同時(shí)用作光聲成像造影劑和光熱治療劑的納米硫化銅診療劑及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及同時(shí)用作光聲成像造影劑和光熱治療劑的納米硫化銅診療劑及其制備方法，所述納米硫化銅診療劑以被疏水性分子包裹的硫化銅納米點(diǎn)為內(nèi)核，并在所述內(nèi)核外包裹有一層兩親性分子，所述硫化銅納米點(diǎn)的粒徑＜10 nm。本發(fā)明的納米硫化銅診療劑，以硫化銅單一化合物為基體來吸收近紅外光光能，轉(zhuǎn)化為高能熱量和光聲信號(hào)，使其同時(shí)作為光聲成像造影劑和光熱治療劑。兩親性分子的存在則克服了硫化銅本身的疏水性和生物毒性，賦予其良好的磷酸鹽緩沖溶液或生理鹽水的分散性、穩(wěn)定性和體內(nèi)生物相容性。
【專利說明】同時(shí)用作光聲成像造影劑和光熱治療劑的納米硫化銅診療劑及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于納米材料【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種同時(shí)用作光聲成像造影劑和光熱治療劑的納米硫化銅診療劑及其制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002]近紅外光誘導(dǎo)的光熱治療作為一種優(yōu)異的非侵入性癌癥治療方法近年來備受矚目。利用近紅外光作為激發(fā)光源有兩點(diǎn)優(yōu)勢(shì):一是正常生理組織對(duì)近紅外光吸收較少，從而熱損傷低；二是近紅外光組織穿透深度大。光熱治療是利用光熱轉(zhuǎn)換劑吸收近紅外光光能，并將其轉(zhuǎn)化為局部熱能從而升高腫瘤區(qū)域的溫度來直接燒死癌細(xì)胞。
[0003]為了提高光熱治療效率和安全性，腫瘤位置和大小及光熱治療劑的分布必須在光熱治療前確定，治療中追蹤及治療后效率評(píng)價(jià)。這依賴于一種將造影劑增強(qiáng)的診斷技術(shù)與光熱治療整合。因此，成像引導(dǎo)下的光熱治療得到了越來越多的關(guān)注。
[0004]研宄發(fā)現(xiàn)，與其它醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)相比，光聲成像是一種現(xiàn)代的無損成像模式。它結(jié)合了激光良好的光譜選擇性和超聲高的分辨率優(yōu)勢(shì)。它可以提供深度達(dá)幾厘米組織的結(jié)構(gòu)和功能信息。光聲成像的信噪比可以通過使用光聲成像造影劑來進(jìn)一步降低。
[0005]光聲成像造影劑和光熱治療劑都要求在近紅外光波段有強(qiáng)吸收，因此采用同一化合物同時(shí)作為光聲造影劑和光熱治療劑可以實(shí)現(xiàn)術(shù)前診斷，術(shù)中追蹤和術(shù)后評(píng)價(jià)一體化。
[0006]硫化銅作為光聲造影劑和光熱治療劑的優(yōu)勢(shì)在于:1)合成原料價(jià)格低廉，且制備工藝簡(jiǎn)單易行；2)硫化銅由于表面等離子體效應(yīng)，在近紅外光波段有強(qiáng)吸收；3)通過調(diào)整合成方法和相關(guān)參數(shù)，硫化銅的近紅外吸收峰位可控調(diào)節(jié)，且光熱轉(zhuǎn)換效率可以大幅度提高。但是，它的形貌、粒徑和疏水性等特性限制了其在癌癥治療中的應(yīng)用。
[0007]同時(shí)，納米診療劑的長(zhǎng)期毒性和生物安全性研宄始終是個(gè)難題。納米診療劑的理想狀態(tài)是能夠在短時(shí)間內(nèi)被生物體代謝排出。
[0008]由此可見，采用同一化合物驅(qū)動(dòng)的光聲成像引導(dǎo)下的光熱治療可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)術(shù)前診斷，術(shù)中追蹤和術(shù)后評(píng)價(jià)。因此，研宄一種具有強(qiáng)紅外吸收和生物安全性好的納米診療劑具有重要意義和價(jià)值。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]針對(duì)以上需求，本發(fā)明的目的在于提供一種同時(shí)作為光聲成像造影劑和光熱診療劑的納米硫化銅顆粒及其制備方法。
[0010]在此，一方面，本發(fā)明提供一種同時(shí)用作光聲成像造影劑和光熱治療劑的納米硫化銅診療劑，其以被疏水性分子包裹的硫化銅納米點(diǎn)為內(nèi)核，并在所述內(nèi)核外包裹有一層兩親性分子，所述硫化銅納米點(diǎn)的粒徑< 10nm。
[0011]本發(fā)明的納米硫化銅診療劑，以硫化銅單一化合物為基體來吸收近紅外光光能，轉(zhuǎn)化為高能熱量和光聲信號(hào)，使其同時(shí)作為光聲成像造影劑和光熱治療劑。兩親性分子的存在則克服了硫化銅本身的疏水性和生物毒性，賦予其良好的磷酸鹽緩沖溶液或生理鹽水的分散性、穩(wěn)定性和體內(nèi)生物相容性。由于納米硫化銅粒徑< 10nm，部分可進(jìn)入細(xì)胞核，并可通過肝臟和腎臟代謝，在短時(shí)間之內(nèi)完全排出體外，抑制了其體內(nèi)長(zhǎng)期毒性風(fēng)險(xiǎn)，具有良好的生物安全性。因此，本發(fā)明的納米硫化銅診療劑具有強(qiáng)紅外吸收和生物安全性好，可廣泛用于多重疾病尤其是癌癥的診斷、治療，這在醫(yī)學(xué)臨床應(yīng)用中具有非常重要意義。
[0012]較佳地，所述疏水性分子為具有還原性的有機(jī)溶劑如油胺、乙二胺、和苯胺中的至少一種。
[0013]較佳地，所述兩親性分子為磷脂聚乙二醇、巰基乙酸、巰基乙胺、巰基十一烷酸、和巰基聚乙二醇中的至少一種。
[0014]較佳地，所述磷脂聚乙二醇為含有功能化官能團(tuán)的如氨基、巰基、羧基封端的磷脂聚乙二醇和/或甲氧基封端的磷脂聚乙二醇。
[0015]另一方面，本發(fā)明還提供上述納米硫化銅診療劑的制備方法，包括如下步驟:
1)將具有還原性的有機(jī)溶劑、單質(zhì)硫和Cu源相混合，進(jìn)行氧化還原反應(yīng)得到CuS，并同時(shí)使作為疏水性分子的所述有機(jī)溶劑分子包裹于CuS表面，從而得到被疏水性分子包裹的硫化銅納米點(diǎn)；
2)將得到的被疏水性分子包裹的硫化銅納米點(diǎn)分散于疏水性溶劑中，加入兩親性化合物，攪拌均勻后除去溶劑；
3)將步驟2)的產(chǎn)物溶解于水溶液中，過濾，即制得所述納米硫化銅診療劑。
[0016]本發(fā)明的制備方法中，具有還原性的有機(jī)溶劑可以兼作溶劑和還原劑，與單質(zhì)硫和Cu源一起反應(yīng)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)CuS的合成和疏水性分子的包裹。作為硫源，直接使用廉價(jià)的單質(zhì)硫，原子利用率高。通過本發(fā)明的制備方法，可以獲得超小粒徑(例如2nm)的CuS納米顆粒。本發(fā)明制備工藝簡(jiǎn)單快捷、污染小、重復(fù)性好。
[0017]較佳地，步驟I)中，所述Cu源為乙酰丙酮銅、硝酸銅、和醋酸銅中的至少一種。
[0018]較佳地，步驟I)中，所述單質(zhì)硫和所述Cu源的摩爾量之比為1:1?2:1，所述單質(zhì)硫和所述具有還原性的有機(jī)溶劑的摩爾量之比為1:2-1: 4。
[0019]較佳地，步驟2)中，所述兩親性化合物和所述被疏水性分子包裹的硫化銅納米的摩爾量之比為2:3?2:5。
[0020]較佳地，步驟3)中，所述水溶液為磷酸鹽緩沖液或生理鹽水。
[0021 ] 較佳地，步驟I)包括如下步驟:
a)在40?100°C下，將單質(zhì)硫溶解于所述具有還原性的有機(jī)溶劑中得到溶液A;
b)在溶液A中加入含所述Cu源和所述具有還原性的有機(jī)溶劑的溶液B，形成溶液C，并使溶液C在40?100°C反應(yīng)10?50分鐘；
c)反應(yīng)完畢后，固液分離，洗滌分離出的固體，即得到被疏水性分子包裹的硫化銅納米點(diǎn)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1為實(shí)施例1制得納米硫化銅納米點(diǎn)的透射電鏡照片和分散在氯仿及磷酸鹽緩沖溶液中的數(shù)碼照片，其中a是油胺包裹的硫化銅，b是油胺包裹的硫化銅分散在氯仿中的數(shù)碼照片，上層為氯仿，下層為磷酸鹽緩沖溶液，c為磷脂分子改性后的硫化銅，d是磷脂的包裹硫化銅分散在磷酸鹽緩沖溶液中的數(shù)碼照片；
圖2為實(shí)施例1制得的納米硫化銅的XRD圖譜；
圖3為實(shí)施例1制得的納米硫化銅的EDS圖譜；
圖4為實(shí)施例1制得的磷脂包裹后納米硫化銅的DLS粒徑和Zeta電位圖。其中，a為粒徑分布圖，b為Zeta電位圖；
圖5為實(shí)施例1制得的納米硫化銅的磷脂改性前后的FTIR圖譜。其中，a線為改性前油胺包裹的納米硫化銅，b線為改性后憐脂包裹的納米硫化銅；
圖6為實(shí)施例1制得的納米硫化銅的UV-Vis圖譜。其中，a為不同濃度納米硫化銅水溶液的UV-Vis圖譜，b為不同濃度納米硫化銅水溶液在最高峰位置吸光度的線性圖；
圖7為實(shí)施例1制得的納米硫化銅的體外光聲成像信號(hào)圖。其中，直線為不同濃度納米硫化銅溶液在1064nm激光激發(fā)下的光聲信號(hào)值隨著濃度變化曲線，插圖為不同濃度納米硫化銅溶液包埋在瓊脂凝膠中的光聲信號(hào)圖；
圖8為實(shí)施例1制得的納米硫化銅的升溫曲線。其中，a為不同濃度納米硫化銅水溶液在980nm激光，功率密度為1.41w cnT1作用下的升溫情況，b為納米硫化銅水溶液濃度為50ppm在不同功率密度激光照射下的升溫情況；
圖9為荷瘤裸鼠尾靜脈注射實(shí)施例1制得的納米硫化銅(10mg/Kg)后，再經(jīng)過不同處理后得到的腫瘤區(qū)域H&E染色光學(xué)顯微鏡圖片。其中，al為對(duì)照組，a2為注射材料組，a3為單純激光組，a4為注射材料并照射激光組；
圖10為荷瘤裸鼠尾靜脈注射實(shí)施例1制得的納米硫化銅(10mg/Kg)后，再經(jīng)過不同處理后得到的抑瘤率曲線；
圖11為荷瘤裸鼠尾靜脈注射實(shí)施例1制得的納米硫化銅(10mg/Kg)后，得到的五天體內(nèi)代謝曲線和對(duì)應(yīng)的EDS圖譜和TEM照片。其中，a為納米硫化銅在五天之內(nèi)的代謝情況，b為代謝后尿液中的顆粒的EDS圖譜，插圖為其TEM照片。

【具體實(shí)施方式】
[0023]以下結(jié)合附圖和下述實(shí)施方式進(jìn)一步說明本發(fā)明，應(yīng)理解，附圖及下述實(shí)施方式僅用于說明本發(fā)明，而非限制本發(fā)明。
[0024]本發(fā)明提供一種同時(shí)作為光聲成像造影劑和光熱診療劑的多功能納米硫化銅診療劑，以疏水性納米硫化銅為內(nèi)核，并在內(nèi)核外包裹有一層兩親性分子。疏水性納米硫化銅可為被疏水性分子包裹的硫化銅納米點(diǎn)。該疏水性分子與兩親性分子之間通過范德華力相連接。
[0025]所述疏水性分子可為胺類，包括但不限于油胺、乙二胺、苯胺、和硝基苯胺中的至少一種。所述兩親性分子包括但不限于磷脂聚乙二醇、巰基乙酸、巰基乙胺、巰基十一烷酸、和巰基聚乙二醇中的至少一種。其中磷脂聚乙二醇例如為含有功能化官能團(tuán)的如氨基、巰基、羧基封端的磷脂聚乙二醇和/或甲氧基封端的磷脂聚乙二醇。在一個(gè)示例中，本發(fā)明的納米硫化銅診療劑以油胺包裹的納米硫化銅為內(nèi)核，核外包裹一層兩親性磷脂分子，通過磷脂分子和油胺分子間的范德華力包裹一層以甲氧基和氨基封端的磷脂聚乙二醇分子，表面帶正電荷。
[0026]本發(fā)明的納米硫化銅診療劑的顆粒粒徑< 10nm，有利于體內(nèi)的血液循環(huán)時(shí)間，被動(dòng)聚集效率，在短時(shí)間內(nèi)可通過肝臟和腎臟代謝完全排出，抑制其體內(nèi)長(zhǎng)期毒性，具有良好的生物安全性。
[0027]本發(fā)明的納米硫化銅診療劑以硫化銅單一化合物為基體來吸收近紅外光光能，轉(zhuǎn)化為高能熱量和光聲信號(hào)，同時(shí)擁有兩大功能:一是用作光聲成像造影劑，實(shí)現(xiàn)造影增強(qiáng)；二是可用作光熱治療劑，用于增強(qiáng)治療效果。兩親性分子(例如磷脂分子)的存在則賦予其良好的磷酸鹽緩沖溶液或生理鹽水的分散性、穩(wěn)定性和體內(nèi)生物相容性。
[0028]本發(fā)明的納米硫化銅診療劑可以通過如下方法制備:先將具有還原性的有機(jī)溶劑(例如胺類)、單質(zhì)硫和Cu源相混合，進(jìn)行氧化還原反應(yīng)得到CuS，并同時(shí)使疏水性分子包裹于CuS表面，從而得到被疏水性分子包裹的硫化銅納米點(diǎn)，然后再進(jìn)行外層兩親性分子的包裹。其中，具有還原性的有機(jī)溶劑可兼作溶劑和還原劑。
[0029]在一個(gè)示例中，制備方法可包括:首先在40?100°C下，在胺類(例如油胺、乙二胺、和苯胺中的一種或幾種的組合)溶劑中加入單質(zhì)硫和銅源，通過氧化還原反應(yīng)得到胺包裹的納米硫化銅；其次在其外表面包裹一層兩親性分子，如功能化磷脂聚乙二醇(例如含有功能化官能團(tuán)的如氨基、巰基、羧基封端的磷脂聚乙二醇和/或甲氧基封端的磷脂聚乙二醇)，巰基化合物(例如巰基乙酸、巰基乙胺、巰基十一烷酸、巰基聚乙二醇)等。
[0030]其中銅源可為銅鹽，包括但不限于乙酰丙酮銅、硝酸銅、醋酸銅等。單質(zhì)硫可過量，例如單質(zhì)硫和銅源的摩爾量比可為1:1?2:1。單質(zhì)硫和具有還原性的有機(jī)溶劑的摩爾量之比可為1:2?1:4。兩親性分子與硫化銅的摩爾量比可為2:3-2:5。
[0031]在一個(gè)示例中，制備方法包括:1)在40?100°C下，將單質(zhì)硫溶解于胺類；2)加入含乙酰丙酮銅的氯仿和胺的混合溶液，在40?100°C反應(yīng)10?50分鐘；3)清洗后得到納米硫化銅，分散于氯仿、環(huán)己烷等溶劑中；4)在納米硫化銅的分散液中加入磷脂分子，攪拌均勻后在30?100°C下蒸發(fā)除去溶劑；5)用磷酸鹽緩沖液或生理鹽水溶解，過濾后得到納米硫化銅診療劑。
[0032]在一個(gè)示例中，制備方法包括:以油胺為溶劑和還原劑，在70°C下，加入S源(S單質(zhì))，攪拌溶解后再加入Cu源(乙酰丙酮銅)，進(jìn)行氧化還原反應(yīng)，得到表面為油胺包裹的納米硫化銅納米點(diǎn)(<10nm)，該納米點(diǎn)是疏水性的。將得到的納米點(diǎn)分散在氯仿中，再加入兩種磷脂:二硬脂酰基磷脂酰乙醇胺-聚乙二醇2000 (DSPE-mPEG2_)和1，2- 二硬脂酰-SN-甘油-3-磷酰乙醇胺-N-氨基-聚乙二醇2000 (DSPE-PEG2000-Nh2)，攪拌溶解后除去溶劑，再加入磷酸鹽緩沖溶液水化，得到表面有磷脂包裹的納米硫化銅納米點(diǎn)，磷脂分子和油胺分子之間通過范德華力結(jié)合。
[0033]該磷脂改性后的納米硫化銅納米點(diǎn)在生理鹽水和磷酸鹽緩沖溶液中具有良好的分散性，放置在4°C環(huán)境中，能穩(wěn)定保持3個(gè)月以上。硫化銅納米粒在近紅外光波段(600-1200nm)有強(qiáng)吸收，可吸收1064nm脈沖激光，轉(zhuǎn)化為光聲信號(hào)，從而應(yīng)用于光聲成像。同時(shí)，可吸收980nm連續(xù)激光，并轉(zhuǎn)化為高能熱量，從而殺死癌細(xì)胞。采用單一化合物實(shí)現(xiàn)了光聲成像引導(dǎo)下的光熱治療，真正實(shí)現(xiàn)術(shù)前診斷，術(shù)中追蹤和術(shù)后評(píng)價(jià)的一體化功能。另夕卜，該納米硫化銅納米點(diǎn)粒徑小于10nm，可通過肝臟和腎臟代謝，在短時(shí)間內(nèi)完全從體內(nèi)排泄掉，抑制了該納米診療劑的體內(nèi)長(zhǎng)期毒性風(fēng)險(xiǎn)。該納米診療劑制備工藝簡(jiǎn)單快捷、污染小、重復(fù)性好。該納米診療劑可廣泛用于多重疾病尤其是癌癥的診斷、治療，這在醫(yī)學(xué)臨床應(yīng)用中具有非常重要意義。
[0034]下面進(jìn)一步例舉實(shí)施例以詳細(xì)說明本發(fā)明。同樣應(yīng)理解，以下實(shí)施例只用于對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步說明，不能理解為對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，本領(lǐng)域的技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的上述內(nèi)容作出的一些非本質(zhì)的改進(jìn)和調(diào)整均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。下述示例具體的工藝參數(shù)等也僅是合適范圍中的一個(gè)示例，即本領(lǐng)域技術(shù)人員可以通過本文的說明做合適的范圍內(nèi)選擇，而并非要限定于下文示例的具體數(shù)值。
[0035]實(shí)施例1
一、油胺包裹納米硫化銅的制備
將64mg S單質(zhì)溶解在12mL油胺中，置于70°C水浴中磁力攪拌30min至S單質(zhì)完全溶解在油胺中；
再將預(yù)先混合好的含523.5mg乙酰丙酮銅的20mL氯仿和5mL油胺的混合溶液加入到上述溶液中，保持此溫度下繼續(xù)攪拌30min，溶液顏色從棕黃色變?yōu)槟G色；
離心分離，并使用無水乙醇清洗2-3次，最終將產(chǎn)物分散在40mL氯仿中，制得油胺包裹納米硫化銅(疏水納米硫化銅)。
[0036]圖1a為本實(shí)施例制備的油胺包裹納米硫化銅的透射電鏡照片，圖中納米硫化銅分散性良好，為單分散結(jié)構(gòu)，粒徑均勻，約為2nm (硫化銅內(nèi)核粒徑)；
圖1b為本實(shí)施例制備的油胺包裹納米硫化銅分散在氯仿中的數(shù)碼照片，圖中石英皿上部溶液為含有納米硫化銅的氯仿溶液，下部溶液為磷酸鹽緩沖溶液。上部溶液顯示為墨綠色；
圖2為本實(shí)施例制備的油胺包裹納米硫化銅的XRD圖譜。圖中所述納米硫化銅歸屬于六方相Cu8S5結(jié)構(gòu)；
圖3為本實(shí)施例制備的油胺包裹納米硫化銅的EDS圖譜。圖中所述元素Cu和S都能檢測(cè)出來；
圖5中a線為本實(shí)施例制備的油胺包裹納米硫化銅的FTIR圖譜。圖中油胺主要官能團(tuán)CH2，NH, CN的特征峰都能檢測(cè)出來。
[0037]二、磷脂分子改性油胺包裹納米硫化銅的制備
在上述疏水納米硫化銅的氯仿溶液(5mL)加入包含5mL氨基封端的磷脂聚乙二醇分子(DSPE-PEG2cicic1-NH2, 10mg mL—1)和2mL甲氧基封端的磷脂聚乙二醇分子(DSPE-mPEG2_，10mg mL—1)的氯仿溶液，超聲5min，使磷脂分子完全溶解；
于60°C抽真空旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)Ih除去氯仿，得到一層墨綠色的膜；
加入5mL磷酸鹽緩沖溶液或生理鹽水溶解上述膜，在超聲池中超聲5min，膜從瓶壁上脫落下來，得到墨綠色的水溶液；
將該溶液通過0.22 μ m的濾膜，除去大的團(tuán)聚體，最后將溶液放置在4°C冰箱中保存?zhèn)溆?，溶液中即分散有磷脂分子改性油胺包裹納米硫化銅(親水性納米硫化銅)。
[0038]圖1c為本實(shí)施例制備的親水性納米硫化銅的透射電鏡照片，圖中納米硫化銅分散性良好，為單分散結(jié)構(gòu)，粒徑均勻，約為2nm ;
圖1d為本實(shí)施例制備的親水性納米硫化銅分散在磷酸鹽緩沖溶液中的數(shù)碼照片。圖中溶液分散均一，顯示為淺墨綠色；
圖4a為本實(shí)施例制備的親水性納米硫化銅的DLS粒徑分布圖。圖中所述納米硫化銅粒徑均一，分布窄，分布峰粒徑為12nm ； 圖4b為本實(shí)施例制備的親水性納米硫化銅的Zeta電位圖。圖中所述納米硫化銅由于表面氨基的存在而帶正電荷；
圖5中b線為本實(shí)施例制備的親水性納米硫化銅的FTIR圖譜。圖中以氨基封端磷脂DSPE-PEG2cicic1-NH2的主要官能團(tuán)N-C = O的特征吸收峰能夠檢測(cè)出來；
圖6a為本實(shí)施例制備的親水性納米硫化銅的UV-Vis圖譜。圖中所述納米硫化銅在近紅外光區(qū)域有一個(gè)較寬的吸收。隨著濃度增大，吸光度增大；
圖6b為本實(shí)施例制備的不同濃度親水性納米硫化銅在最高峰位置吸光度的線性圖。圖中線性相關(guān)度為0.99。
[0039]三、納米硫化銅同時(shí)作為光聲成像造影劑和光熱治療劑
所制備的納米硫化銅對(duì)近紅外光有強(qiáng)的光吸收和光熱轉(zhuǎn)化能力，可以同時(shí)作為光聲成像造影劑和光熱治療劑。實(shí)驗(yàn)方法:
瓊脂凝膠光聲成像:將2g瓊脂溶解在10mL水中，放入微波爐中加熱5min。然后在自制的圓柱體磨具中加入2滴瓊脂，再加入不同濃度的納米硫化銅溶液100 μ L，并攪拌均勻，在室溫下自然冷卻，得到含有納米硫化銅的瓊脂凝膠。將該瓊脂凝膠放在光聲儀器上掃描成像，采用的脈沖激光波長(zhǎng)為1064nm ；
水溶液升溫曲線:將2mL不同濃度的納米硫化銅水溶液置于石英比色皿中，從側(cè)向入射980nm近紅外激光，然后將熱電偶以垂直于激光光束方向插入石英比色皿中溶液液面之下，記錄5min內(nèi)水溶液溫度變化。另外，固定納米硫化銅濃度為50ppm，改變激光功率密度，得到納米硫化銅溶液隨著功率密度和時(shí)間的升溫曲線；
活體光聲成像:將荷瘤小鼠放在自制的實(shí)驗(yàn)臺(tái)上，采用氣體麻醉后，在注射材料之前采集注射前的腫瘤區(qū)域圖像。然后再通過尾靜脈注射納米硫化銅的磷酸鹽緩沖溶液，在不同時(shí)間間隔點(diǎn)(5s，lh, 4h, 24h)采集腫瘤區(qū)域的光聲信號(hào)圖像；
活體光熱治療:將24只荷瘤小鼠隨機(jī)分成四組:(a)空白組；(b)材料組；(c)激光(NIR)組；(d)材料+激光組。材料+激光組荷瘤小鼠靜脈注射納米硫化銅的磷酸鹽緩沖溶液24h后進(jìn)行麻醉，然后再采用980nm激光，功率密度為1.41WCHT1照射腫瘤區(qū)域5min。從四組中各取一只小鼠處死，取腫瘤組織做H&E切片觀察細(xì)胞壞死情況。其它小鼠繼續(xù)飼養(yǎng)，每?jī)商煊涗浤[瘤體積大小并拍照，用于觀察小鼠腫瘤生長(zhǎng)趨勢(shì)。
[0040]圖7為本實(shí)施例制備的親水性納米硫化銅的體外光聲成像信號(hào)圖。圖中直線為不同濃度納米硫化銅溶液在1064nm激光激發(fā)下的光聲信號(hào)值隨著濃度變化曲線，插圖為不同濃度納米硫化銅溶液包埋在瓊脂凝膠中的光聲信號(hào)圖。隨著濃度增加，光聲信號(hào)值線性增加，瓊脂凝膠的光聲信號(hào)亮度增大；
圖8a為本實(shí)施例制備的不同濃度親水性納米硫化銅，在980nm激光(功率密度為
1.411cm-1)照射下的升溫曲線。圖中所述納米硫化銅溶液隨著濃度增加，上升的溫度增大；圖8b為本實(shí)施例制備的親水性納米硫化銅溶液在濃度為50ppm，用不同功率密度激光輻照的升溫情況。圖中所述納米硫化銅溶液隨著功率密度增加，上升的溫度增大；
圖9為荷瘤裸鼠尾靜脈注射實(shí)施例1制備的納米硫化銅磷酸鹽緩沖液(10mg/Kg)后，再經(jīng)過不同處理后得到的腫瘤區(qū)域H&E染色光學(xué)顯微鏡圖片。其中，al為對(duì)照組，a2為注射材料組，a3為單純激光組，a4為注射材料并照射激光組。圖9a4中明顯觀察到了細(xì)胞壞死，而在圖9al_a3中沒有觀察到細(xì)胞壞死； 圖10為荷瘤裸鼠尾靜脈注射實(shí)施例1制備的納米硫化銅磷酸鹽緩沖液(10mg/Kg)后，再經(jīng)過不同處理后得到的抑瘤率曲線?？梢园l(fā)現(xiàn)，注射材料并照射激光組的小鼠腫瘤在短短兩天內(nèi)便被快速消融掉，并在16天內(nèi)無復(fù)發(fā)。而其它三組小鼠腫瘤仍然持續(xù)增長(zhǎng)。說明納米硫化銅具有良好的消除腫瘤的光熱治療效果；
圖11為荷瘤裸鼠尾靜脈注射實(shí)施例1制得的納米硫化銅磷酸鹽緩沖溶液(10mg/Kg)后，得到的五天體內(nèi)代謝曲線和對(duì)應(yīng)的EDS圖譜和TEM照片。其中，a為納米硫化銅在五天之內(nèi)的代謝情況，b為代謝后尿液中的顆粒的EDS圖譜，插圖為其TEM照片?？梢园l(fā)現(xiàn)，該納米硫化銅在五天之內(nèi)能夠通過糞便代謝出體內(nèi)，很少一部分能夠通過尿液排出。這大大提尚了材料的安全性。
[0041]綜上所述，本發(fā)明提供的納米硫化銅具有良好的水溶性和穩(wěn)定性，血液相容性和生物安全性，能夠在短時(shí)間內(nèi)排泄出體外，對(duì)血液和活體組織器官毒副作用小。而且具有強(qiáng)的光吸收和光熱轉(zhuǎn)化能力，既能作為光聲成像造影劑，又能作為光熱治療劑。這種單一化合物作為一種多功能的納米診療劑實(shí)現(xiàn)了集疾病術(shù)前診斷，術(shù)中監(jiān)控和術(shù)后療效評(píng)估一體化，有望在腫瘤或其它疾病治療中得到廣泛應(yīng)用。
【權(quán)利要求】
1.一種同時(shí)用作光聲成像造影劑和光熱治療劑的納米硫化銅診療劑，其特征在于，以被疏水性分子包裹的硫化銅納米點(diǎn)為內(nèi)核，并在所述內(nèi)核外包裹有一層兩親性分子，所述硫化銅納米點(diǎn)的粒徑< 10 nm。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米硫化銅診療劑，其特征在于，所述疏水性分子為具有還原性的有機(jī)溶劑，包括油胺、乙二胺、和苯胺中的至少一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的納米硫化銅診療劑，其特征在于，所述兩親性分子為磷脂聚乙二醇、巰基乙酸、巰基乙胺、巰基十一烷酸、和巰基聚乙二醇中的至少一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的納米硫化銅診療劑，其特征在于，所述磷脂聚乙二醇為含有功能化官能團(tuán)封端的磷脂聚乙二醇和/或甲氧基封端的磷脂聚乙二醇，所述功能化官能團(tuán)包括氨基、巰基、和羧基中的至少一種。
5.—種權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的納米硫化銅診療劑的制備方法，其特征在于，包括如下步驟: 1)將具有還原性的有機(jī)溶劑、單質(zhì)硫和Cu源相混合，進(jìn)行氧化還原反應(yīng)得到CuS，并同時(shí)使作為疏水性分子的所述有機(jī)溶劑分子包裹于CuS表面，從而得到被疏水性分子包裹的硫化銅納米點(diǎn)； 2)將得到的被疏水性分子包裹的硫化銅納米點(diǎn)分散于疏水性溶劑中，加入兩親性化合物，攪拌均勻后除去溶劑； 3)將步驟2)的產(chǎn)物溶解于水溶液中，過濾，即制得所述納米硫化銅診療劑。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，步驟I)中，所述Cu源為乙酰丙酮銅、硝酸銅、和醋酸銅中的至少一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的制備方法，其特征在于，步驟I)中，所述單質(zhì)硫和所述Cu源的摩爾量之比為1:1?2:1，所述單質(zhì)硫和所述具有還原性的有機(jī)溶劑的摩爾量之比為 1:2 ?1:4。
8.根據(jù)權(quán)利要求5至7中任一項(xiàng)所述的制備方法，其特征在于，步驟2)中，所述兩親性化合物和所述被疏水性分子包裹的硫化銅納米的摩爾量之比為2:3?2:5。
9.根據(jù)權(quán)利要求5至8中任一項(xiàng)所述的制備方法，其特征在于，步驟3)中，所述水溶液為磷酸鹽緩沖液或生理鹽水。
10.根據(jù)權(quán)利要求5至9中任一項(xiàng)所述的制備方法，其特征在于，步驟I)包括如下步驟: a)在40?100°C下，將單質(zhì)硫溶解于所述具有還原性的有機(jī)溶劑中得到溶液A; b)在溶液A中加入含所述Cu源和所述具有還原性的有機(jī)溶劑的溶液B，形成溶液C，并使溶液C在40?100°C反應(yīng)10?50分鐘； c)反應(yīng)完畢后，固液分離，洗滌分離出的固體，即得到被疏水性分子包裹的硫化銅納米點(diǎn)。
【文檔編號(hào)】A61K49/00GK104491882SQ201410843503
【公開日】2015年4月8日 申請(qǐng)日期:2014年12月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月25日
【發(fā)明者】牟娟, 陳航榕, 施劍林 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院上海硅酸鹽研究所