰分別對應的是硒化鉍的006、015和110晶面，由此可判斷材料是硒化鉍。由如上表征結果可以得出本發明制備得到了含有聚乙烯吡咯烷酮和硒代半胱氨酸以及硒化鉍的納米材料。利用動態光散射儀(MalvernNano-ZS90)對本實施例制備得到的硒化鉍納米復合材料的水溶液體系進行了表征，結果如圖7所示，可以看出所述納米材料的水合粒徑為13～40nm，并且測定了水溶液體系的電勢，結果表明其電勢為-12.5±0.4mV。利用ICP-MS儀器(ThermoElementalX7)進行定量分析，可知本實施例制備的硒化鉍納米復合材料中鉍元素的質量百分比為48％。對比例1本對比例與實施例1不同之處在于在步驟(3)中不加入聚乙烯吡咯烷酮，其余制備方法以及條件均相同，制備得到不含有聚乙烯吡咯烷酮的材料。利用掃描電鏡對本對比例制備的含有硒代半胱氨酸和硒化鉍的納米材料進行表征，結果如圖8所示，可見，當材料表面沒有聚乙烯吡咯烷酮時，材料的粒徑比較大，呈現如圖8所示的片狀形態。同樣利用X射線衍射儀對本對比例得到的納米材料進行XRD表征，結果如圖9所示，由圖9和圖6的對比也可以證明，本發明的硒化鉍納米復合材料含有硒化鉍。對比例2本對比例與實施例1不同之處在于在步驟(3)中使用的聚乙烯吡咯烷酮分子量為130KD，其余制備方法以及條件均相同，制備得到大尺寸的硒化鉍納米復合材料。利用掃描電鏡對本對比例制備的納米材料進行表征，結果如圖10所示，可見，當使用高分子量的聚乙烯吡咯烷酮時，材料的粒徑比較大，呈現如圖10所示的片狀形貌。實施例2(1)將0.1mol/L的KOH水溶液0.6mL與0.5mg/mL的硒代胱氨酸水溶液10mL混合均勻，使固體完全溶解，得到溶液I；(2)將Bi(NO3)3·5H2O溶解在乙二醇中，超聲使其充分溶解，得到溶液II；Bi(NO3)3·5H2O溶于乙二醇的濃度為0.05mol/L；(3)在三口燒瓶中加入19.4mL去離子水，將0.50000g的10KD聚乙烯吡咯烷酮溶解加入其中，攪拌均勻，同時通入氬氣氣體保護，升溫至80℃得到反應體系A；(4)將溶液I一次性快速加入到反應體系A中，快速攪拌8分鐘，得到反應體系B；(5)將溶液II一次性快速加入到反應體系B中，快速攪拌，保溫反應3小時，得到反應體系C；(6)冷卻反應體系C至室溫，將體系C轉移至離心管中，使用30000轉/分鐘離心30分鐘，用去離子水洗滌、重懸，重復三遍；使用分子量為10KD的透析袋進行透析，在25℃下使用去離子水透析，每8小時更換一次去離子水，重復6次，得到所述硒化鉍納米復合材料的水溶液。實施例3(1)將1mol/L的NaOH水溶液1mL與1.5mg/mL的硒代胱氨酸水溶液15mL混合均勻，使固體完全溶解，得到溶液I；(2)將Bi(NO3)3·5H2O溶解在乙二醇中，超聲使其充分溶解，得到溶液II；Bi(NO3)3·5H2O溶于乙二醇的濃度為2mol/L；(3)在三口燒瓶中加入19.4mL去離子水，將2.0000g的10KD聚乙烯吡咯烷酮溶解加入其中，攪拌均勻，同時通入氬氣氣體保護，升溫至75℃得到反應體系A；(4)將溶液I一次性快速加入到反應體系A中，快速攪拌10分鐘，得到反應體系B；(5)將溶液II一次性快速加入到反應體系B中，快速攪拌，保溫反應2小時，得到反應體系C；(6)冷卻反應體系C至室溫，將體系C轉移至離心管中，使用25000轉/分鐘離心60分鐘，用去離子水洗滌、重懸，重復三遍；使用分子量為10KD的透析袋進行透析，在25℃下使用去離子水透析，每6～8小時更換一次去離子水，重復6次，得到硒化鉍納米復合材料的水溶液。實施例4(1)將0.5mol/L的碳酸氫鈉水溶液0.6mL與1mg/mL的硒代胱氨酸水溶液10mL混合均勻，使固體完全溶解，得到溶液I；(2)將Bi(NO3)3·5H2O溶解在乙二醇中，超聲使其充分溶解，得到溶液II；Bi(NO3)3·5H2O溶于乙二醇的濃度為0.1mol/L；(3)在三口燒瓶中加入19.4mL去離子水，將1.0000g的10KD聚乙烯吡咯烷酮溶解加入其中，攪拌均勻，同時通入氬氣氣體保護，升溫至80℃得到反應體系A；(4)將溶液I一次性快速加入到反應體系A中，快速攪拌10分鐘，得到反應體系B；(5)將溶液II一次性快速加入到反應體系B中，快速攪拌，保溫反應3小時，得到反應體系C；(6)冷卻反應體系C至室溫，將體系C轉移至離心管中，使用28000轉/分鐘離心90分鐘，用去離子水洗滌、重懸，重復三遍；使用分子量為8KD的透析袋進行透析，在25℃下使用去離子水透析，每6～8小時更換一次去離子水，重復6次，得到硒化鉍納米復合材料的水溶液。實施例5(1)將0.3mol/L的碳酸氫鉀水溶液0.8mL與0.8mg/mL的硒代胱氨酸水溶液10mL混合均勻，使固體完全溶解，得到溶液I；(2)將Bi(NO3)3·5H2O溶解在乙二醇中，超聲使其充分溶解，得到溶液II；Bi(NO3)3·5H2O溶于乙二醇的濃度為0.08mol/L；(3)在三口燒瓶中加入19.2mL去離子水，將1.0000g的10KD聚乙烯吡咯烷酮溶解加入其中，攪拌均勻，同時通入氬氣氣體保護，升溫至85℃得到反應體系A；(4)將溶液I一次性快速加入到反應體系A中，快速攪拌10分鐘，得到反應體系B；(5)將溶液II一次性快速加入到反應體系B中，快速攪拌，保溫反應3小時，得到反應體系C；(6)冷卻反應體系C至室溫，將體系C轉移至離心管中，使用30000轉/分鐘離心60分鐘，用去離子水洗滌、重懸，重復三遍；使用分子量為8KD的透析袋進行透析，在30℃下使用去離子水透析，每6～8小時更換一次去離子水，重復6次，得到硒化鉍納米復合材料的水溶液。實施例6(1)將0.6mol/L的NaOH水溶液0.7mL與1.2mg/mL的硒代胱氨酸水溶液10mL混合均勻，使固體完全溶解，得到溶液I；(2)將Bi(CH3COO)3溶解在乙二醇中，超聲使其充分溶解，得到溶液II；Bi(CH3COO)3溶于乙二醇的濃度為0.1mol/L；(3)在三口燒瓶中加入19.3mL去離子水，將1.2000g的30KD聚乙烯吡咯烷酮溶解加入其中，攪拌均勻，同時通入氬氣氣體保護，升溫至85℃得到反應體系A；(4)將溶液I一次性快速加入到反應體系A中，快速攪拌10分鐘，得到反應體系B；(5)將溶液II一次性快速加入到反應體系B中，快速攪拌，保溫反應3小時，得到反應體系C；(6)冷卻反應體系C至室溫，將體系C轉移至離心管中，使用25000轉/分鐘離心60分鐘，用去離子水洗滌、重懸，重復三遍；使用分子量為14KD的透析袋進行透析，在30℃下使用去離子水透析，每6～8小時更換一次去離子水，重復6次，得到硒化鉍納米復合材料的水溶液。對實施例2-6制備得到的硒化鉍納米復合材料同樣進行了與實施例1相同的表征，其結構示意圖同樣如圖1所示，其粒徑為10～20nm，水合粒徑在20～40nm，其水體系的電勢以及得到的硒化鉍納米復合材料中鉍元素的質量百分比含量如表1所示。表1實施例2實施例3實施例4實施例5實施例6電勢-8.5±0.4mV-11.2±0.7mV-15.7±0.3mV-20.4±0.6mV-25.7±0.3mV鉍元素含量45％49％47％50％54％實施例7對實施例1制備得到的硒化鉍納米復合材料的光熱轉化效果進行測定，方法如下：將1mL的納米材料放入1cm的比色皿中，使用1W/cm2的的808納米連續激光器(上海瀚宇connet型)照射比色皿中的納米材料10分鐘，同時使用近紅外成像儀(FLIRThermaCAME40)對比色皿中的溶液溫度變化進行監測。測定結果如圖11所示，由圖可知，不同濃度的納米材料水溶液在808nm激光照射下溫度逐漸上升，說明本發明的硒化鉍納米復合材料具有良好的光熱轉化功能。實施例8在本實施例中，對本發明硒化鉍納米復合材料對細胞活力的影響進行測定，以實施例1制備得到的硒化鉍納米復合材料為例，方法如下：1)細胞培養將MDA-MB-231細胞培養與含有10％胎牛血清的DMEM或1640液體培養基中，放置在37℃、5％CO2的細胞培養箱中。2)細胞活力測定以8000細胞/孔密度，將細胞接種于96孔板中。貼壁24小時后，加入含濃度為0、10、40、80、100μg/mL的納米材料的DMEM或1640液體培養基(含10％胎牛血清)。在處理24小時后，撤掉培養基，每孔加入100μL的含10％CCK-8的細胞培養液，在培養箱中孵育1小時后，在酶標儀上測定450nm出的吸光值，600nm作為參比波長，每組吸光度值扣除空白溶液吸光度值，每孔對應值除以對照組的吸光度值作為細胞活力，每組設置6個平行孔。圖12是本發明的硒化鉍納米復合材料對MDA-MB-231細胞活力的影響，在不同濃度下細胞活力均大于90％，說明本發明的所述的硒化鉍納米復合材料對MDA-MB-231細胞沒有毒性。實施例9在本實施例中，對本發明的硒化鉍納米復合材料的熱療和放療效果進行考察，以實施例1制備得到的硒化鉍納米復合材料為例，方法如下：MDA-MB-231細胞接受50μg/mL實施例1制備得到的硒化鉍納米復合材料處理24小時后，細胞培養方法同實施例8，每孔接種2000個細胞。使用808nm激光器以1W/cm2的功率照射10分鐘，然后接受6Gy的放射劑量，對照組細胞經過相同的處理，區別在于對照組細胞不用硒化鉍納米復合材料處理。更換培養基后再培養10-14天形成克隆。結果如圖13所示，A圖為聯合納米材料和熱療、放療處理組的MDA-MB-231細胞殺傷情況，B圖為對照組的MDA-MB-231細胞殺傷情況，結果顯示，納米材料+熱療+放療處理組幾乎沒有形成一個細胞團，而對照組有大量的細胞團。實施例10在本實施例中，考察本發明的硒化鉍納米復合材料對荷瘤小鼠腫瘤部位溫度的變化的影響，以實施例1制備得到的硒化鉍納米復合材料為例，方法如下：對荷瘤小鼠瘤內給納米材料，而后使用808nm的激光器以0.3W/cm2的功率照射腫瘤部位10分鐘，以不進行激光照射的荷瘤小鼠作為對照組，觀察小鼠腫瘤部位的升溫情況，結果如圖14所示，A圖為瘤內給硒化鉍納米復合材料的荷瘤小鼠的腫瘤部位升溫情況，B圖為對照組的荷瘤小鼠的腫瘤部位升溫情況；從圖中可以明顯看到瘤內給硒化鉍納米復合材料的荷瘤小鼠的腫瘤部位具有明顯的升溫效果，而對照組小鼠的腫瘤部位溫度基本不變。實施例11在本實施例中，對本發明的硒化鉍納米復合材料的抑瘤效果進行考察，以實施例1制備得到的硒化鉍納米復合材料為例，方法如下：1)腫瘤接種在裸鼠的右后腿，每個腫瘤接種所需的細胞數為5×106個MDA-MB-231細胞。當腫瘤體積達到70mm3左右時，進行治療實驗。2)將納米材料制備成4mg/mL的PBS溶液，然后瘤內注射10～30μL，優選地使用20μL，使用808nm激光器以0.3W/cm2的功率照射腫瘤部位10分鐘，然后接受6Gy的放射劑量。激光照射后第二天開始游標卡尺測量腫瘤的大小，往后每隔兩天用游標卡尺測量腫瘤的大小，一直監測到28天。然后處死老鼠，取出腫瘤稱重，拍照，設置PBS緩沖液組、單獨的硒化鉍納米復合材料(Bi2Se3@Sec)組、單獨的熱療組(NIR)、單獨的放療組(RT)、硒化鉍納米復合材料+放療組(Bi2Se3@Sec+RT)，以及硒化鉍納米復合材料+熱療組(Bi2Se3@Sec+NIR)和硒化鉍納米復合材料+放療+熱療組(Bi2Se3@Sec+NIR+RT)。圖15是不同治療組的腫瘤重量結果圖，可以看出本發明的硒化鉍納米復合材料聯合熱療和放療治療后，腫瘤生長明顯受到了抑制。實施例12在本實施例中，考察利用本發明的硒化鉍納米復合材料結合放療后血液中硒的含量以及血液中的白細胞數的含量變化以及骨髓DNA含量的變化，以實施例1制備得到的硒化鉍納米復合材料為例，方法如下：1)腫瘤接種同實施例11。2)當腫瘤體積大小為75mm3時，將納米材料制備成4mg/mL的PBS溶液，一組瘤內注射10～30μL，優選地使用20μL，一組瘤內注射20μLPBS，然后都接受6Gy的輻射劑量照射。待24小時后，眼球取血，處死裸鼠。3)提取血清，將從裸鼠眼球取出的全血靜置1小時，然后使用離心機以1000g的離心力離心15分鐘，取出血清。4)取一定量的血清加濃硝酸和雙氧水進行消解，最后使用電感耦合等離子體質譜儀檢測硒元素的含量。圖16示出了小鼠血液中硒的含量，由圖16可知，使用了本發明的硒化鉍納米復合材料(NPs)的組別中硒的含量明顯高于接受單獨放射治療(X-ray)的組，因此利用本發明的硒化鉍納米復合材料進行治療后可以提高血液中硒的含量。裸鼠接受治療后的第3天，眼球取血，使用EDTA抗凝管收集裸鼠的血液，然后使用五分類血細胞分析儀對全血中的白細胞進行計數。圖17為裸鼠瘤內給硒化鉍納米復合材料(NPs)結合放療(X-ray)后血液中白細胞的數量。結果顯示含有硒化鉍納米材料組的血液中的白細胞數的含量明顯高于單獨放射的組。裸鼠接受治療的第3天，處死裸鼠，將左后腿股骨取出，剝離裸鼠左側后肢股骨，用眼科手術剪將股骨兩端剪斷，露出骨髓腔。用10ml0.005mol/L的CaCl2沖洗骨髓至離心管中，4℃冰箱放置30分鐘，2500轉/分鐘離心15分鐘。棄上清，加入0.2mo1/LHClO4溶液5ml，振蕩混勻后，90℃加熱15分鐘。用流水冷卻至室溫冷卻后過濾，濾液經紫外分光光度計測定260nm的吸光度A值。圖18為裸鼠瘤內給予本發明的硒化鉍納米復合材料后骨髓DNA含量的變化。圖18顯示接受瘤內注射硒化鉍納米復合材料(NPs)組的DNA含量明顯高于單獨接受放射治療組(X-ray)。申請人聲明，本發明通過上述實施例來說明本發明的硒化鉍納米復合材料及其制備方法和應用，但本發明并不局限于上述實施例，即不意味著本發明必須依賴上述實施例才能實施。所屬
技術領域：
的技術人員應該明了，對本發明的任何改進，對本發明所選用原料的等效替換及輔助成分的添加、具體方式的選擇等，均落在本發明的保護范圍和公開范圍之內。當前第1頁1 2 3