一种硒化铋纳米复合材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供一种硒化铋纳米复合材料及其制备方法和应用，所述硒化铋纳米复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铋。本发明专利技术的硒化铋纳米复合材料具有良好的光热转化功能，可以实现热疗和放疗的有效结合，起到协同增效的作用，克服两种治疗方式各自的缺点，取得最优的肿瘤治疗效果，在放射治疗结束后，硒代半胱氨酸从材料表面降解，可以有效的进入生物体内参与硒蛋白的合成，进而提高机体免疫力，降低放疗带来的副作用。

Bismuth selenide nano composite material, preparation method and application thereof

The invention provides a preparation method and application of bismuth selenide nano composite material and its preparation, wherein the bismuth selenide nano composite materials including polyvinylpyrrolidone and selenocysteine, and polyvinylpyrrolidone and selenocysteine package by bismuth selenide. Bismuth selenide nano composite material of the invention has good photothermal conversion function, can achieve effective combination of hyperthermia and radiotherapy, played a synergistic role. The disadvantages of the two kinds of treatment methods to overcome their, achieve the optimal therapeutic effect on tumor, after radiotherapy, selenocysteine from surface degradation, can enter in the synthesis of organic selenoproteins effectively, and improve immunity, reduce the side effects caused by radiotherapy.

【技术实现步骤摘要】
一种硒化铋纳米复合材料及其制备方法和应用
本专利技术属于纳米材料
，涉及一种硒化铋纳米复合材料及其制备方法和应用。
技术介绍
在过去的几十年中，尽管人类对癌症的认识在不断的增加，但是在世界范围内，癌症依然是导致人类死亡的主要原因之一。放射治疗是目前肿瘤治疗的三种主要方法之一，其广泛应用在各类肿瘤的治疗当中。放射治疗的原理是基于X射线或γ射线照射肿瘤局部，由肿瘤周围的水分子产生氧类自由基去破坏DNA双链，组织肿瘤细胞的增殖，进而杀死肿瘤细胞。但是放疗同时会对正常的细胞也造成损伤，造成严重的辐射副作用，如白细胞数目下降、抑制骨髓再造血功能等。辐射对肿瘤的杀伤依赖与肿瘤部位在射线的照射下要产生足够的氧自由基，但是肿瘤部位相对于正常组织一般都是乏氧的区域，因此肿瘤的抗辐射效应在肿瘤治疗中常有发生。近年来纳米药物的出现，极大的提高了放射治疗对肿瘤的治疗效果。其主要依赖于纳米材料可以通过增强的渗透和滞留(EPR)效应在肿瘤部位有选择性的富集。而含有高原子序数的重金属离子的纳米材料，其中的金属离子对X射线具有明显的吸收能力，其通过吸收X射线产生更多的电子空穴和自由电子，进而增强辐射对肿瘤细胞杀伤的敏感性。如果这些纳米材料同时还具有较好的光热吸收能力，其在近红外激光的照射下，可通过增加血液流量有效的增加肿瘤部位氧的含量，此时引入放射治疗，可以增强辐射对肿瘤细胞的杀伤效果，达到放疗增敏的效果。放疗副作用也是肿瘤治疗中不可忽视的一部分，很多肿瘤病人在接受放射治疗后，因为免疫力受到破坏，容易引起恶心、呕吐、骨髓抑制的现象，极大的影响了病人的生活质量。因此如何在放疗的同时，尽可能的降低放疗带来的副作用也是一个重要的研究课题。目前在临床上降低放疗副作用的方式主要是通过后补硒的方式，提高体内含硒蛋白的水平，提高机体免疫力，进而抵抗放疗带来的副作用。但是因放疗后，病人的胃肠道也会有明显的损伤，因此通过口服补硒的效果并不是很明显。CN103288061A公开了一种硒化铋纳米材料及其制备方法和应用，将铋盐、含硒化合物和稳定剂溶解在溶剂中，经过超声波处理，混合均匀；加热到80～200℃，加入还原剂；反应结束后，冷却至室温，然后离心分离洗涤3次，得直径为20～200nm的硒化铋纳米材料。所制备的颗粒的粒度均匀、分散性好，具有明显的成像效果可望用于肿瘤成像。CN105435248A公开了一种多功能硒化铋纳米复合物，其以有机高分子聚合物、二元醇、硒源、铋盐、还原剂、多巴胺盐酸盐、三羟甲基氨基甲烷盐酸盐溶液、盐酸阿霉素和血清白蛋白水溶液为原料制备而成，所述多功能硒化铋纳米复合物的粒径为50nm～200nm，所述多功能硒化铋纳米复合物中盐酸阿霉素的载药量为3％～10％。该多功能硒化铋纳米复合物作为热化疗纳米材料用于恶性肿瘤的热化疗或作为CT成像造影剂用于恶性肿瘤的CT成像诊断。CN104491888A公开了一种基于MoS2/Bi2S3-PEG纳米片的多功能诊疗剂及其制备方法和应用，所述多功能诊疗剂包括：MoS2纳米片、均匀分散于所述MoS2纳米片上的Bi2S3颗粒、以及连接于所述MoS2纳米片表面的PEG。本专利技术的MBP纳米片具备PA和CT成像诊断肿瘤的性能，并可实现对肿瘤的热疗-增敏的放疗治疗。CN103736106A公开了一种氧化石墨烯/硒化铋/PVP纳米复合材料，该材料是在氧化石墨烯表面负载硒化铋纳米粒子，通过水热法将硒化铋纳米粒子原位沉积在氧化石墨烯表面。经上述方法制备出来的纳米复合材料具有高的光热转换效率和很好的CT成像效果，是一种良好的光热试剂和CT造影剂。可见，近几年一些关于硒化铋纳米材料的报道，仅涉及其在肿瘤治疗以及成像方面的应用，而对于用于降低放疗副作用的硒化铋纳米材料却鲜有报道。因此，在本领域中期望得到一种既能进行肿瘤治疗又能够降低放疗副作用的硒化铋纳米材料。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种硒化铋纳米复合材料及其制备方法和应用。为达到此专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：一方面，本专利技术提供一种硒化铋纳米复合材料，所述硒化铋纳米复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铋。在本专利技术中，利用聚乙烯吡咯烷酮和硒代半胱氨酸作为硒化铋纳米颗粒的包覆材料，一方面可以提高材料的生物相容性，另一方面所述硒化铋纳米复合材料在肿瘤部位发生降解，游离出的硒化铋纳米颗粒具有良好的光热转化功能，实现热疗和放疗的有效结合，并且游离出的硒或硒代半胱氨酸可以通过血液循环进入生物体内，通过在体内合成硒蛋白，提高机体的免疫力，有效的降低辐射带来的副作用，起到辐射防护的功能。优选地，所述聚乙烯吡咯烷酮(PVP)的重均分子量为8KD-70KD(即8000-360000)，8KD、10KD、15KD、20KD、24KD、29KD、35KD、40KD、45KD、50KD、55KD、58KD、60KD、65KD或70KD；优选8KD-30KD。PVP的分子量偏大，则合成的纳米材料尺寸偏大，为片状物，难以被细胞摄入。同时价格也比较昂贵，会增加大规模工业生产的制造成本。在本专利技术中，所述硒代半胱氨酸具有如下结构：在本专利技术中所述的硒代半胱氨酸是由硒代胱氨酸衍生而来的。优选地，所述硒化铋纳米复合材料中铋元素的质量百分比为45-55％，例如45％、47％、49％、50％、52％、53％或54％，硒元素的质量百分比为10-15％，例如10％、11％、12％、13％、14％或15％。优选地，所述硒化铋纳米复合材料的粒径为10～20nm，例如10nm、12nm、14nm、16nm、18nm或20nm。优选地，所述硒化铋纳米复合材料的水合粒径为13～40nm，例如13nm、15nm、18nm、20nm、23nm、25nm、28nm、30nm、33nm、35nm、38nm或40nm。优选地，所述硒化铋纳米复合材料的水体系的电势为-5～-30mV，例如-5mV、-8mV、-11mV、-14mV、-17mV、20mV、-23mV、26mV或-29mV。另一方面，本专利技术提供了如上所述的硒化铋纳米复合材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：(1)将碱溶液与硒代胱氨酸水溶液混合均匀，得到溶液I；(2)将铋盐溶解在乙二醇中得到溶液II；(3)在保护性气体存在下，将聚乙烯吡咯烷酮溶解在去离子水中，搅拌均匀，升温得到反应体系A；(4)将溶液I加入到反应体系A中，搅拌，得到反应体系B；(5)将溶液II加入到反应体系B中，搅拌下进行反应，得到反应体系C；(6)将反应体系C冷却至室温，离心、洗涤、重悬，而后进行透析，得到所述硒化铋纳米复合材料的水溶液。优选地，步骤(1)所述碱溶液为氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液、碳酸氢钠溶液、碳酸氢钾溶液或氨水溶液中的任意一种或至少两种的组合。优选地，步骤(1)所述碱溶液的浓度为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浓度为0.5～1.5mg/mL(例如0.5mg/mL、0.7mg/mL、0.9mg/mL、1.0mg/本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种硒化铋纳米复合材料，其特征在于，所述硒化铋纳米复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铋。

【技术特征摘要】
1.一种硒化铋纳米复合材料，其特征在于，所述硒化铋纳米复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铋。2.根据权利要求1所述的硒化铋纳米复合材料，其特征在于，所述聚乙烯吡咯烷酮的重均分子量为8～70KD，优选8～30KD；优选地，所述硒化铋纳米复合材料中铋元素的质量百分比为45～55％。3.根据权利要求1或2所述的硒化铋纳米复合材料，其特征在于，所述硒化铋纳米复合材料的粒径为10～20nm；优选地，所述硒化铋纳米复合材料的水合粒径为13～40nm；优选地，所述硒化铋纳米复合材料的水体系的电势为-5～-30mV。4.根据权利要求1-3中任一项所述的硒化铋纳米复合材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：(1)将碱溶液与硒代胱氨酸水溶液混合均匀，得到溶液I；(2)将铋盐溶解在乙二醇中得到溶液II；(3)在保护性气体存在下，将聚乙烯吡咯烷酮溶解在去离子水中，搅拌均匀，升温得到反应体系A；(4)将溶液I加入到反应体系A中，搅拌，得到反应体系B；(5)将溶液II加入到反应体系B中，搅拌下进行反应，得到反应体系C；(6)将反应体系C冷却至室温，离心、洗涤、重悬，而后进行透析，得到所述硒化铋纳米复合材料的水溶液。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述碱溶液为氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液、碳酸氢钠溶液、碳酸氢钾溶液或氨水溶液中的任意一种或至少两种的组合；优选地，步骤(1)所述碱溶液的浓度为0.1～1mol/L，硒代胱氨酸水溶液的浓度为0.5～1.5mg/mL；优选地，步骤(1)所述碱溶液与硒代胱氨酸水溶液的体...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵宇亮，杜江锋，晏亮，谷战军，
申请(专利权)人：国家纳米科学中心，
类型：发明
国别省市：北京,11