CN105770893A - 一种铋基复合纳米材料及其肿瘤诊断与治疗应用 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种铋基纳米材料，所述铋基纳米材料包括核心材料A以及与所述核心材料A复合在一起的稳定剂B。本发明还公开了所述铋基纳米材料的组合物及其制备方法和应用。本发明的铋基纳米材料可用于制备肿瘤光动力、光热、声动力等多模诊疗联用药物组合物，或作为肿瘤药物的载体等。

Description

一种铋基复合纳米材料及其肿瘤诊断与治疗应用

技术领域

本发明涉及医药技术领域，具体地涉及一种铋基纳米材料，该材料可用于制备肿瘤光动力、光热、声动力、X光或CT造影增强等多模诊疗联用药物组合物，或作为肿瘤药物的载体等。

背景技术

光动力治疗(PhotodynamicTherapy，PDT)和光热治疗(PhotothermalTherapy，PTT)是两种新的肿瘤治疗模式。光动力治疗的基本原理是在可见光、近红外或者紫外光激发下，通过激发态光敏物质的退激产生光生自由基，对癌细胞产生直接的细胞毒性或者通过破坏血管网的方式使癌细胞凋零。光热治疗是通过局部激光照射，肿瘤部位的光热材料吸收光子能量跃迁到高能态，在向低能态无辐射跃迁的过程中产生热能，通过局部高温杀死肿瘤细胞。该两种方法都具有治疗效果好、选择性高、副作用低等特点，因此是肿瘤治疗的热点研究领域。

基于肿瘤光动力或光热治疗的原理，寻找生物相容性好、吸收性能强、光敏化效率高或光热转化效率高、稳定性好的治疗用纳米材料是肿瘤光动力/光热治疗的重点研究方向，而发展多功能、多模式肿瘤治疗材料则是该领域的发展趋势。

光动力/光热治疗属于无创的肿瘤局部治疗技术，借助医学成像手段，对肿瘤进行精确的成像定位，是提高肿瘤治疗准确性的重要因素之一。

因此，本领域迫切需要发展性能更优异的肿瘤治疗材料，尤其是适用于光动力/光热治疗的材料。

发明内容

本发明的目的在于提供一种性能更优异的适用于肿瘤光动力/光热治疗的材料，该材料生物相容性好、吸收性能强、光敏化效率高、光热转化效率高、和/或稳定性好。

在本发明的第一方面，提供了一种铋基纳米材料，所述铋基纳米材料包括核心材料A以及与所述核心材料A复合在一起的稳定剂B，

其中，所述核心材料A包括铋氧酰类纳米材料，或所述铋氧酰类纳米材料与选自下组的材料C进行复合所形成的复合材料：磁性纳米材料、上转换发光纳米材料、超声造影材料、荧光材料、靶向分子、药物、有机光敏剂、或其组合；

并且所述稳定剂B选自下组：有机高分子聚合物、脂质体、微泡、白蛋白纳米球、甘露醇、柠檬酸、柠檬酸盐、或其组合。

在另一优选例中，所述稳定剂B包覆/包埋或基本包覆/包埋所述的核心材料A。

在另一优选例中，所述铋基纳米材料中的所述稳定剂B还含有用于进行进一步修饰或反应的官能团。

在另一优选例中，所述稳定剂B选自下组：聚乙二醇、功能化聚乙二醇、聚丙烯酸、葡聚糖、羧基葡聚糖、聚乙烯亚胺、聚乙烯胺、聚苯乙烯磺酸钠、聚马来酰胺、聚马来酸、羧甲基壳聚糖、羧甲基淀粉、羧甲基葡聚糖、聚乳酸、聚乳酸-羟基乙酸、脂质体、白蛋白纳米球、聚乙烯基吡咯烷酮、甘露醇、柠檬酸、柠檬酸盐、F127、Brij56、或其组合。

在另一优选例中，所述有机高分子聚合物的聚合单体选自下组：C2-C10的不饱和醇、酸或胺、C2-C12的多羟基化合物、乳酸、羟基乙酸、或其组合。

在另一优选例中，所述复合为物理负载和/或化学修饰。

在另一优选例中，所述磁性纳米材料选自下组：Fe₃O₄纳米材料、γ-Fe₂O₃纳米材料、CoFe₂O₄纳米材料、ZnFe₂O₄纳米材料、NiFe₂O₄纳米材料、MnFe₂O₄纳米材料、Gd₂O₃纳米材料、或其组合。

在另一优选例中，所述上转换发光纳米材料选自下组：NaYF₄:Er³⁺/Yb³⁺纳米材料、NaYF₄:Yb³⁺/Tm³⁺纳米材料、NaYF₄:Tm³⁺/Er³⁺纳米材料、NaYF₄:Yb³⁺/Tm³⁺/Er³⁺、NaGdF₄:Yb³⁺/Tm³⁺/Er³⁺纳米材料、或其组合。

在另一优选例中，所述超声造影材料选自下组：高分子微泡、磷脂微泡、蛋白微泡、氟碳液体纳米颗粒、或其组合。

在另一优选例中，所述荧光材料选自下组：有机荧光染料分子(如茜素红、罗丹明、吲哚菁绿、花青素、柠檬酸类聚合物、Cy5.5、Cy7等)、无机荧光材料(如碳点)、贵金属荧光纳米材料(如小粒径金、小粒径银)、自发荧光白蛋白纳米球、或其组合。

在另一优选例中，所述肿瘤靶向分子选自下组：叶酸、氨甲蝶呤、氨基蝶呤、RGD肽(精氨酰-甘氨酰-天冬氨酸)、cRGD肽、iRGD肽、血管内皮生长因子(VEGF)、神经多肽(NPY)、肿瘤特异性抗体、或其组合。

在另一优选例中，所述药物选自下组：阿霉素、紫杉醇中的一种或多种。

在另一优选例中，所述有机光敏剂选自下组：卟啉及其衍生物、Temoporfin、TOOKAD、Motexafinlutetium、Ce6、ZnPcS₄以及AlPcS₄的一种或多种。

在另一优选例中，所述铋氧酰类纳米材料选自下组：BiOF、BiOCl、BiOI、BiOBr、或其组合。

在另一优选例中，所述铋氧酰类纳米材料为BiOCl或含有BiOCl。

在另一优选例中，所述铋基纳米材料具有单层或多层纳米片状结构、球形纳米结构、球形纳米花结构。

在另一优选例中，所述的铋氧酰类纳米材料具有铋和/或氧缺陷。

在另一优选例中，所述的铋氧酰类纳米材料不具有铋和/或氧缺陷。

在另一优选例中，所述铋基纳米材料选自下组：白BiOCl纳米片(具有紫外光吸收性能)、黑BiOCl纳米片(具有紫外光、可见光与近红外光吸收性能)、或其组合。

在另一优选例中，所述铋基纳米材料为黑BiOCl材料。

在另一优选例中，所述铋基纳米材料的厚度为0.5nm-100nm，较佳地为≤10nm；和/或

所述铋基纳米材料的长度或宽度小于≤1μm，较佳地为≤100nm。

在另一优选例中，所述铋基纳米材料具有选自下组的一个或多个特征：

(1)所述铋基纳米材料在水溶液或生理溶液中稳定；

在另一优选例中，所述生理溶液选自下组：磷酸盐缓冲液、血清、生理盐水、蛋白溶液。

在另一优选例中，所述稳定指所述铋基纳米材料在所述溶液中不发生明显的团聚。

在另一优选例中，所述的“不发生明显的团聚”指所述的复合纳米材料在水溶液中不发生透射电镜可检测到的团聚。

(2)所述铋基纳米材料的平均水合粒径为≤1μm，较佳地为≤400nm，更佳地为≤200nm；

(3)所述铋基纳米材料是生物相容的；

(4)所述铋基纳米材料在浓度为≤500μg/mL的情况下，材料本身对细胞生长没有明显抑制。

在另一优选例中，所述的“没有明显抑制”指对细胞生长的抑制率为≤20％，较佳地为≤15％。

在另一优选例中，所述的铋基纳米材料在紫外光、可见光和/或近红外区具有光吸收。

在另一优选例中，所述的铋基纳米材料能够将吸收的光能转换为热能；较佳地，所述的铋基纳米材料的光热转换效率为≥10％，较佳地为≥20％，更佳地为≥30％。

在本发明的第二方面，提供了一种组合物，所述组合物包括：

本发明第一方面所述的铋基纳米材料；和

药学上可接受的载体。

在另一优选例中，所述的组合物包括药物组合物，尤其是治疗用药物组合物和诊断用药物组合物。

在另一优选例中，所述的药物组合物包括液体制剂或注射剂。较佳地，所述的药物注射剂为静脉注射剂。

在另一优选例中，所述的药学上可接受的载体是生理盐水。

在另一优选例中，所述药物的施用对象为哺乳动物，优选人类。

在另一优选例中，所述药物的剂型为注射剂。

在另一优选例中，所述药物组合物的给药方式包括：口服、静脉给药、肌肉给药、皮下给药、瘤内给药或腔内给药，优选为口服、静脉给药、瘤内给药。

在本发明的第三方面，提供了一种本发明第一方面所述的铋基纳米材料的制备方法，包括以下步骤：

(a)提供一核心材料A，所述核心材料A包括铋氧酰类纳米材料，或所述铋氧酰类纳米材料与选自下组的材料C进行复合所形成的复合材料：磁性纳米材料、上转换发光纳米材料、超声造影材料、荧光材料、靶向分子、药物、有机光敏剂、或其组合；

(b)将所述的核心材料A与稳定剂B进行反应，从而形成本发明第一方面所述的铋基纳米材料，

其中，所述稳定剂B选自下组：有机高分子聚合物、脂质体、微泡、白蛋白纳米球、甘露醇、柠檬酸、柠檬酸盐、或其组合。

在另一优选例中，在步骤(a)之前还包括通过以下步骤制备所述的复合材料：

将所述的铋氧酰类纳米材料分散在溶剂中，并与所述材料C进行复合，形成所述的复合材料。

在另一优选例中，所述复合为物理负载和/或化学修饰。

在本发明的第四方面，提供了一种本发明第二方面所述组合物的制备方法，包括以下步骤：

(a)提供本发明第一方面所述的铋基纳米材料；

(b)将所述的铋基纳米材料与药学上可接受的载体进行混合，从而形成本发明第二方面所述的组合物。

在本发明的第五方面，提供了一种本发明第一方面所述的铋基纳米材料或本发明第二方面所述的组合物的用途，用于选自下组的一种或多种用途：

(1)制备肿瘤治疗的光动力和/或光热治疗和/或化疗用药物组合物；

(2)制备肿瘤治疗的化疗用药物组合物；

(3)制备肿瘤治疗的声动力治疗用药物组合物；

(4)制备肿瘤成像造影剂；

(5)制备多模诊疗联用药物组合物。

在另一优选例中，所述的肿瘤选自下组：脑癌、肾癌、乳腺癌、肺癌、卵巢癌、子宫癌、宫颈癌和前列腺癌。

在本发明的第六方面，提供了一种非治疗性地体外抑制细胞的方法，包括步骤：将所述的铋基纳米材料施用于待抑制的细胞后，并对所述待抑制的细胞进行紫外、可见光和/或近红外照射。

在另一优选例中，所述的细胞包括肿瘤细胞。

在本发明的第七方面，提供了一种肿瘤治疗方法，所述方法包括：对待治疗的对象施用治疗有效量的本发明第一方面所述的铋基纳米材料。

在另一优选例中，所述方法还包括：对待治疗对象的肿瘤部位进行紫外、可见光和/或近红外光照射。

在另一优选例中，所述的对象包括哺乳动物(如人)。

在本发明的第八方面，提供了一种产品，所述产品含有本发明第一方面所述的铋基纳米材料或者由本发明第一方面所述的铋基纳米材料制成。

在另一优选例中，所述产品是造影剂。

应理解，在本发明范围内中，本发明的上述各技术特征和在下文(如实施例)中具体描述的各技术特征之间都可以互相组合，从而构成新的或优选的技术方案。限于篇幅，在此不再一一累述。

附图说明

图1是本发明实施例2所制备的白BiOCl纳米片的透射电镜结果和超分辨结果。

图2是本发明实施例4所制备的黑BiOCl纳米片的透射电镜结果。

图3是本发明实施例4所制备的黑BiOCl纳米片的XRD结果。

图4是本发明实施例3、4所制备的白和黑BiOCl纳米片的紫外-可见吸收光谱。

图5是本发明实施例2所制备的白BiOCl纳米片在水中的粒径分布图。

图6是本发明实施例4所制备的黑BiOCl纳米片在水中的粒径分布图。

图7是本发明实施例3、4所制备的白和黑BiOCl纳米片纳米材料对人乳腺癌细胞MCF-7的细胞毒性实验结果(实施例17)。

图8是本发明实施例7制得的黑BiOCl-PEG-FA-DOX在808nm、2W/cm²的近红外光照射下，对人乳腺癌细胞MCF-7的光热/化学药物协同治疗效果(实施例18)。

图9是本发明实施例10制得的黑BiOCl-Fe₃O₄-PEG复合纳米材料在808nm、2W/cm²的近红外光照射下，对人乳腺癌细胞荷瘤小鼠的光热治疗的肿瘤相对体积和小鼠重量的变化图，其中V指不同天的肿瘤体积，V₀指肿瘤的初始体积(实施例18)。

图10是本发明实施例10制得的黑BiOCl-Fe₃O₄-PEG复合纳米材料在808nm、2W/cm²的近红外光照射下，对人乳腺癌细胞荷瘤小鼠的光热治疗的实物图(实施例18)。

具体实施方式

本发明人经过长期而深入的研究，意外地制备了一类结构新颖的铋基纳米材料。实验表明，所述铋基纳米材料可有效结合肿瘤化疗药物或有机光敏剂等治疗或检测活性物质，从而制得生物相容性好、吸收性能强、光敏化效率高或光热转化效率高、稳定性好的多模式诊疗联用药物。本发明的所述铋基纳米材料可用于恶性肿瘤的光动力治疗、光热治疗、声动力治疗、化疗及多模式协同治疗、生物医学成像诊断与可视化治疗等等多种用途。基于上述发现，本发明人完成了本发明。

术语

如本文所用，术语“铋基纳米材料”、“复合纳米材料”、“核心材料A-稳定剂B复合材料”和“核心材料-稳定剂复合材料”以及“A-B复合材料”可以互换使用，均指包括核心材料A以及与所述核心材料A复合在一起的稳定剂B的复合材料，其中，所述核心材料A包括铋氧酰类纳米材料，或所述铋氧酰类纳米材料与选自下组的材料进行复合所形成的复合材料：磁性纳米材料、上转换发光纳米材料、超声造影材料、荧光材料、靶向分子、药物、有机光敏剂、或其组合；并且所述稳定剂B选自下组：有机高分子聚合物、脂质体、微泡、白蛋白纳米球、甘露醇、柠檬酸、柠檬酸盐、或其组合。

术语“复合”是指两种材料以任意本领域已知的方法进行结合，例如物理负载(或搭载)，或者化学偶联等形式。

术语“C2-C10的不饱和醇、酸或胺”指具有2-10个碳原子，且结构中存在C-C双键的醇、酸或胺类，如丙烯酸、乙烯亚胺、乙烯胺、马来酸，或类似化合物。

术语“C2-C12的多羟基化合物”指具有2-12个碳原子，且结构中存在一个以上羟基的化合物，如乙二醇、丙三醇、糖类等。

核心材料

可用于制备本发明铋基纳米材料的核心材料A包括铋氧酰类纳米材料，或所述铋氧酰类纳米材料与选自下组的材料进行复合所形成的复合材料：磁性纳米材料、上转换发光纳米材料、超声造影材料、荧光材料、靶向分子、药物、有机光敏剂、或其组合。

具体地，所述铋氧酰类纳米材料选自下组：BiOF、BiOCl、BiOI、BiOBr、或其组合。

典型地，所述铋氧酰类纳米材料为BiOCl或含有BiOCl。

具体地，所述铋氧酰类纳米材料与选自下组的材料进行复合形成核心材料A：磁性纳米材料、上转换发光纳米材料、超声造影材料、荧光材料、靶向分子、药物、有机光敏剂、或其组合。

应理解，所述复合为物理负载和/或化学修饰。

在本发明的优选例中，所述磁性纳米材料选自下组：Fe₃O₄纳米材料、γ-Fe₂O₃纳米材料、CoFe₂O₄纳米材料、ZnFe₂O₄纳米材料、NiFe₂O₄纳米材料、MnFe₂O₄纳米材料、Gd₂O₃纳米材料、或其组合。

在本发明的优选例中，所述上转换发光纳米材料选自下组：NaYF₄:Er³⁺/Yb³⁺纳米材料、NaYF₄:Yb³⁺/Tm³⁺纳米材料、NaYF₄:Tm³⁺/Er³⁺纳米材料、NaYF₄:Yb³⁺/Tm³⁺/Er³⁺、NaGdF₄:Yb³⁺/Tm³⁺/Er³⁺纳米材料、或其组合。

在本发明的优选例中，所述超声造影材料选自下组：高分子微泡、磷脂微泡、蛋白微泡、氟碳液体纳米颗粒、或其组合。

在本发明的优选例中，所述荧光材料选自下组：有机荧光染料分子(如茜素红、罗丹明、吲哚菁绿、花青素、柠檬酸类聚合物、Cy5.5、Cy7等)、无机荧光材料(如碳点)、贵金属荧光纳米材料(如小粒径金、小粒径银)、自发荧光白蛋白纳米球、或其组合。

在本发明的优选例中，所述肿瘤靶向分子选自下组：叶酸、氨甲蝶呤、氨基蝶呤、RGD肽(精氨酰-甘氨酰-天冬氨酸)、cRGD肽、iRGD肽、血管内皮生长因子(VEGF)、神经多肽(NPY)、肿瘤特异性抗体、或其组合。

在本发明的优选例中，所述药物选自下组：阿霉素、紫杉醇中的一种或多种。

在本发明的优选例中，所述有机光敏剂选自下组：卟啉及其衍生物、Temoporfin、TOOKAD、Motexafinlutetium、Ce6、ZnPcS₄以及AlPcS₄的一种或多种。

稳定剂

可用于制备本发明铋基纳米材料的稳定剂B没有特别限制，可采用本领域中常规的种类。代表性的例子包括(但并不限于)：有机高分子聚合物、脂质体、微泡、白蛋白纳米球、甘露醇、柠檬酸、柠檬酸盐、或其组合。

应理解，在本发明的铋基纳米材料中，所述的稳定剂的种类是一种或多种。

更佳地，所述铋基纳米材料中的所述稳定剂B还含有用于进行进一步修饰或反应的官能团。

典型地，所述稳定剂选自下组：聚乙二醇、功能化聚乙二醇、聚丙烯酸、葡聚糖、羧基葡聚糖、聚乙烯亚胺、聚乙烯胺、聚苯乙烯磺酸钠、聚马来酰胺、聚马来酸、羧甲基壳聚糖、羧甲基淀粉、羧甲基葡聚糖、聚乳酸、聚乳酸-羟基乙酸、脂质体、白蛋白纳米球、聚乙烯基吡咯烷酮、甘露醇、柠檬酸、柠檬酸盐、F127、Brij56、或其组合。

具体地，所述有机高分子聚合物的聚合单体选自下组：C2-C10的不饱和醇、酸或胺、C2-C12的多羟基化合物、乳酸、羟基乙酸、或其组合。

铋基纳米材料

由于发展一种具有增强肿瘤组织医学成像信号功能的治疗用纳米材料，对提高肿瘤部位的成像灵敏度，从而增强肿瘤治疗的准确性，显得非常必要。此外，以治疗用纳米材料为载体，搭载抗肿瘤化疗药物或有机光敏剂，从而形成多模式治疗试剂，实现化疗与光动力/光热的协同治疗，可极大地提高恶性肿瘤的治疗效果。

在肿瘤光动力或光热治疗材料方面，金属氧酰类化合物纳米材料BiOX(X＝F、Cl、Br、I)及具有铋和/或氧缺陷的黑BiOX，由于具有优良的光催化性能及光吸收性能，有望成为一种潜在的肿瘤光动力或光热治疗材料。由于基于铋元素材料本身的超声敏化作用，还能有望成为一种潜在的声动力治疗材料。此外基于铋元素材料对X射线的强吸收能力，可望成为一种X射线或计算机断层扫描成像(CT)的造影增强剂。经过广泛的文献调研，本发明提出以纳米级的白BiOX或黑BiOX为核心材料、或复合其他具有增强医学成像信号功能的纳米材料、搭载肿瘤化疗药物或有机光敏剂，形成复合纳米材料，用于恶性肿瘤的光动力治疗、光热治疗、声动力治疗、化疗及多模式协同治疗以及生物医学成像诊断等。此外，本发明所制备的复合纳米材料还可用于恶性肿瘤的诊断与可视化治疗。

在本发明中，所述稳定剂包覆/包埋或基本包覆/包埋所述的核心材料A。

具体地，所述铋基纳米材料具有单层或多层纳米片状结构。

在另一优选例中，所述的铋氧酰类纳米材料具有铋和/或氧缺陷。

在另一优选例中，所述的铋氧酰类纳米材料不具有铋和/或氧缺陷。

典型地，所述铋基纳米材料的厚度为0.5nm-100nm，较佳地为≤10nm；和/或

所述铋基纳米材料的长度或宽度小于≤1μm，较佳地为≤100nm。

更佳地，所述铋基纳米材料包括片状、球状、球花状。

典型地，所述铋基纳米材料包括白色纳米片状、黑色纳米片状、或其组合。

所述铋基纳米材料代表性的例子包括(但并不限于)：具有紫外光吸收性能白BiOCl纳米片、具有紫外光、可见光与近红外光吸收性能黑BiOCl纳米片、或其组合。

典型地，所述铋基纳米材料为黑BiOCl材料。

在本发明中，所述铋基纳米材料具有选自下组的一个或多个特征：

(1)所述铋基纳米材料在水溶液或生理溶液中稳定；

所述生理溶液选自下组：磷酸盐缓冲液、血清、生理盐水、蛋白溶液。

所述稳定指所述铋基纳米材料在所述溶液中不发生明显的团聚。

所述的“不发生明显的团聚”指所述的复合纳米材料在水溶液中不发生透射电镜可检测到的团聚。

(2)所述铋基纳米材料的平均水合粒径为≤1μm，较佳地为≤400nm，更佳地为≤200nm；

(3)所述铋基纳米材料是生物相容的；

(4)所述铋基纳米材料在浓度为≤500μg/mL的情况下，材料本身对细胞生长没有明显抑制。

具体地，所述的“没有明显抑制”指对细胞生长的抑制率为≤20％，较佳地为≤15％。

典型地，所述的铋基纳米材料在紫外光、可见光和/或近红外区具有光吸收。

在本发明中，所述的铋基纳米材料能够将吸收的光能转换为热能；较佳地，所述的铋基纳米材料的光热转换效率为≥10％，较佳地为≥20％，更佳地为≥30％。

铋基纳米材料的制备方法

本发明还提供了一种制备本发明铋基纳米材料的方法。

通常，所述方法包括如下步骤：

(a)提供一核心材料A，所述核心材料A包括铋氧酰类纳米材料，或所述铋氧酰类纳米材料与选自下组的材料C进行复合所形成的复合材料：磁性纳米材料、上转换发光纳米材料、超声造影材料、荧光材料、靶向分子、药物、有机光敏剂、或其组合；

(b)将所述的核心材料A与稳定剂B进行反应，从而形成所述的铋基纳米材料，

其中，所述稳定剂B选自下组：有机高分子聚合物、脂质体、微泡、白蛋白纳米球、甘露醇、柠檬酸、柠檬酸盐、或其组合。

在另一优选例中，在步骤(a)之前还包括通过以下步骤制备所述的复合材料：

将所述的铋氧酰类纳米材料分散在溶剂中，并与所述材料C进行复合，形成所述的复合材料。

在另一优选例中，所述复合为物理负载和/或化学修饰。

在本发明的优选例中，一种代表性的铋基纳米材料的制备方法为：在水中，加入原料A、原料B和原料C，于120-300℃温度下进行反应，反应完全之后，分离得到所述的铋基纳米材料(例如，白BiOCl纳米片)，所述的原料A为铋盐中的一种，原料B为氟化物、氯化物、碘化物、溴化物中的一种，原料C为甘露醇、聚乙烯基吡咯烷酮、葡聚糖中的至少一种，反应时间一般为1-6小时。

在本发明的优选例中，一种代表性的铋基纳米材料的制备方法为：在有机溶剂A中，加入原料B，于70-250℃温度下进行反应，反应完全之后，分离得到铋基材料，分散在有机溶剂C中，再用原料D进行相转移，分离得到所述的铋基纳米材料(例如，白BiOCl纳米片)。所述的有机溶剂A优选为C1～C4低级醇、油酸、油胺中至少一种，原料B为铋盐中的一种，有机溶剂C优选为正己烷、环己烷、二氯甲烷、三氯甲烷或乙醇中的一种或多种，原料D优选为F127、聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙二醇中的一种或多种，反应时间一般为1-6小时；

在本发明的优选例中，一种代表性的具有铋和/或氧缺陷的铋基纳米材料的制备方法为：将上述的铋基纳米材料分散在水中，在惰性气体保护的情况下，在紫外灯下照射，得到所述的具有铋和/或氧缺陷的铋基纳米材料(例如，黑BiOCl纳米片)。所述的惰性气体优选为氮气、氦气或氩气，紫外灯的波长范围优选为200nm-400nm，紫外灯的功率优选为10-1000w，反应时间优选为1-10小时。

在本发明的优选例中，一种代表性的具有铋和/或氧缺陷的铋基纳米材料的制备方法为：在有机溶剂A中，加入原料B，在惰性气体保护下，于70-250℃温度下进行反应，反应完全之后，分离得到铋基材料，分散在有机溶剂C中，再用原料D进行相转移，分离得到所述的铋基纳米材料(例如，黑BiOCl纳米片)。所述的有机溶剂A优选为C1～C4低级醇、油酸、油胺中至少一种，原料B为铋盐中的一种，有机溶剂C优选为正己烷、环己烷、二氯甲烷、三氯甲烷或乙醇中的一种或多种，原料D优选为F127、聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙二醇中的一种或多种，惰性气体优选为氮气、氦气或氩气，反应时间优选为1-6小时。

组合物及其制备方法

在本发明中，所述组合物包括：

所述的铋基纳米材料；和

药学上可接受的载体。

具体地，所述的组合物包括药物组合物，尤其是治疗用药物组合物和诊断用药物组合物。

典型地，所述的药物组合物包括液体制剂或注射剂。较佳地，所述的药物注射剂为静脉注射剂。

在优选例中，所述的药学上可接受的载体是生理盐水。

在优选例中，所述药物的施用对象为哺乳动物，优选人类。

在优选例中，所述药物的剂型为注射剂。

在优选例中，所述药物组合物的给药方式包括：口服、静脉给药、肌肉给药、皮下给药、瘤内给药或腔内给药，优选为口服、静脉给药、瘤内给药。

在本发明中，所述组合物的制备方法，包括以下步骤：

(a)提供所述的铋基纳米材料；

(b)将所述的铋基纳米材料与药学上可接受的载体进行混合，从而形成所述的组合物。

在另一优选例中，一种代表性的制备组合物的制备方法为：将步骤所述铋基纳米材料，分散在溶剂中，与所述磁性纳米材料、上转换发光纳米材料、超声造影材料、荧光材料、靶向分子，药物、有机光敏剂的一种或者多种，通过物理吸附或化学偶联的方式进行复合，再用稳定剂进行包裹。

在另一优选例中，所述铋基纳米材料直接用稳定剂进行包裹。

在另一优选例中，磁性纳米材料、上转换发光纳米材料、超声造影材料、荧光材料、靶向分子，药物、有机光敏剂与具有功能基团的稳定剂进行物理吸附或化学偶联。

铋基纳米材料和组合物的应用

在本发明中，所述组合物可用于：

(1)光动力、光热治疗、化疗、及光动力和/或光热治疗和/或化疗的协同治疗。

具体地，光动力治疗主要采用紫外光激发白BiOX纳米材料和黑BiOX纳米材料。

具体地，光热治疗主要采用近红外光激发黑BiOX纳米材料，实现光热治疗效果。

典型地，本发明铋基纳米材料通过化学偶联靶向分子实现主动靶向治疗。

典型地，本发明铋基纳米材料通过化学偶联或物理吸附肿瘤治疗药物，实现光动力和/或光热治疗与化疗的协同治疗；较佳地，所述的肿瘤治疗药物选自下组：阿霉素、紫杉醇的一种或多种。

典型地，本发明铋基纳米材料通过化学偶联或物理吸附有机光敏剂，实现近红外激发的光动力治疗，和/或光热治疗的协同治疗。

典型地，本发明铋基纳米材料通过化学偶联或物理吸附上转换发光纳米材料，实现近红外激发无机光敏剂材料的光动力和/或光热治疗的协同治疗。

(2)声动力治疗、及其与光动力和/或光热治疗和/或化疗的协同治疗。

(3)在上述(1)和(2)中所述的治疗用铋基纳米材料及组合物的基础上，基于铋元素材料对X射线的强吸收能力，实现对X射线或计算机断层扫描成像(CT)的造影增强成像功能。

(4)铋基纳米材料及其复合物的成像与治疗一体化。在上述(1)、(2)和(3)中所述的治疗用铋基纳米材料及其组合物的基础上，通过复合具有成像作用的材料，实现成像与治疗一体化。

具体地，本发明铋基纳米材料通过化学偶联或物理吸附磁性纳米材料，在治疗的同时，实现X射线成像和/或CT造影增强和/或MRI造影成像。

具体地，本发明铋基纳米材料通过化学偶联或物理吸附荧光材料，在治疗的同时，实现X射线成像和/或CT造影增强和/或单光子和/或多光子荧光成像。

具体地，本发明铋基纳米材料通过化学偶联或物理吸附上转换发光材料，在治疗的同时，实现X射线成像和/或CT造影增强和/或上转换发光荧光成像。

具体地，本发明铋基纳米材料通过化学偶联或物理吸附超声造影材料，在治疗的同时，实现X射线成像和/或CT造影增强和/或超声成像功能。

具体地，本发明铋基纳米材料通过化学偶联靶向分子实现主动靶向的治疗和成像。

使用本发明药物组合物可有效实现中晚期肿瘤的低毒抗肿瘤，并能同时借助MRI、CT或PET实现对抗肿瘤进程与抗肿瘤后恢复过程的实时监控。其中所述的癌症包括：脑癌、肾癌、乳腺癌、肺癌、卵巢癌、子宫癌、宫颈癌和前列腺癌。

本发明中，所述的药物含有有效量的本发明的组合物，药学上可接受的载体或赋性剂。

如本文所用，术语“含有”或“包括”包括了“包含”、“基本上由……构成”、和“由……构成”。如本文所用，术语“药学上可接受的”的成分是适用于人和/或动物而无过度不良副反应(如毒性、刺激和变态反应)的，即有合理的效益/风险比的物质。如本文所用，术语“有效量”是指可对人和/或动物产生功能或活性的且可被人和/或动物所接受的量。

如本文所用，术语“药学上可接受的载体”指用于治疗剂给药的载体，包括各种赋形剂和稀释剂。该术语指这样一些药剂载体：它们本身并不是必要的活性成分，且施用后没有过分的毒性。合适的载体是本领域普通技术人员所熟知的。在《雷明顿药物科学》(Remington’sPharmaceuticalSciences，MackPub.Co.，N.J.1991)中可找到关于药学上可接受的赋形剂的充分讨论。

本发明的药物剂型包括：液体制剂或注射剂。较佳地为注射剂。

本发明药物的施用对象为哺乳动物，优选人类。

在本发明的另一个优选例中，每天一次或多次施用本发明的药物或组合物，例如1、2、3、4、5或6次。其中给药途径包括但并不限于：口服给药，注射给药，腔内给药，透皮给药；优选的注射给药包括：静脉注射，肌肉注射，皮下注射，腔内注射。在施用本发明的药物或组合物时，具体剂量还应考虑给药途径、病人健康状况等因素，这些都是在熟练医师技能范围之内的。

非治疗性地体外抑制细胞的方法

在本发明中，所述的一种非治疗性地体外抑制细胞的方法，包括步骤：将所述的铋基纳米材料施用于待抑制的细胞后，并对所述待抑制的细胞进行紫外、可见光和/或近红外照射。

典型地，所述的细胞包括肿瘤细胞。

肿瘤治疗方法

在本发明中，还提供了一种肿瘤治疗方法，所述方法包括：对待治疗的对象施用治疗有效量的所述的铋基纳米材料。

典型地，所述方法还包括：对待治疗对象的肿瘤部位进行紫外、可见光和/或近红外照射。

具体地，所述的对象包括哺乳动物(如人)。

造影剂

在本发明中，还提供了一种产品，所述产品含有所述的铋基纳米材料或者由所述的铋基纳米材料制成。

在另一优选例中，所述产品是造影剂。

与现有技术相比，本发明具有以下主要优点：

(1)本发明提供了一种治疗恶性肿瘤的铋基纳米材料及其组合物的制备方法，该方法简单易行，成本低廉，利于工业化生产和市场推广。

(2)使用本发明提供的铋基纳米材料制备的药物组合物可以实现多种模式的治疗，如光动力治疗、光热治疗、声动力治疗及化学药物联合治疗。

(3)使用本发明提供的铋基纳米材料制备的药物组合物能够在治疗的同时，实现CT成像、磁共振成像、荧光成像及超声成像等医学成像，可以用于恶性肿瘤的诊断与可视化治疗。

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件或按照制造厂商所建议的条件。除非另外说明，否则百分比和份数按重量计算。

除非另行定义，文中所使用的所有专业与科学用语与本领域熟练人员所熟悉的意义相同。此外，任何与所记载内容相似或均等的方法及材料皆可应用于本发明方法中。文中所述的较佳实施方法与材料仅作示范之用。

实施例1：水热法薄白BiOCl纳米片的制备

取0.48g五水合硝酸铋，溶于25mL0.1M的甘露醇水溶液中，磁力搅拌10分钟。取5mL的饱和氯化钠水溶液，缓慢加入上述混合物中，磁力搅拌10分钟，然后放入50mL的反应釜中，在160℃温度下反应3小时，自然冷却到室温，200W超声波分散30分钟，得到薄白BiOCl纳米片。自然沉淀一晚上，去除大颗粒BiOCl，然后通过离心和水的多次洗涤，去除多余的杂质，加入0.5g聚乙二醇(PEG，分子量为2000)，再用超声细胞破碎仪分散5分钟，得到分散性良好的薄白BiOCl纳米片，在60℃中干燥4小时。

实施例2：水热法超薄白BiOCl纳米片的制备

取0.48g五水合硝酸铋和0.4g聚乙烯基吡咯烷酮，溶于25mL0.1M的甘露醇水溶液中，磁力搅拌10分钟。取5mL的饱和氯化钠水溶液，缓慢加入上述混合物中，磁力搅拌10分钟，然后放入50mL的反应釜中，在160℃温度下反应3小时，自然冷却到室温，200W超声波分散30分钟，得到超薄白BiOCl纳米片。自然沉淀一晚上，去除大颗粒BiOCl，然后通过离心和水的多次洗涤，去除多余的杂质，加入0.5g聚乙二醇(PEG，分子量为2000)，再用超声细胞破碎仪分散5分钟，得到分散性良好的超薄白BiOCl纳米片，在60℃中干燥4小时。

实施例3：热分解法超薄白BiOCl纳米片的制备

取0.12g三氯化铋加入到20mL油胺中，用冷凝管冷凝，通空气，在70℃下磁力搅拌10分钟，然后将温度升高到170℃，磁力搅拌1小时，自然冷却到室温。离心分离，分散于20mL二氯甲烷中，得到油相中超薄白BiOCl纳米片。取上述20mL油胺保护的超薄白BiOCl纳米片，加入1g聚乙二醇(PEG，分子量为2000)，磁力搅拌24小时，然后离心去除过量的聚乙二醇，分散在水中，得到超薄白BiOCl纳米片，在60℃中干燥4小时。

实施例4：热分解法超薄黑BiOCl纳米片的制备

取0.12g三氯化铋加入到20mL油胺中，用冷凝管冷凝，在70℃下磁力搅拌10分钟，通氮气保护，去除溶解氧，然后将温度升高到170℃，磁力搅拌1小时，自然冷却到室温。离心分离，分散于20mL二氯甲烷中，得到油相中超薄黑BiOCl纳米片。取上述20mL油胺保护的超薄黑BiOCl纳米片，加入1g聚乙二醇(PEG，分子量为2000)，磁力搅拌24小时，然后离心去除过量的聚乙二醇，分散在水中，得到超薄黑BiOCl纳米片，在60℃中干燥4小时。

实施例5：BiOCl-PEG-FA复合纳米材料的制备

取实施例1、2、3、或4中制备的PEG修饰的BiOCl纳米片10mg，分散于50mL乙醇中。取3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)300μL，溶于50mL乙醇中。将APTES的乙醇溶液逐滴加入到含BiOCl-PEG的乙醇中，搅拌反应24小时，使BiOCl-PEG表面的PEG末端氨基化。反应结束后，5000转/分钟离心10分钟，去除上清液中多余的反应副产物，获得BiOCl-PEG-NH₂复合纳米材料中间体，并将其分散于100mL纯水中。取20mg1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺(EDC)，加入到100mL的0.1mg/mL叶酸(FA)溶液中活化叶酸的羧基，迅速将EDC与FA的混合溶液加入到含BiOCl-PEG-NH₂复合纳米材料的纯水中，搅拌反应24小时。反应结束后，5000转/分钟离心10分钟，去除上清液中多余的副产物，获得BiOCl-PEG-FA复合纳米材料，记为铋基纳米材料5-1、5-2、5-3、5-4。

实施例6：BiOCl-PEG-DOX复合纳米材料的制备

取实施例1、2、3、或4中制备的PEG修饰的BiOCl纳米片10mg，分散于100mL水中。取0.5mg抗肿瘤药物阿霉素(DOX)，溶于100mL纯水中，0.22μm滤膜过滤除菌。在无菌条件下，将DOX溶液逐滴加入到BiOCl-PEG复合纳米材料分散液中，搅拌反应24小时。反应结束后，5000转/分钟离心10分钟，去除上清液中多余的DOX，获得BiOCl-PEG-DOX复合纳米材料，记为铋基纳米材料6-1、6-2、6-3、6-4。

实施例7：BiOCl-PEG-FA-DOX复合纳米材料的制备

取实施例5制备的BiOCl-PEG-FA复合纳米材料(铋基纳米材料5-1、5-2、5-3、5-4)10mg，分散于100mL纯水中。取0.5mgDOX，溶于200mL纯水中。将DOX溶液逐滴加入到BiOCl-PEG-FA复合纳米材料分散液中，搅拌反应24小时。反应结束后，5000转/分钟离心10分钟，去除上清液中多余的DOX，获得BiOCl-PEG-FA-DOX复合纳米材料，记为铋基纳米材料7-5-1、7-5-2、7-5-3、7-5-4。

实施例8：BiOCl-PEI复合纳米材料的制备

取实施例1、2、3、或4中制备的PEG修饰的BiOCl纳米片10mg，分散于100mL水中，超声波分散0.5小时。取聚乙烯亚胺(PEI，分子量为25000)200mg，溶于100mL水中。将BiOCl-PEG溶液逐滴加入到PEI水溶液中，搅拌反应24小时，使PEI充分包裹于BiOCl纳米材料表面。反应结束后，5000转/分钟离心10分钟，去除上清液中多余的PEI，获得BiOCl-PEI复合纳米材料，记为铋基纳米材料8-1、8-2、8-3、8-4。

实施例9：BiOCl-PEI-AlPcS4复合纳米材料的制备

取实施例8制备的BiOCl-PEI复合纳米材料(铋基纳米材料8-1、8-2、8-3、8-4)0.1mg，分散于10mL纯水中。取0.005mg四磺酸基酞菁氯化铝AlPcS4，溶于10mL纯水中。将AlPcS4溶液逐滴加入到BiOCl-PEI复合纳米材料分散液中，搅拌反应24小时。反应结束后，5000转/分钟离心10分钟，去除上清液中多余的AlPcS4，获得BiOCl-PEI-AlPcS4复合纳米材料，记为铋基纳米材料9-8-1、9-8-2、9-8-3、9-8-4。

实施例10：BiOCl-Fe₃O₄-PEG复合纳米材料的制备

取实施例1、2、3、或4中制备的PEG修饰的BiOCl纳米片10mg，分散于20mL乙醇中，超声波分散0.5小时，逐滴加入到10mL正己烷中，搅拌均匀。将20mg乙酰丙酮铁[Fe(acac)₃]溶于4mL油胺和12mL正辛醇的混合液中。将BiOCl分散液加入到上述混合溶液中、搅拌，加热到80℃，使乙醇与正己烷蒸发。之后将上述溶液置于反应釜中，240℃反应2小时。反应结束后离心去除油胺和正辛醇，并用乙醇清洗多次，获得BiOCl-Fe₃O₄复合纳米材料。将上述BiOCl-Fe₃O₄复合纳米材料分散于100mL乙醇中，超声波分散0.5小时。取PEG(分子量为1500)1g，溶于200mL乙醇中。将含有BiOCl-Fe₃O₄复合纳米材料的乙醇分散液逐滴加入到PEG乙醇溶液中，搅拌反应24小时，使PEG充分包裹于BiOCl-Fe₃O₄复合纳米材料表面。反应结束后，5000转/分钟离心10分钟，除去上清液中多余的PEG，获得BiOCl-Fe₃O₄-PEG复合纳米材料，记为铋基纳米材料10-1、10-2、10-3、10-4。

实施例11：BiOCl-NaYF₄:Yb³⁺/Tm³⁺-PEG复合纳米材料的制备

取实施例1、2、3、或4中制备的PEG修饰的BiOCl纳米片50mg，分散于200mL水中，超声波分散0.5小时。然后依次加入20mg/mL的氯化钇(YCl₃)8.9mL、氯化镱(YbCl₃)1mL、氯化铥(TmCl₃)0.1mL。再加入20mg/mL的柠檬酸钠水溶液10mL和10mg/mL的氟化钠(NaF)水溶液40mL，并搅拌1小时。之后将混合溶液放入反应釜，在120℃下，水热反应2小时。反应结束后，将产物离心水洗数次，获得BiOCl-NaYF₄:Yb³⁺/Tm³⁺复合纳米材料。将制备的BiOCl-NaYF₄:Yb³⁺/Tm³⁺复合纳米材料50mg，分散于100mL水中。取PEG(分子量为1500)2000mg，溶于300mL水中。将含有BiOCl-NaYF₄:Yb³⁺/Tm³⁺复合纳米材料分散液逐滴加入到PEG水溶液中，搅拌反应24小时，使PEG充分包裹于BiOCl-NaYF₄:Yb³⁺/Tm³⁺复合纳米材料表面。反应结束后，5000转/分钟离心10分钟，除去多余的PEG，获得BiOCl-NaYF₄:Yb³⁺/Tm³⁺-PEG复合纳米材料，记为铋基纳米材料11-1、11-2、11-3、11-4。

实施例12：BiOCl-荧光Au-PEG复合纳米材料的制备

取实施例1、2、3、或4中制备的PEG修饰的BiOCl纳米片5mg，分散于5mL水中，超声波分散0.5小时。将5mL的4mg/mL氯金酸(HAuCl₄)、5mL的20mg/mL牛血清白蛋白(BSA)溶液分别加入到搅拌的BiOCl分散液中。37℃下，加入50μL的0.3mg/mL抗坏血酸溶液，使用氢氧化钠溶液调节溶液pH至11，搅拌反应5小时，获得BiOCl-荧光Au复合纳米簇。将获得的BiOCl-荧光Au复合纳米簇分散于50mL水中。取PEG(分子量为2000)500mg，溶于200mL水中。将含有BiOCl-荧光Au复合纳米簇的水溶液逐滴加入到PEG水溶液中，搅拌反应24小时，使PEG充分包裹于BiOCl-荧光Au复合纳米簇表面。反应结束后，通过离心除去多余的PEG，获得BiOCl-荧光Au-PEG复合纳米材料，记为铋基纳米材料12-1、12-2、12-3、12-4。

实施例13：BiOCl-Fe₃O₄-PEG-DOX复合纳米材料的制备

取实施例10制备的BiOCl-Fe₃O₄-PEG复合纳米材料(铋基纳米材料10-1、10-2、10-3、10-4)10mg，分散于100mL纯水中。取0.5mgDOX，溶于200mL纯水中。将DOX溶液逐滴加入到BiOCl-Fe₃O₄-PEG复合纳米材料分散液中，搅拌反应24小时。反应结束后，5000转/分钟离心10分钟，去除上清液中多余的DOX，获得BiOCl-Fe₃O₄-PEG-DOX复合纳米材料，记为铋基纳米材料13-10-1、13-10-2、13-10-3、13-10-4。

实施例14：BiOCl-PEI-ICG复合纳米材料的制备

取实施例1、2、3、或4中制备的PEG修饰的BiOCl纳米片10mg，分散于50mL乙醇中。取3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)300μL，溶于50mL乙醇中。将APTES的乙醇溶液逐滴加入到含BiOCl-PEG的乙醇中，搅拌反应24小时，使BiOCl-PEG表面的PEG末端氨基化。反应结束后，5000转/分钟离心10分钟，去除上清液中多余的反应副产物，获得BiOCl-PEG-NH₂复合纳米材料中间体，并将其分散于100mL纯水中。取20mg1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺(EDC)，加入到100mL的0.1mg/mLICG溶液中活化ICG的羧基，迅速将EDC与FA的混合溶液加入到含BiOCl-PEG-NH₂复合纳米材料的纯水中，搅拌反应24小时。反应结束后，5000转/分钟离心10分钟，去除上清液中多余的副产物，获得BiOCl-PEG-ICG复合纳米材料，记为铋基纳米材料14-1、14-2、14-3、14-4。

实施例15：BiOCl-PLA复合微泡

取实施例4中制备的PEG修饰的BiOCl纳米片10mg，分散于50mL乙醇中。取3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)300μL，溶于50mL乙醇中。将APTES的乙醇溶液逐滴加入到含BiOCl-PEG的乙醇中，搅拌反应24小时，使BiOCl-PEG表面的PEG末端氨基化。反应结束后，5000转/分钟离心10分钟，去除上清液中多余的反应副产物，获得BiOCl-PEG-NH₂复合纳米材料中间体，并将其分散于100mL纯水中。将PLA微泡缓慢加入到上述BiOCl-PEG-NH₂溶液中，搅拌6小时，通过静电吸附作用，形成BiOCl-PLA复合微泡。

实施例16：铋基纳米材料及其复合物的表征

综合物理性能：取实施例1-14制备的铋基纳米材料及其复合物，通过透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)、动态光散射纳米粒度分析仪(DLS)、傅立叶变换红外光谱仪(FT-IR)、紫外-可见分光光谱仪(UV-VIS)等仪器对复合纳米材料的微观形貌、晶型、水合粒径、化学键、近红外吸收等进行表征。

从图1和图2的透射电镜图片可以看出，所合成的铋基纳米材料为超薄的片层纳米结构。

从图3的XRD图谱可以看出，所合成黑BiOCl的图谱与标准四方结构的BiOCl(JCPDSNo:06-249)吻合。

从图4的紫外-可见吸收光谱可以看出，黑BiOCl材料相比白BiOCl在可见近红外光谱区域具有更大的吸收，从而使得黑BiOCl具有更好的光热效应。

从图5和图6的DLS测试结果可以看出，白或黑铋基纳米材料的水合粒径在200nm左右。

以上结果表明，制备的纳米材料为四方结构的BiOCl，纳米材料的形貌、尺寸、水合粒径、紫外可见近红外吸收特性均符合生物应用的要求。

稳定性研究：取实施例1-14制备的铋基纳米材料及其复合物1mg，分别分散于10mL的水、0.1mol/L磷酸盐缓冲液(PBS)、10％胎牛血清(FBS)、0.9％生理盐水(NaCl)中，在37℃恒温箱中放置30天，每天通过动态光散射纳米粒度分析仪(DLS)对复合纳米材料的粒径进行测量。

实验结果显示，制备的复合纳米材料在PBS、10％FBS、0.9％NaCl等溶液中粒径稳定保持在50-300nm之间，更佳地保持在200-300nm之间。该结果表明，制备的复合纳米材料在生理溶液中具有良好地稳定性与分散性。

光热释放性能：取实施例6、实施例9制备的黑BiOCl-PEG-DOX(铋基纳米材料6-4)、或黑BiOCl-PEI-AlPcS4(铋基纳米材料9-8-4)10mg，分散于10mLPBS缓冲液中，将上述缓冲液装入透析袋中，置于90mL同种缓冲液中透析2天，每隔2小时用1W808nm激光器照射5分钟，取1mL透析液(同时补足1mL新的缓冲液)，使用高效液相色谱(HPLC)对透析液中的DOX或AlPcS4进行定量分析，绘制药物释放曲线。

实验结果显示，使用光照的释放率要明显高于未光照的。该结果说明，制备的复合纳米材料具备了肿瘤控释给药的基本特征，可用于抗肿瘤药物的可控递送。

磁共振成像(MRI)性能：取实施例10制备的BiOCl-Fe₃O₄-PEG复合纳米材料(铋基纳米材料10-1、10-2、10-3、10-4)，分别分散于超纯水中，配制成浓度为0.01mg/mL、0.02mg/mL、0.04mg/mL、0.08mg/mL、0.16mg/mL、0.32mg/mL的溶液各2mL。通过核磁共振仪(NMR)表征复合纳米材料的T2加权的MRI信号。

实验结果显示，制备的复合纳米材料具有良好的T2(BiOCl-Fe₃O₄-PEG)加权的MRI信号，可用于肿瘤的MRI诊断以及治疗效果评价。

电子计算机X射线断层扫描(CT)成像：取实施例1-14制备的复合纳米材料，分散于超纯水中，配制成浓度为0.01mg/mL、0.02mg/mL、0.04mg/mL、0.08mg/mL、0.16mg/mL的溶液各2mL。通过电子计算机X射线断层扫描仪表征复合纳米材料的X-射线成像性能。

实验结果显示，制备的复合纳米材料具有良好的CT信号，可用于肿瘤的CT诊断以及治疗效果评价。

荧光发光性能：取实施例11、12、14制备的BiOCl-NaYF₄:Yb³⁺/Tm³⁺-PEG(铋基纳米材料11-1、11-2、11-3、11-4)、BiOCl-荧光Au-PEG(铋基纳米材料12-1、12-2、12-3、12-4)、BiOCl-PEI-ICG复合纳米材料(铋基纳米材料14-1、14-2、14-3、14-4)各1mg，分散于10mL纯水中，配制成0.1mg/mL。通过荧光光谱仪测试上述复合纳米材料的荧光发光性能。

实验结果显示，上述复合纳米材料具有良好的荧光发光性能，可用于肿瘤的诊断以及可视化治疗。

超声成像性能：取实施例15制备的BiOCl-PLA复合微泡，分散于超纯水中，配制成浓度为0.01mg/mL、0.02mg/mL、0.04mg/mL、0.08mg/mL、0.16mg/mL的溶液各2mL。通过超声成像仪测试上述复合纳米材料的超声成像性能。

实验结果显示，上述复合纳米材料具有良好的超声成像性能，可用于肿瘤的诊断以及可视化治疗。

实施例17：铋基纳米材料及其复合物的细胞毒性

取实施例3和实施例4制得的铋基纳米材料及其复合物，高温灭菌后，分散于培养液中，分别配制成10、50、100、200、400μg/mL待用。取对数生长期的人乳腺癌细胞MCF-7，调整细胞浓度为1×10⁵个/mL，分别接种于96孔细胞培养板中，每孔100μL，在5％CO₂、37℃、饱和湿度的细胞培养箱中培养24小时。24小时后，弃掉培养板中的培养基，在培养板中分别加入新鲜培养液、含有复合纳米材料的培养液，在5％CO₂、37℃、饱和湿度的细胞培养箱中孵育24小时。24小时后，在培养孔中加入10μL噻唑蓝(MTT，5mg/mL)，孵育细胞4小时。4小时后将培养液吸弃，每孔加入100μL二甲基亚砜(DMSO)，溶解10分钟后，于酶标仪上550nm测量每孔OD值，计算复合纳米材料的细胞毒性。

从图7中可以看出，不同浓度的白BiOCl(实施例3)和黑BiOCl(实施例4)对细胞生长没有明显抑制，抑制率≤20％。

结果表明，合成的铋基纳米材料没有明显的细胞毒性，可用于生物成像和治疗。

实施例18：铋基纳米材料及其复合物对肿瘤细胞的多模式治疗

取实施例7制得的黑BiOCl-PEG-FA-DOX(铋基纳米材料7-5-4)，高温灭菌后，分散于培养液中，配制成100μg/mL待用。取对数生长期的人乳腺癌细胞MCF-7，调整细胞浓度为1×10⁵个/mL，分别接种于96孔细胞培养板中，每孔100μL，在5％CO₂、37℃、饱和湿度的细胞培养箱中培养24小时。24小时过后，弃掉培养孔板中的培养基，在培养板中分别加入新鲜培养液、含有复合纳米材料的培养液，在5％CO₂、37℃、饱和湿度的细胞培养箱中孵育4小时。弃去原液，加入培养液。使用808nm激光器系统对细胞进行照射、激光功率密度为2W/cm²，实现BiOCl的光热治疗、化学药物治疗、光热控释治疗及靶向治疗。照射结束后，细胞在5％CO₂、37℃、饱和湿度的细胞培养箱中继续孵育24小时。24小时后，在培养孔中加入10μL噻唑蓝(MTT，5mg/mL)，孵育细胞4小时。4小时后将培养液吸弃，每孔加入100μL二甲基亚砜(DMSO)，溶解10分钟后，于酶标仪上550nm测量每孔OD值，计算复合纳米材料对乳腺癌细胞的光热/化学药物协同治疗效果。

从图8中可以看出，黑BiOCl-PEG-FA-DOX在808nm、2W/cm²的近红外光照射下，光热/化学药物协同治疗对人乳腺癌细胞MCF-7具有很好的治疗效果，并且随着照射时间的增加而增大。结果表明，所述黑BiOCl-PEG-FA-DOX具有很好的抑制癌细胞生长的作用。

实施例19：铋基纳米材料及其复合物对荷瘤小鼠实体瘤的治疗与成像一体化

取实施例10制得的黑BiOCl-Fe₃O₄-PEG复合纳米材料(铋基纳米材料10-4)分散于生理盐水中，配制成200μg/mL，高温灭菌待用。取MCF-7细胞荷瘤小鼠，给药200μL的复合纳米材料以及生理盐水，用2W/cm²的808nm激光照射肿瘤部位，实现肿瘤的光热治疗，同时使用MRI小动物成像仪对肿瘤进行MRI成像，对肿瘤进行定位及对治疗效果进行评估。照射结束后，将一半小鼠处死，对其肿瘤进行苏木精/伊红染色的组织切片分析，评价小鼠肿瘤损伤情况，通过ICP-MS分析被处死小鼠的心、肝、脾、肾、肺以及肿瘤中钛元素的含量。其余小鼠在两周内，每天测量肿瘤大小及体重，每天对肿瘤部位进行MRI成像，分析治疗效果。两周之后将所有小鼠处死，解剖实体瘤，记录其体积、重量，评价复合纳米材料治疗小鼠实体瘤的效果。

从图9和图10中可以看出，黑BiOCl-Fe₃O₄-PEG复合纳米材料在808nm、2W/cm²的近红外光照射下具有很好的光热治疗效果，人乳腺癌细胞荷瘤小鼠的肿瘤大小得到了明显的抑制(图10,右下)，显著优于仅采用激光进行治疗的实验组(图10，左下)。这些结果表明，所述黑BiOCl-Fe₃O₄-PEG复合纳米材料是一种很好的可应用于肿瘤光热治疗的纳米材料。

在本发明提及的所有文献都在本申请中引用作为参考，就如同每一篇文献被单独引用作为参考那样。此外应理解，在阅读了本发明的上述讲授内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (10)

1.一种铋基纳米材料，其特征在于，所述铋基纳米材料包括核心材料A以及与所述核心材料A复合在一起的稳定剂B，

其中，所述核心材料A包括铋氧酰类纳米材料，或所述铋氧酰类纳米材料与选自下组的材料C进行复合所形成的复合材料：磁性纳米材料、上转换发光纳米材料、超声造影材料、荧光材料、靶向分子、药物、有机光敏剂、或其组合；

并且所述稳定剂B选自下组：有机高分子聚合物、脂质体、微泡、白蛋白纳米球、甘露醇、柠檬酸、柠檬酸盐、或其组合。

2.如权利要求1所述的铋基纳米材料，其特征在于，所述铋氧酰类纳米材料选自下组：BiOF、BiOCl、BiOI、BiOBr、或其组合。

3.如权利要求1所述的铋基纳米材料，其特征在于，所述铋基纳米材料具有单层或多层纳米片状结构、球形纳米结构、球形纳米花结构。

4.如权利要求1所述的铋基纳米材料，其特征在于，所述铋基纳米材料的厚度为0.5nm-100nm，较佳地为≤10nm；和/或

所述铋基纳米材料的长度或宽度小于≤1μm，较佳地为≤100nm。

5.如权利要求1所述的铋基纳米材料，其特征在于，所述铋基纳米材料具有选自下组的一个或多个特征：

(1)所述铋基纳米材料在水溶液或生理溶液中稳定；

(2)所述铋基纳米材料的平均水合粒径为≤1μm，较佳地为≤400nm，更佳地为≤200nm；

(3)所述铋基纳米材料是生物相容的；

(4)所述铋基纳米材料在浓度为≤500μg/mL的情况下，材料本身对细胞生长没有明显抑制。

6.一种组合物，其特征在于，所述组合物包括：

权利要求1所述的铋基纳米材料；和

药学上可接受的载体。

7.一种权利要求1的铋基纳米材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(a)提供一核心材料A，所述核心材料A包括铋氧酰类纳米材料，或所述铋氧酰类纳米材料与选自下组的材料C进行复合所形成的复合材料：磁性纳米材料、上转换发光纳米材料、超声造影材料、荧光材料、靶向分子、药物、有机光敏剂、或其组合；

(b)将所述的核心材料A与稳定剂B进行反应，从而形成权利要求1的铋基纳米材料，

其中，所述稳定剂B选自下组：有机高分子聚合物、脂质体、微泡、白蛋白纳米球、甘露醇、柠檬酸、柠檬酸盐、或其组合。

8.一种权利要求6所述组合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(a)提供权利要求1所述的铋基纳米材料；

(b)将所述的铋基纳米材料与药学上可接受的载体进行混合，从而形成权利要求6所述的组合物。

9.一种权利要求1所述的铋基纳米材料或权利要求6所述的组合物的用途，其特征在于，用于选自下组的一种或多种用途：

(1)制备肿瘤治疗的光动力和/或光热治疗和/或化疗用药物组合物；

(2)制备肿瘤治疗的化疗用药物组合物；

(3)制备肿瘤治疗的声动力治疗用药物组合物；

(4)制备肿瘤成像造影剂；

(5)制备多模诊疗联用药物组合物。

10.一种产品，其特征在于，所述产品含有权利要求1所述的铋基纳米材料或者由权利要求1所述的铋基纳米材料制成；较佳地，所述产品是造影剂。