一种银铜纳米粒的制备及在炎性疾病中的应用

1.本发明涉及纳米材料应用技术领域，特别提供银铜纳米粒的制备，该纳米粒具备化学-光热-光动力治疗，可以用于炎性疾病的应用。


背景技术：

2.光动力治疗是利用光动力效应进行疾病治疗的一种技术。早在20世纪50年代，就有研究者将光动力疗法(pdt)应用于肿瘤的治疗。在特定波长的激光照射下，组织吸收的光敏剂受到激发，而激发态的光敏剂将能量转化为活性氧，使细胞受损乃至死亡。pdt介导的癌症治疗具有治疗易于控制、部位精确、无创且副作用小等优势。不幸的是，pdt依赖氧气的参与才能发生反应，而缺氧实体肿瘤微环境的特点之一，一些内部区域的o2浓度非常低(o2《5mmhg，大约7μm)。肿瘤缺氧导致pdt抗肿瘤效果明显降低，同时，660nm激光的低组织渗透性也限制pdt的临床应用。因此，pdt与其他由缺氧激活或不依赖氧气的治疗方式结合，可达到更好的肿瘤治疗效果。
3.光热治疗(ptt)和光动力学治疗(pdt)是近年来研究热点，两者发挥作用都不依赖于氧气，在肿瘤缺氧微环境中仍然能很好的发挥抗肿瘤效果，与pdt结合提高抗肿瘤效果。ptt的热效应还可以改变肿瘤微环境的温度，而温度会影响肿瘤部位的氧化和氧气扩散。温和的局部热疗可以加速肿瘤微环境中血液流动，使更多的氧合血红蛋白到达靶区，提供氧气，改善肿瘤缺氧微环境，辅助pdt发挥抗肿瘤作用。同时，ptt效应需要近红外区域的激光来引发反应，808nm的激光具有更好的组织穿透性，能到达更深的肿瘤区域，可以补充pdt的激光低组织渗透性引起的不足，从而增强pdt效应。此外，在化学动力学治疗(cdt)利用类芬顿反应产生高细胞毒性的羟基自由基(
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oh)过程中，不需要外部能量激活反应。因而在穿透到肿瘤组织中发挥作用的过程中，可避免能量快速衰减带来的限制。肿瘤微环境中较正常组织而言，具有低ph和过氧化氢过表达 (浓度在100μm～1mm)的特点，
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oh仅在肿瘤部位产生，对正常组织伤害小。
4.然而，谷胱甘肽(gsh)在肿瘤微环境中过表达和具有高还原性，cdt的有效性受到与其相关的细胞抗氧化防御系统的限制。同时，肿瘤细胞中高浓度的还原性谷胱甘肽，会消耗pdt产生的单线态氧，导致pdt的效果减弱。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于解决传统治疗手段欠佳及单一肿瘤治疗方法难以达到理想肿瘤治疗效果的问题，提供一种具有光动力、光热及化学协同治疗功能的纳米材料。本发明提供一种银铜纳米材料，该纳米材料可对生物窗(600～900nm)的光响应，具有pdt、ptt和cdt性质，同时具备消耗谷胱甘肽的性质，用于肿瘤的协同治疗，增强治疗效果，具有转化应用的潜力。
6.本发明技术方案如下：
7.1、一种具有化学动力学治疗和光动力治疗性质的银铜纳米粒的制备及应用，其包
括以下步骤：
8.(1)将银离子溶液加入烧瓶中再加入纯化水和磁力搅拌子，在磁力搅拌的条件下依次加入高分子溶液、聚羧酸盐阴离子，反应一段时间后加入还原剂，常温下反应1.5h得到黄色的银纳米溶液。
9.(2)向步骤(1)制备的黄色银纳米溶液中加入过氧化氢，常温反应一段时间得到蓝色的银纳米溶液。
10.(3)向蓝色的银纳米溶液中加入铜离子溶液，反应一段时间制得银铜纳米粒
11.步骤(1)中的银离子溶液为硝酸银溶液；高分子溶液为聚氧乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇和聚乙烯醇中的一种；聚羧酸盐阴离子为柠檬酸钠；还原剂为硼氢化钠
12.步骤(1)中过氧化氢和银盐的摩尔比为0.00644：1
13.步骤(3)中铜离子溶液由硝酸铜配制，其摩尔浓度为100μmol/l
14.银铜纳米粒具有光动力治疗、光热治疗和化学动力学治疗性质，可通过上述性质治疗炎症疾病，特别是在肿瘤治疗领域。
15.有益效果
16.本发明银铜纳米粒可以对600～900nm激光响应，具备光动力、光热和化学动力学治疗的能力，三种治疗方式协同发挥作用，可以克服单一治疗方式缺陷造成的治疗效果差的特点，具有更优秀的炎症疾病治疗效果，特别是在肿瘤治疗中具有优势。同时材料与谷胱甘肽反应，突破细胞抗氧化防御系统的限制，进一步提高光动力和化学动力学治疗效果。此外，这光动力、光热和化学动力学治疗方式可以在肿瘤局部杀伤肿瘤细胞、抑制肿瘤生长，与传统治疗方式相比，降低对正常组织器官的影响，减少毒副作用，具有应用的潜力。
附图说明
17.图1为本发明银铜纳米粒的tme图；
18.图2为本发明银纳米中掺杂不同金属的紫外-可见吸收光谱；
19.图3为本发明银纳米中掺杂不同浓度铜离子的紫外-可见吸收光谱；
20.图4为本发明银铜纳米粒的光动力学性质；
21.图5为本发明银铜纳米粒的化学动力学性质；
22.图6为本发明银铜纳米粒消耗谷胱甘肽性质；
23.图7为本发明银铜纳米粒的光热性质。
具体实施方式
24.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，不能理解为对本发明保护范围的限制，本领域的技术熟练人员可以根据上述发明做出一些非本质的改进和调整。
25.以下实施例中所采用的仪器与设备如下：
26.紫外-可见分光光度计ultra 6600a(rigol，中国)；透射电子显微镜jem-1200ex tem (jeol，日本)；红外热成像相机(fotric 225s，美国)。
27.本发明的具体史实方式进一步详细描述如下：
28.实施例1
29.银铜纳米粒的制备：称取硝酸银4.25mg，用一定量的水溶解后加入至圆底烧瓶中，放入磁力搅拌子调节转速为500rpm，称取柠檬酸钠7.94mg和聚氧乙烯吡咯烷酮1.17mg后，依次加入至烧瓶中,再加入360μl过氧化氢溶液并加入纯化水使总体积为25ml。待混合液反应10min后，缓慢加入硼氢化钠溶液，然后反应10min后得到黄色的银纳米溶液。向黄色的银纳米溶液中加入过氧化氢，得到蓝色的银纳米溶液，然后再加入硝酸铜溶液，反应一段时间后，得到银铜纳米粒。
30.实施例2
31.以二苯基异苯并呋喃(dpbf)作为ag@cu激发1o2的指示剂，采用660nm激光促发光动力学反应。将1ml ag@cu溶液(100μg/ml,vethanol:vwater＝6:4)、h2o2(1m,0.5μl)和dpbf乙醇溶液(10mm,20μl)混合。将混合物在660nm(0.225w/cm2)激光照射15分钟。最后，利用紫外-可见光谱(λ＝420nm)检测dpbf的含量，验证1o2的生成。
32.实施例3
33.用亚甲蓝(mb)检测细胞外
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oh的生成。将100μl亚甲蓝水溶液(10μg/ml)加入等量的 ag@cu溶液中避光1h。在混合物中加入h2o2(1m,2μl)，用660nm激光(0.225w/cm2)辐照0、 5、10、20min。离心去除沉淀，上清液用紫外-可见光谱(λ＝665nm)测定。
34.实施例3
35.用紫外-可见光谱法检测gsh的消耗情况。去离子水中分别加入ag@cu溶液(0μg/ml、50 μg/ml、200μg/ml、400μg/ml)和gsh溶液(9.4mm、30μl)。之后，混合物保持在25℃30分钟，然后离心除去ag@cu。用紫外-可见光谱测定上清液的吸光谱。
36.实施例3
37.采用808nm激光(2.59w/cm2)照射浓度为0～500μg/ml的ag@cu水溶液10min后，利用红外热成像相机每隔30s检测温度并记录热成像，测量光热效应。