一种X射线致热纳米复合粒子制造技术

本发明专利技术涉及一种X射线致热纳米复合粒子，属于医疗检测技术领域，所述纳米复合粒子包括X射线长余辉发光粒子球核、纳米金壳层、氨基修饰的二氧化硅壳层，所述X射线长余辉发光粒子球核包裹在纳米金壳层内，纳米金壳层包裹在氨基修饰的二氧化硅壳层内；所述X射线长余辉发光粒子球核为稀土离子掺杂的氧化物、硫化物或硫氧化物纳米粒子，所述氧化物、硫化物或硫氧化物的阳离子为金属离子和稀土离子，掺杂离子为稀土离子，本发明专利技术有益效果为可将微剂量X射线能量高效转换为足以杀死肿瘤细胞的热能，并且脱离X射线辐射后，热能的产生具有时间延续性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及医疗检测
，特别是一种X射线致热纳米复合粒子。
技术介绍
据2012年2月4日央视报导，目前全球癌症患者每年增加1100万人，每年因癌症死亡人数超过700万，其中24%发生在中国。恶性肿瘤已经成为严重威胁我国乃至全世界人民生命与健康的头号杀手。为了杀灭肿瘤，自1896年以来，利用高能放射线(如X射线等)的照射摧毁恶性细胞的放射疗法自首次报导以来，一直是应用最广泛，最有效的治疗方法。由于肿瘤细胞通常具有放射损伤修复能力，为防止肿瘤的复发，放疗通常需要一定的疗程来增加总辐射剂量。然而，高剂量的放射线在杀死肿瘤细胞的同时，肿瘤周围的正常组织同样也不可避免地会受到损害，从而产生各种副作用，甚至病变。为此，人们急切期待能够发展一种最小创伤、低剂量、短时间内杀死肿瘤细胞而不伤害正常组织的新型治疗技术。纳米技术的出现，为人们研究具有上述全新技术的肿瘤治疗方法提供了机遇。利用纳米材料特殊的物理和化学性能，及其具有的小尺寸、水溶性、良好的光稳定性、更强的表面功能性、优异的细胞组织穿透性等特征，近年来已发展出多种全新的肿瘤治疗方法。其中，光热切除疗法(PTA)就是其中最热门的方法之一。该方法采用经生物耦联的光致热纳米粒子为治疗试剂，利用近红外激光作为激发源。当纳米粒子与肿瘤细胞绑定后，在红外激光照射下，粒子所释放的热量促使肿瘤细胞自身温度很快升高到45°C以上，从而轻而易举地将其杀死。而在此过程中，由于热量的释放仅局限在纳米粒子周围很小范围内，且正常细胞的耐热温度要高于肿瘤细胞，因此，光热疗法对肿瘤周围正常组织并无伤害，有望彻底摆脱放射线对人体的危害。有关光热疗法的研究目前主要集 中在热媒介纳米粒子的选择上。人们已经对多种功能纳米材料进行了研究，其中研究最为集中的当属金纳米结构。在针对金纳米粒子、纳米壳、纳米空球和纳米棒应用于光热切除疗法所进行的研究中，人们发现，在光辐射作用下，现有技术中的金纳米结构的表面等离子共振性能使其对700 IlOOnm范围内的近红外光呈现很强的吸收，并可以高效地将其转换为热能，通过调控金壳结构，其吸收光谱可以进一步蓝移至600nm。而光吸收峰位和最大值则取决于粒子的尺寸和复杂结构(如纳米壳、空球、棒等)，以及周围组织的介电常数等等。生物体内/外实验证实，这些金纳米结构在有效光激发下对肿瘤细胞具有很好的热切除作用。近年来，同样具有光致热效应的半导体量子点受到了越来越多的关注。作为一种半导体材料，它们对红外光的吸收源于能量的带-带跃迁，在无需进行复杂结构设计的条件下，即可呈现突出的近红外光吸收特性。更重要的是，量子点的吸收波段还可以通过调控其粒径很容易的进行控制。虽然，有关量子点的PTA研究才刚刚起步(自2008年)，但针对半导体硫化铜(CuS)、Cu2_xSe等量子点的PTA实验结果却让人们看到了量子点在PTA应用中所具有的巨大潜力。然而，无论采用哪种纳米材料或做出怎样的结构设计，就目前的PTA研究而言，即使采用文献报导的最大波长的红外光激发，其在生物组织内的有效作用范围仍然仅局限于生物表皮组织以内。因此，当前的PTA技术只适合人体表层组织内的肿瘤治疗，而对生物体肌肉组织、内脏器官、骨骼内的肿瘤则束手无策。所以，如何将这种优秀的方法扩展应用到人体深层肿瘤的治疗上，已成为目前PTA研究急需解决的一个重要问题。
技术实现思路
为解决现有技术中存在的上述问题，本专利技术设计了一种X射线致热纳米复合粒子。本专利技术提供了一种X射线致热纳米复合粒子，所述纳米复合粒子包括X射线长余辉发光粒子球核、纳米金壳层、氨基修饰的二氧化娃壳层，所述X射线长余辉发光粒子球核包裹在纳米金壳层内，纳米金壳层包裹在氨基修饰的二氧化硅壳层内；所述X射线长余辉发光粒子球核为稀土离子掺杂的氧化物、硫化物或硫氧化物纳米粒子，所述氧化物、硫化物或硫氧化物的阳离子为金属离子和稀土离子，掺杂离子为稀土离子。本专利技术所述X射线长余辉发光粒子球核在X射线激发下，产生波长为350 900nm的发射光，发射光余辉时间为10 300min，纳米金壳层在波长为350 900nm的发射光激发下，产生表面等离子共振作用向周围环境辐射热能，所述氨基修饰的二氧化硅壳层可以方便的与生物有机官能团链接，应用于生物体内治疗。本专利技术所述纳米金壳层通过调控其厚度使其吸收光谱峰值在一定范围内发生红移或蓝移，所述X射线长余辉发光粒子球核的发射光谱特征也可通过选择不同的掺杂离子和其不同的浓度，按X射线长余辉发光粒子球核和纳米金壳层的光谱特征匹配，最大限度的利用X射线长余辉发光 粒子球核发射的发射光对纳米金壳层激发，高效的产生热能。本专利技术所述X射线长余辉发光粒子球核在脱离放射源的条件下，仍具有延时效应，提供了一个长效应的治疗手段。本专利技术所述氧化物、硫化物或硫氧化物的阳离子优选为Ba、Fe、Co、La、Y、Yb、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb 和 Dy 中的至少一种，进一步优选为 La、Yb、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb和Dy中的至少一种，最优选为Yb，所述掺杂离子优选为Tm、Er、Ho、Tb、Pr、Nb、Eu、Ce、Nd、Sm和Dy中的至少一种,进一步优选为Tm、Er、Ho、Tb、Pr、Eu、Ce、Nd、Sm和Dy中的至少一种，最优选为Eu、Tm、Dy和Ce中的至少一种。本专利技术所述X射线长余辉发光粒子球核粒径优选为5 lOOnm。本专利技术所述纳米金壳层厚度优选为2 50nm。本专利技术所述氨基修饰的二氧化硅壳层厚度优选为2 30nm。本专利技术所述纳米复合粒子的制备方法包括以下步骤:①通过沉淀法、微乳液法、水热法、溶胶-凝胶法、高温油相热解法、高温水解法、燃烧法或气相沉积法制备X射线长余辉发光粒子球核；②通过种子生长发、微乳液法、溶胶-凝胶法、超声化学法或原位聚合法在X射线长余辉发光粒子球核表面包覆纳米金壳层；③通过水解法、沉淀法、水热法、溶胶-凝胶法或微乳液法在纳米金壳层表面包覆氨基修饰的二氧化硅壳层。本专利技术所述X射线致热纳米复合粒子应用于热切除肿瘤细胞和肿瘤放射-光热治疗。本专利技术有益效果为:①X射线致热纳米复合粒子能将微剂量X射线能量高效转换为足以杀死肿瘤细胞的热能；②X射线长余辉发光粒子球核发射的发射光能被纳米金壳层高效吸收并高效的转换为热能；③X射线长余辉发光粒子球核具有光致热效应的时间延续性；④X射线致热纳米复合粒子最外层包覆有氨基修饰的二氧化硅球壳，可以方便地与生物有机官能团链接，适用于生物体内治疗。附图说明本专利技术附图1幅，图1为X射线致热纳米复合粒子结构示意图；其中，1、X射线长余辉发光粒子球核，2、纳米金壳层，3、氨基修饰的二氧化硅壳层。具体实施例方式下述非限制性实施例可以使本领域的普通技术人员更全面地理解本专利技术，但不以任何方式限制本专利技术。 实施例1一种X射线长余辉发光粒子球核为Yb2S3:Eu, Tm的纳米复合粒子；所述纳米复合粒子的制备方法包括如下步骤:①X射线长余辉发光粒子球核的制备；将150mmoINaEt2CNS2.3H20 溶于 IOOOml 乙醇得到试剂 I，将 50mmolYbCl3、ImmolEuCl3和ImmolTmCl3溶于250ml乙醇得到试剂II,将试剂I和试剂II混合，搅拌30min，过滤得到白色沉淀，用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种X射线致热纳米复合粒子，其特征在于：所述纳米复合粒子包括X射线长余辉发光粒子球核、纳米金壳层、氨基修饰的二氧化硅壳层，所述X射线长余辉发光粒子球核包裹在纳米金壳层内，纳米金壳层包裹在氨基修饰的二氧化硅壳层内；所述X射线长余辉发光粒子球核为稀土离子掺杂的氧化物、硫化物或硫氧化物纳米粒子，所述氧化物、硫化物或硫氧化物的阳离子为金属离子和稀土离子，掺杂离子为稀土离子。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：付姚，邢明铭，罗昔贤，张楠，彭勇，
申请(专利权)人：大连海事大学，
类型：发明
国别省市：