一种诊疗一体化纳米探针及其制备方法和应用

本发明属于生物医学纳米材料领域，具体涉及一种诊疗一体化纳米探针及其制备方法和应用。

背景技术：

1、肿瘤已经成为危害人类健康的顽疾之一。肿瘤潜伏时间长、发现时间晚、一般治疗预后差，给全社会造成了不小的经济负担及健康负担。早发现、早诊断、早治疗、早康复是提高肿瘤患者生存率及生存质量的关键。

2、传统的治疗方法包括手术、放疗和化疗，然而这些治疗方法疗效往往不佳。光热疗法（ptt）是一种新型的无创治疗方法，因其高特异性、可控性和无创性而引起了研究者的兴趣。目前，许多纳米材料如贵金属纳米材料、过渡金属氮化物/氧化物纳米结构、纳米碳和有机纳米剂等ptt已被深入开发与研究。且局部热疗可影响癌细胞dna的合成和修复，对癌细胞的蛋白质功能和细胞膜的流动性及稳定性也可造成一定损伤，最终导致癌细胞凋亡。总的来说，许多研究已经证明ptt在治疗癌症方面有巨大前景。

3、然而，在广泛使用ptt之前，有一个问题需要解决：热疗可以刺激肿瘤细胞释放活性氧（ros）和炎症因子（如白细胞介素（il-1）和白细胞介素-6（il-6），导致对周围正常组织造成严重损伤。肿瘤微环境中的炎症反应，不仅会增加肿瘤血管生成，提高机体耐药性，最近更有研究发现炎症与癌细胞的增殖和转移密切相关。为了避免ptt引起的副作用，通常会引入许多抗氧化剂或抗炎药物，如维生素、氢（h2；一种内源性气体）、一氧化碳、胡萝卜素、硒、聚多巴胺等。

4、氢气是目前最流行的抗氧化剂之一，它可以通过下调促炎细胞因子来抑制炎性组织坏死。氢疗具有治疗效率高、组织穿透能力强、副作用低的特点，随着临床试验的进展，氢疗也受到了越来越多的关注。有研究表明，协同氢热治疗不仅具有有效的抗肿瘤作用，而且具有抗炎作用。

5、mxenes是一类二维金属碳化物和氮化物，具有可调谐的电子、光学和催化特性。由于具有良好的生物相容性和低细胞毒性，mxenes已被探索用于生物医学应用，如抗菌、癌症诊断和治疗。由于含有丰富的低价态金属物质，少层或单层的mxenes对被氧化非常敏感，可作为抗氧化剂来防御氧化损伤，显示出ros清除活性，并具有减轻ros诱导的神经元和急性肾损伤的潜力。

6、因此，开发一种可以对肿瘤进行早期诊断，通过光热治疗抗炎、抗ros的新型纳米探针迫在眉睫。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种诊疗一体化纳米探针及其制备方法和应用。该纳米探针可通过光热治疗来抗炎、抗ros，同时可通过探针本身的光声性能及荧光特性做到双模态成像，有利于肿瘤的早期诊断。

2、本发明采用如下技术方案：

3、一种诊疗一体化纳米探针，所述纳米探针为ti3c2-bsa-cq4t-h2，以ti3c2为基础并包裹牛血清白蛋白外部负载荧光材料cq4t及h2。

4、进一步地，所述纳米探针结构分布均匀，粒径为50-75nm。

5、一种诊疗一体化纳米探针的制备方法，包括如下步骤：

6、s1：将ti3c2溶液置于冰水浴中，通入氮气，超声破碎；

7、s2：在步骤s1所得溶液中加入牛血清白蛋白溶液，室温搅拌；

8、s3：在步骤s2所得溶液中加入cq4t溶液，室温搅拌；

9、s4：将步骤s3所得溶液离心，pbs溶液洗涤；

10、s5：将h2通入s4所得溶液中，最终得到纳米探针。

11、进一步地，步骤s1中所述ti3c2溶液的浓度为1.25mg/ml，用量为8ml，超声破碎条件为：功率50~600w，破碎时长1~8h，工作模式为工作1~3s、停止1~6s；氮气通入流量为100~1000ml/min。

12、进一步地，步骤s2中所述牛血清白蛋白溶液的制作方法为：将牛血清蛋白溶解于pbs中，搅拌转速500~1000r/min，搅拌时间10~45min，终浓度为15mg/ml，用量为1ml；所述室温搅拌时间为2~20h。

13、进一步地，步骤s3中所述cq4t溶液的溶剂为pbs，cq4t溶液的浓度为0.05~0.4mg/ml，用量为1ml；所述室温搅拌时间为30min~8h。

14、进一步地，步骤s4中离心条件为：速度1000~8000r/min，时间5~30min/次。

15、进一步地，步骤s5中通入h2流量为500ml/min，时间5~50min。

16、一种如上所述的纳米探针在制备骨转移瘤的诊疗一体化纳米试剂中的应用。

17、本发明的有益效果如下：

18、1. 本发明公开了一种诊疗一体化纳米探针，该纳米探针在实体瘤区域具有epr效应，可在肿瘤微酸环境中响应并特异性释放出h2。

19、2. 本发明纳米探针所包含的cq4t是一种新型的在近红外二区荧光材料，可实现材料对肿瘤区域的荧光成像。

20、3. 本发明ti3c2具有良好的光声信号及光热性能，可以实现对肿瘤区域的光声成像，对肿瘤局部可以进行光热治疗有效杀伤癌细胞，且具有清除ros的能力。

21、4. 本发明中h2作为气体还原剂可以降低肿瘤局部的ros，且具有抗炎的作用，可降低肿瘤产生的多种炎性因子，降低ros及炎症因子对机体的不良影响，降低肿瘤的转移几率。

技术特征：

1.一种诊疗一体化纳米探针，其特征在于：所述纳米探针为ti3c2-bsa-cq4t-h2，以ti3c2为基础并包裹牛血清白蛋白外部负载荧光材料cq4t及h2。

2.根据权利要求1所述的一种诊疗一体化纳米探针，其特征在于：所述纳米探针结构分布均匀，粒径为50-75nm。

3.一种如权利要求1或2所述的诊疗一体化纳米探针的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

4.根据权利要求3所述的一种诊疗一体化纳米探针的制备方法，其特征在于：步骤s1中所述ti3c2溶液的浓度为1.25mg/ml，用量为8ml，超声破碎条件为：功率50~600w，破碎时长1~8h，工作模式为工作1~3s、停止1~6s；氮气通入流量为100~1000ml/min。

5.根据权利要求3所述的一种诊疗一体化纳米探针的制备方法，其特征在于：步骤s2中所述牛血清白蛋白溶液的制作方法为：将牛血清蛋白溶解于pbs中，搅拌转速500~1000r/min，搅拌时间10~45min，终浓度为15mg/ml，用量为1ml；所述室温搅拌时间为2~20h。

6.根据权利要求3所述的一种诊疗一体化纳米探针的制备方法，其特征在于：步骤s3中所述cq4t溶液的溶剂为pbs，cq4t溶液的浓度为0.05~0.4mg/ml，用量为1ml；所述室温搅拌时间为30min~8h。

7.根据权利要求3所述的一种诊疗一体化纳米探针的制备方法，其特征在于：步骤s4中离心条件为：速度1000~8000r/min，时间5~30min/次。

8.根据权利要求3所述的一种诊疗一体化纳米探针的制备方法，其特征在于：步骤s5中通入h2流量为500ml/min，时间5~50min。

9.一种如权利要求1或2所述的纳米探针在制备骨转移瘤的诊疗一体化纳米试剂中的应用。

技术总结本发明的目的在于提供一种诊疗一体化纳米探针及其制备方法和应用，属于生物医学纳米材料领域，本发明所用纳米探针为Ti<subgt;3</subgt;C<subgt;2</subgt;‑BSA‑CQ4T‑H<subgt;2</subgt;，是以Ti<subgt;3</subgt;C<subgt;2</subgt;为基础并包裹牛血清白蛋白外部负载荧光材料CQ4T及H<subgt;2</subgt;。本发明提供了一种诊疗一体化纳米探针及其制备方法和应用，该纳米探针可通过光热治疗抗炎、抗ROS，同时可通过探针本身的光声性能及荧光特性做到双模态成像，有利于肿瘤的早期诊断，对肿瘤的早发现、早诊断、早治疗、早康复有重要意义。技术研发人员：郑子良,张瑞平,李金轩,吴华,代蓉,康伟伟,郜梦婷,刘琴受保护的技术使用者：山西医科大学技术研发日：技术公布日：2024/6/13