CN109602922A - 具有内照射及光动力双重治疗和双模态显像作用的长余辉纳米材料及其制备方法 - Google Patents

具有内照射及光动力双重治疗和双模态显像作用的长余辉纳米材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种具有内照射及光动力双重治疗和双模态显像作用的长余辉纳米材料及其制备方法。由下列步骤制成：一，ZGO‑ZnPc(COOH)4的制备：1，Ⅰ，配制NaOH溶液；Ⅱ，ZGO粉末与NaOH溶液反应；Ⅲ，离心，沉淀物烘箱干燥，收集ZGO‑OH粉末待用；Ⅵ，复溶得复溶液；2，Ⅰ，活化ZnPc(COOH)4活化液；3，Ⅰ，将复溶液加入ZnPc(COOH)4活化液；Ⅱ，加入甲氧基PEG5000及羟苯基丙酸‑N羟基琥珀酰亚安酯，避光搅拌；4，离心，随后加入DMF复溶再离心，重复后干燥，收集ZGO‑ZnPc(COOH)4粉末于LEP管，避光待用；二，1，制idogen涂覆管；2，制取的ZGO‑ZnPc(COOH)4粉末和相应mGi/uGi的131I，一起加入idogen涂覆管内，振荡反应，此时得131I‑ZGO‑ZnPc(COOH)4。具有内照射及光动力双重治疗，兼具SPECT、IVIS双模态显像作用，和化学稳定性及生物分布性好，比活度高的优点。

Description

具有内照射及光动力双重治疗和双模态显像作用的长余辉纳 米材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种具有显像作用的纳米材料，特别是涉及一种具有内照射及光动力双重治疗和双模态显像作用的长余晖纳米材料及其制备方法。
背景技术
光动力治疗（Photodynamics Therapy, PDT）是目前一种很有前景的治疗多种肿瘤的新方法，通过特定波长的光来激发光敏剂产生单线态氧和其它活性氧，导致生物体内发生脂质过氧化、DNA鸟嘌呤的光氧化损伤和细胞膜、细胞骨架及其他部位的系列损伤，最终导致细胞死亡。受限于激发光源的穿透深度和热损伤副作用。长余辉发光（LongPersistent Luminescence, LPL）材料又被称为蓄光型发光材料，俗称长余辉粉。其发光原理属光致发光，即当受到光源激发时在激发态存储激发能，当激发停止后，再将能量以光的形式缓慢释放出来。
内照射治疗（Internal irradiation therapy）是指将辐射治疗源引入人体，使放射源进入瘤体内或贴近瘤体表面进行的照射，又称内照射。其基本特征是放射源可以最大限度地贴近肿瘤组织持续照射，使肿瘤组织得到有效的杀伤剂量，而周围的正常组织受量较低。碘-131（符号131I）作为临床上广泛运用的一种传统放射性核素，它的原子核内有78个中子，而碘的稳定性核素原子核内只有74个中子。131I是β衰变核素，发射β射线（99%）和γ射线（1%）， β射线最大能量为 0.6065MKeV，主要γ射线能量为0.364 MKeV，半衰期为 8.02天。这一特性使得131I不仅具有高效抗肿瘤作用，而且能在γ射线显像条件下进行SPECT/CT显像，从而实现活体肿瘤部位无创可视化监测。
131I不断进行β衰变，释放的带电粒子在穿过生物体的过程中，可以发射出切伦科夫光，这使得荧光成像成为辅助监测的第三种有效成像方式。这三种模态成像方式的结合，既发挥了ct的高密度分辨率，又充分体现了SPECT、荧光高灵敏度的靶向成像，既解决了单一模式成像造成的信息不足，又使得多种成像手段相互辅佐，不同成像结果相互融合，实现信息互补，得到更全面的检测结果，大幅提高诊断的准确性和监测的便捷性。
但是，目前缺少化学稳定性和生物分布性好，比活度高的多模态成像材料。
发明内容
本发明目的在于克服现有技术的上述缺陷，提供一种化学稳定性和生物分布性好，比活度高的具有内照射及光动力双重治疗和双模态显像作用的长余晖纳米材料，本发明目的还在于提供其制备方法。
为实现上述目的，本发明具有内照射及光动力双重治疗和双模态显像作用的长余辉纳米材料是由下列步骤制成的131I-ZGO- ZnPc(COOH)4。
一，ZGO- ZnPc(COOH)4的制备。
步骤1，Ⅰ，配制NaOH溶液：称量NaOH固体溶于ddH2O,并超声助溶得NaOH溶液；Ⅱ，取ZGO粉末，加入NaOH溶液，超声，然后将液体转入茄形瓶，搅拌得反应液；Ⅲ，离心上步反应液，收集沉淀物，于烘箱中干燥，收集ZGO-OH粉末待用；Ⅵ，复溶，将上一步收集的ZGO-OH粉末溶于DMF，同时加入APTES,避光搅拌后，离心，弃去上清液，再加入DMF复溶得复溶液。
步骤2，Ⅰ，活化四羧酸酞菁锌[Zn(Ⅱ) -2, 9, 16, 23- tertracarboxamide-phthalocyanine,简称ZnPc(COOH)4]；取茄形瓶，用锡箔纸包裹严格避光，加入DMF溶液，随后分别于暗室称量加入 ZnPc(COOH)4c、EDC、NHS，超声助溶后于室温搅拌制得ZnPc(COOH)4活化液。
步骤3，Ⅰ，将步骤1 (Ⅵ)制取的复溶液加入步骤2，(Ⅰ)制取的 ZnPc(COOH)4活化液；Ⅱ，加入甲氧基PEG5000及羟苯基丙酸-N羟基琥珀酰亚安酯，避光搅拌。
步骤4，收集上步避光搅拌的液体，离心，随后加入DMF复溶再离心，重复两次，最后置于烘箱中干燥，收集ZGO- ZnPc(COOH)4粉末于LEP管，避光待用。
二，131I-ZGO- ZnPc(COOH)4的制备。
步骤1，idogen涂覆管的制备，称取idogen粉末，溶解于二氯甲烷得idogen液体，然后分别取idogen液体加入EP管，将EP管放于通风橱内自然风干；步骤2，每次标记时，称取步骤一制取的ZGO- ZnPc(COOH)4粉末，精确量取相应mGi/uGi的131I，一起加入上步制备的idogen涂覆管内，置于振荡仪，振荡，反应完成，此时得131I-ZGO- ZnPc(COOH)4。
作为优化，所述ZGO- ZnPc(COOH)4制备的步骤1的Ⅰ-Ⅱ是：Ⅰ，配制5mmol/L的NaOH溶液：称量0.1gNaOH固体溶于500mlddH2O,并超声助溶；Ⅱ，取15mg的ZGO粉末，加入150ml的5mmol/L的NaOH溶液，超声5min，然后将液体转入200ml茄形瓶，1200rpm搅拌24h反应液。
作为优化，ZGO- ZnPc(COOH)4制备的步骤1的Ⅲ-Ⅵ是：Ⅲ，离心：取50ml离心管，每次取20ml 上步反应液，11000rpm，30min，收集沉淀物，于60℃烘箱中干燥，收集ZGO-OH粉末待用；Ⅵ，将上步ZGO-OH粉末溶于8mlDMF，同时加入60μlAPTES,避光搅拌24h后，11000rpm离心，弃去上清液，再加入3mlDMF复溶得复溶液。
作为优化，所述ZGO- ZnPc(COOH)4制备的步骤2是：Ⅰ，活化四羧酸酞菁锌[Zn(Ⅱ)-2, 9, 16, 23- tertracarboxamide-phthalocyanine,简称ZnPc(COOH)4]：取25ml茄形瓶，用锡箔纸包裹严格避光，加入8mlDMF溶液，随后分别于暗室称量加入10mgZnPc(COOH)4c、30mgEDC、30mgNHS，超声助溶1min后于室温搅拌1200rpm 2h制得ZnPc(COOH)4活化液。
作为优化，ZGO- ZnPc(COOH)4制备的步骤3是：Ⅰ，步骤1 (Ⅵ)制取的3ml复溶液中加入步骤2，(Ⅰ)制取的 ZnPc(COOH)4活化液；Ⅱ，加入60mg的甲氧基PEG5000及14mg的羟苯基丙酸-N羟基琥珀酰亚安酯，避光搅拌24h。
作为优化，ZGO- ZnPc(COOH)4制备的步骤4是：收集上步避光搅拌24h的液体，11000rpm离心30min，随后加入4mlDMF复溶再离心，重复两次，最后置于60℃烘箱中干燥，收集ZGO- ZnPc(COOH)4粉末于2mLEP管，避光待用。
作为优化，所述131I-ZGO- ZnPc(COOH)4制备的步骤1是：idogen涂覆管的制备：称取4mg的idogen粉末，溶解于8ml的二氯甲烷得液体，然后分别取200μl液体加入1.5mlEP管，将EP管放于通风橱内自然风干。
作为优化，131I-ZGO- ZnPc(COOH)4制备的步骤2是：每次标记时，取适量ZGO- ZnPc(COOH)4，粉末，精确量取相应mGi/uGi的131I，一起加入上步制备的idogen涂覆管内，置于振荡仪，常温低速振荡5~10 min，反应完成，此时得131I-ZGO- ZnPc(COOH)4。
本发明所述具有内照射及光动力双重治疗和双模态显像作用的长余辉纳米材料的制备方法的步骤如下。
一，ZGO- ZnPc(COOH)4的制备。
步骤1，Ⅰ，配制NaOH溶液：称量NaOH固体溶于ddH2O,并超声助溶得NaOH溶液；Ⅱ，取ZGO粉末，加入NaOH溶液，超声，然后将液体转入茄形瓶，搅拌得反应液；Ⅲ，离心上步反应液，收集沉淀物，于烘箱中干燥，收集ZGO-OH粉末待用；Ⅵ，复溶，将上一步收集的ZGO-OH粉末溶于DMF，同时加入APTES,避光搅拌后，离心，弃去上清液，再加入DMF复溶得复溶液。
步骤2，Ⅰ，活化四羧酸酞菁锌[Zn(Ⅱ) -2, 9, 16, 23- tertracarboxamide-phthalocyanine,简称ZnPc(COOH)4]；取茄形瓶，用锡箔纸包裹严格避光，加入DMF溶液，随后分别于暗室称量加入 ZnPc(COOH)4c、EDC、NHS，超声助溶后于室温搅拌制得ZnPc(COOH)4活化液。
步骤3，Ⅰ，将步骤1 (Ⅵ)制取的复溶液加入步骤2，(Ⅰ)制取的 ZnPc(COOH)4活化液；Ⅱ，加入甲氧基PEG5000及羟苯基丙酸-N羟基琥珀酰亚安酯，避光搅拌。
步骤4，收集上步避光搅拌的液体，离心，随后加入DMF复溶再离心，重复两次，最后置于烘箱中干燥，收集ZGO- ZnPc(COOH)4粉末于LEP管，避光待用。
二，131I-ZGO- ZnPc(COOH)4的制备。
步骤1，idogen涂覆管的制备，称取idogen粉末，溶解于二氯甲烷得idogen液体，然后分别取idogen液体加入EP管，将EP管放于通风橱内自然风干；步骤2，每次标记时，称取步骤一制取的ZGO- ZnPc(COOH)4粉末，精确量取相应mGi/uGi的131I，一起加入上步制备的idogen涂覆管内，置于振荡仪，振荡，反应完成，此时得131I-ZGO- ZnPc(COOH)4。
作为优化，所述ZGO- ZnPc(COOH)4制备的步骤1的Ⅰ-Ⅱ是：Ⅰ，配制5mmol/L的NaOH溶液：称量0.1gNaOH固体溶于500mlddH2O,并超声助溶；Ⅱ，取15mg的ZGO粉末，加入150ml的5mmol/L的NaOH溶液，超声5min，然后将液体转入200ml茄形瓶，1200rpm搅拌24h反应液。
作为优化，ZGO- ZnPc(COOH)4制备的步骤1的Ⅲ-Ⅵ是：Ⅲ，离心：取50ml离心管，每次取20ml 上步反应液，11000rpm，30min，收集沉淀物，于60℃烘箱中干燥，收集ZGO-OH粉末待用；Ⅵ，将上步ZGO-OH粉末溶于8mlDMF，同时加入60μlAPTES,避光搅拌24h后，11000rpm离心，弃去上清液，再加入3mlDMF复溶得复溶液。
作为优化，所述ZGO- ZnPc(COOH)4制备的步骤2是：Ⅰ，活化四羧酸酞菁锌[Zn(Ⅱ)-2, 9, 16, 23- tertracarboxamide-phthalocyanine,简称ZnPc(COOH)4]：取25ml茄形瓶，用锡箔纸包裹严格避光，加入8mlDMF溶液，随后分别于暗室称量加入10mgZnPc(COOH)4c、30mgEDC、30mgNHS，超声助溶1min后于室温搅拌1200rpm 2h制得ZnPc(COOH)4活化液。
作为优化，ZGO- ZnPc(COOH)4制备的步骤3是：Ⅰ，步骤1 (Ⅵ)制取的3ml复溶液中加入步骤2，(Ⅰ)制取的 ZnPc(COOH)4活化液；Ⅱ，加入60mg的甲氧基PEG5000及14mg的羟苯基丙酸-N羟基琥珀酰亚安酯，避光搅拌24h。
作为优化，ZGO- ZnPc(COOH)4制备的步骤4是：收集上步避光搅拌24h的液体，11000rpm离心30min，随后加入4mlDMF复溶再离心，重复两次，最后置于60℃烘箱中干燥，收集ZGO- ZnPc(COOH)4粉末于2mLEP管，避光待用。
作为优化，所述131I-ZGO- ZnPc(COOH)4制备的步骤1是：idogen涂覆管的制备：称取4mg的idogen粉末，溶解于8ml的二氯甲烷，然后分别取200μl液体加入1.5mlEP管，将EP管放于通风橱内自然风干。
作为优化，131I-ZGO- ZnPc(COOH)4制备的步骤2是：每次标记时，取适量ZGO- ZnPc(COOH)4，粉末，精确量取相应mGi/uGi的131I，一起加入上步制备的idogen涂覆管内，置于振荡仪，常温低速振荡5~10 min，反应完成，此时得131I-ZGO- ZnPc(COOH)4。
经试验证明，本发明的有益效果是：（1）本发明的复合长余晖纳米光敏剂，通过共价结合偶联活性官能团，具有良好的化学稳定性和生物分布性质，比活度高，制备方法简便易行，可用于进行浅表肿瘤模型SPECT/IVIS活体成像及治疗监测。（2）本发明的复合长余晖纳米光敏剂，基于放射性核素131I的契伦科夫辐射，通过将光敏剂四羧酸酞菁锌ZnPc(COOH)4与具有下转换作用的长余晖纳米颗粒ZnGa2O4:Cr(ZGO)共价结合，初步实现其在4T1皮下荷瘤鼠的三模态成像及内照射、光动力联合治疗的尝试探索。
总之，采用上述技术方案后，本发明具有内照射及光动力双重治疗和双模态显像作用的长余辉纳米材料及制备方法具有内照射及光动力双重治疗，兼具SPECT、IVIS双模态显像作用，和化学稳定性和生物分布性好，比活度高的优点。
附图说明
图1是本发明具有内照射及光动力双重治疗和双模态显像作用的长余辉纳米材料的制备流程示意图；图2是本发明具有内照射及光动力双重治疗和双模态显像作用的长余辉纳米材料ZGO-ZnPc(COOH)4与ZGO、ZnPc(COOH)4三种材料的红外光谱对比分析色谱图；图3－5分别是本发明具有内照射及光动力双重治疗和双模态显像作用的长余辉纳米材料在4T1皮下荷瘤模型小鼠治疗的监测1、3、5、7、14天spect图，和本发明材料用于肿瘤鼠1、2、6、12、24小时荧光显像图，及Control，131I-ZGO，131I-Znpc，本发明材料131I-ZGO-Znpc用于肿瘤鼠分组治疗第14天的对比效果图。
具体实施方式
本发明具有内照射及光动力双重治疗和双模态显像作用的长余辉纳米材料是由下列步骤制成的131I-ZGO- ZnPc(COOH)4。
一，ZGO- ZnPc(COOH)4的制备。
步骤1，Ⅰ，配制NaOH溶液：称量NaOH固体溶于ddH2O,并超声助溶得NaOH溶液；Ⅱ，取ZGO粉末，加入5mmol/L的NaOH溶液，超声5min，然后将液体转入茄形瓶，搅拌24h得反应液；Ⅲ，离心上步反应液，收集沉淀物，于60℃烘箱中干燥，收集ZGO-OH粉末待用；Ⅵ，复溶，将上一步收集的ZGO-OH粉末溶于8mlDMF，同时加入APTES,避光搅拌24h后，离心，弃去上清液，再加入DMF复溶得复溶液。
步骤2，Ⅰ，活化四羧酸酞菁锌[Zn(Ⅱ) -2, 9, 16, 23- tertracarboxamide-phthalocyanine,简称ZnPc(COOH)4]；取茄形瓶，用锡箔纸包裹严格避光，加入DMF溶液，随后分别于暗室称量加入 ZnPc(COOH)4c、EDC、NHS，超声助溶后于室温搅拌2h制得ZnPc(COOH)4活化液。
步骤3，Ⅰ，将步骤1 (Ⅵ)制取的复溶液加入步骤2，(Ⅰ)制取的 ZnPc(COOH)4活化液；Ⅱ，加入甲氧基PEG5000及羟苯基丙酸-N羟基琥珀酰亚安酯，避光搅拌24h。
步骤4，收集上步避光搅拌24h的液体，离心，随后加入DMF复溶再离心，重复两次，最后置于60℃烘箱中干燥，收集ZGO- ZnPc(COOH)4粉末于LEP管，避光待用。
二，131I-ZGO- ZnPc(COOH)4的制备。
步骤1，idogen涂覆管的制备，称取idogen粉末，溶解于二氯甲烷得idogen液体，然后分别取idogen液体加入lEP管，将EP管放于通风橱内自然风干；步骤2，每次标记时，称取步骤一制取的ZGO- ZnPc(COOH)4粉末，精确量取相应mGi/uGi的131I，一起加入上步制备的idogen涂覆管内，置于振荡仪，振荡，反应完成，此时得131I-ZGO- ZnPc(COOH)4。
所述ZGO- ZnPc(COOH)4的制备是。
步骤1，Ⅰ，配制5mmol/L的NaOH溶液：称量0.1gNaOH固体溶于500mlddH2O,并超声助溶；Ⅱ，取15mg的ZGO粉末，加入150ml 的5mmol/L的NaOH溶液，超声5min，然后将液体转入200ml茄形瓶，1200rpm搅拌24h反应液；Ⅲ，离心：取50ml离心管，每次取20ml 上步反应液，11000rpm，30min，收集沉淀物，于60℃烘箱中干燥，收集ZGO-OH粉末待用；Ⅵ，将上步ZGO-OH粉末溶于8mlDMF，同时加入60μlAPTES,避光搅拌24h后，11000rpm离心，弃去上清液，再加入3mlDMF复溶得复溶液。
步骤2，Ⅰ，活化四羧酸酞菁锌[Zn(Ⅱ) -2, 9, 16, 23- tertracarboxamide-phthalocyanine,简称ZnPc(COOH)4]：取25ml茄形瓶，用锡箔纸包裹严格避光，加入8mlDMF溶液，随后分别于暗室称量加入10mgZnPc(COOH)4c、30mgEDC、30mgNHS，超声助溶1min后于室温搅拌1200rpm 2h制得ZnPc(COOH)4活化液。
步骤3：Ⅰ，步骤1 (Ⅵ)制取的3ml复溶液中加入步骤2，(Ⅰ)制取的 ZnPc(COOH)4活化液；Ⅱ，加入60mg的甲氧基PEG5000及14mg的羟苯基丙酸-N羟基琥珀酰亚安酯，避光搅拌24h。
步骤4：收集上步避光搅拌24h的液体，11000rpm离心30min，随后加入4mlDMF复溶再离心，重复两次，最后置于60℃烘箱中干燥，收集ZGO- ZnPc(COOH)4粉末于2mLEP管，避光待用。
所述131I-ZGO- ZnPc(COOH)4的制备是：步骤1，idogen涂覆管的制备：称取4mg的idogen粉末，溶解于8ml的二氯甲烷，然后分别取200μl液体加入1.5mlEP管，将EP管放于通风橱内自然风干；步骤2，每次标记时，取适量ZGO- ZnPc(COOH)4，粉末，精确量取相应mGi/uGi的131I，一起加入上步制备的idogen涂覆管内，置于振荡仪，常温低速振荡5~10 min，反应完成，此时得131I-ZGO- ZnPc(COOH)4。
本发明所述具有内照射及光动力双重治疗和双模态显像作用的长余辉纳米材料的制备方法，其特征在于步骤如下。
一，ZGO- ZnPc(COOH)4的制备。
步骤1，Ⅰ，配制NaOH溶液：称量NaOH固体溶于ddH2O,并超声助溶得NaOH溶液；Ⅱ，取ZGO粉末，加入5mmol/L的NaOH溶液，超声5min，然后将液体转入茄形瓶，搅拌24h得反应液；Ⅲ，离心上步反应液，收集沉淀物，于60℃烘箱中干燥，收集ZGO-OH粉末待用；Ⅵ，复溶，将上一步收集的ZGO-OH粉末溶于8mlDMF，同时加入APTES,避光搅拌24h后，离心，弃去上清液，再加入DMF复溶得复溶液。
步骤2，Ⅰ，活化四羧酸酞菁锌[Zn(Ⅱ) -2, 9, 16, 23- tertracarboxamide-phthalocyanine,简称ZnPc(COOH)4]；取茄形瓶，用锡箔纸包裹严格避光，加入DMF溶液，随后分别于暗室称量加入 ZnPc(COOH)4c、EDC、NHS，超声助溶后于室温搅拌2h制得ZnPc(COOH)4活化液。
步骤3，Ⅰ，将步骤1 (Ⅵ)制取的复溶液加入步骤2，(Ⅰ)制取的 ZnPc(COOH)4活化液；Ⅱ，加入甲氧基PEG5000及羟苯基丙酸-N羟基琥珀酰亚安酯，避光搅拌24h。
步骤4，收集上步避光搅拌24h的液体，离心，随后加入DMF复溶再离心，重复两次，最后置于60℃烘箱中干燥，收集ZGO- ZnPc(COOH)4粉末于LEP管，避光待用。
二，131I-ZGO- ZnPc(COOH)4的制备。
步骤1，idogen涂覆管的制备，称取idogen粉末，溶解于二氯甲烷得idogen液体，然后分别取idogen液体加入lEP管，将EP管放于通风橱内自然风干；步骤2，每次标记时，称取步骤一制取的ZGO- ZnPc(COOH)4粉末，精确量取相应mGi/uGi的131I，一起加入上步制备的idogen涂覆管内，置于振荡仪，振荡，反应完成，此时得131I-ZGO- ZnPc(COOH)4。
所述ZGO- ZnPc(COOH)4的制备是。
步骤1，Ⅰ，配制5mmol/L的NaOH溶液：称量0.1gNaOH固体溶于500mlddH2O,并超声助溶；Ⅱ，取15mg的ZGO粉末，加入150ml 的5mmol/L的NaOH溶液，超声5min，然后将液体转入200ml茄形瓶，1200rpm搅拌24h反应液；Ⅲ，离心：取50ml离心管，每次取20ml 上步反应液，11000rpm，30min，收集沉淀物，于60℃烘箱中干燥，收集ZGO-OH粉末待用；Ⅵ，将上步ZGO-OH粉末溶于8mlDMF，同时加入60μlAPTES,避光搅拌24h后，11000rpm离心，弃去上清液，再加入3mlDMF复溶得复溶液。
步骤2，Ⅰ，活化四羧酸酞菁锌[Zn(Ⅱ) -2, 9, 16, 23- tertracarboxamide-phthalocyanine,简称ZnPc(COOH)4]：取25ml茄形瓶，用锡箔纸包裹严格避光，加入8mlDMF溶液，随后分别于暗室称量加入10mgZnPc(COOH)4c、30mgEDC、30mgNHS，超声助溶1min后于室温搅拌1200rpm 2h制得ZnPc(COOH)4活化液。
步骤3：Ⅰ，步骤1 (Ⅵ)制取的3ml复溶液中加入步骤2，(Ⅰ)制取的 ZnPc(COOH)4活化液；Ⅱ，加入60mg的甲氧基PEG5000及14mg的羟苯基丙酸-N羟基琥珀酰亚安酯，避光搅拌24h。
步骤4：收集上步避光搅拌24h的液体，11000rpm离心30min，随后加入4mlDMF复溶再离心，重复两次，最后置于60℃烘箱中干燥，收集ZGO- ZnPc(COOH)4粉末于2mLEP管，避光待用。
所述131I-ZGO- ZnPc(COOH)4的制备是：步骤1，idogen涂覆管的制备：称取4mg的idogen粉末，溶解于8ml的二氯甲烷得液体，然后分别取200μl液体加入1.5mlEP管，将EP管放于通风橱内自然风干；步骤2，每次标记时，取适量ZGO- ZnPc(COOH)4，粉末，精确量取相应mGi/uGi的131I，一起加入上步制备的idogen涂覆管内，置于振荡仪，常温低速振荡5~10min，反应完成，此时得131I-ZGO- ZnPc(COOH)4。
如图1所示，本发明具有内照射及光动力双重治疗和双模态显像作用的长余辉纳米材料及其制备方法是。
一：ZGO- ZnPc(COOH)4的制备。
步骤1：Ⅰ配制5mmol/L的NaOH溶液，(称量0.1gNaOH固体溶于500mlddH2O,超声助溶)；Ⅱ取15mg的ZGO粉末，加入150ml 的5mmol/L的NaOH溶液，超声5min，然后将液体转入200ml茄形瓶，搅拌24h（1200rpm）；Ⅲ离心取50ml离心管，每次取20ml step1-II中的反应液，11000rpm，30min，收集沉淀物，于60℃烘箱中干燥，收集待用。后复溶于DMF溶液，浓度为：Ⅵ将上一步收集的ZGO-OH粉末溶于8mlDMF，同时加入60μlAPTES,避光搅拌24h后，离心（11000rpm），弃去上清液，再加入3mlDMF复溶得复溶液。
步骤2：Ⅰ活化四羧酸酞菁锌[Zn(Ⅱ) -2, 9, 16, 23- tertracarboxamide-phthalocyanine,简称ZnPc(COOH)4]；取25ml茄形瓶A，用锡箔纸包裹严格避光，加入8mlDMF溶液，随后分别于暗室称量10mg ZnPc(COOH)4c、30mgEDC、30mgNHS，超声助溶1min后于室温搅拌2h（1200rpm）得ZnPc(COOH)4活化液。
步骤3：Ⅰ将步骤1 (Ⅵ)中制得的3ml茄形瓶内复溶液加入上步制得的ZnPc(COOH)4活化液；Ⅱ向茄形瓶内加入60mg的甲氧基PEG5000及14mg的【羟苯基丙酸-N羟基琥珀酰亚安酯】，避光搅拌24h。
步骤4：收集上步茄形瓶内避光搅拌24h的液体，离心（11000rpm）30min，随后加入4mlDMF复溶再离心，重复两次，最后置于60℃烘箱中干燥，收集ZGO- ZnPc(COOH)4粉末于2mLEP管，避光待用。
二：131I-ZGO- ZnPc(COOH)4的制备。
步骤1：idogen涂覆管的制备：称取4mg的idogen粉末，溶解于8ml的二氯甲烷，然后分别取200μl液体加入1.5mlEP管，将EP管放于通风橱内自然风干。
步骤2：每次标记时，取适量ZGO- ZnPc(COOH)4粉末，精确量取相应mGi/uGi的131I，一起加入idogen涂覆管，置于振荡仪，常温低速振荡5~10 min，反应完成，此时得131I-ZGO-ZnPc(COOH)4，即是本发明具有内照射及光动力双重治疗和双模态显像作用的长余辉纳米材料。
三：ZGO- ZnPc(COOH)4结构的验证，如图2所示。通过对ZGO、ZnPc(COOH)4、
ZGO-ZnPc(COOH)4的三种材料的红外光谱进行分析，标志性C=0stretching、N-Hbending，可以确定材料ZGO-ZnPc(COOH)4合成成功。
以上述131I-ZGO- ZnPc(COOH)4复合纳米光敏材料为例，实验结果表明，其基本性能如下。
1. 131I-ZGO-ZnPc(COOH)4在4T1皮下荷瘤模型小鼠SPECT显像。
4T1皮下荷瘤模型小鼠用8周大的正常雌性BALB/c小鼠(约20 g)，于脱毛后的右后肢上方注射4T1细胞。种瘤后饲养一周后（v≈150m3）进行评价。对建立的4T1皮下荷瘤模型小鼠进行SPECT显像，于每只小鼠肿瘤原位注射约3.7MBqZGO- ZnPc(COOH)4-131I，于注射后1 h、3day、5day、7day、14day用异氟烷进行吸入式麻醉，俯卧固定后进行静态扫描成像。肿瘤部位SPECT/CT断层成像及融合图像结果如图3所示。由显像结果可知，小鼠肿瘤部位有明显的放射性浓集影。甲状腺、肝脏、肾脏等脏器的放射性信号较低。由断层及融合图像可见，肿瘤部位的高亮信号可以明确指出肿瘤部位的位置及大致大小、轮廓，这使得追踪监测此类显像剂在肿瘤病灶位置及特征方面存在潜在的应用价值。
2.131I-ZGO- ZnPc(COOH)4在4T1皮下荷瘤模型小鼠IVIS活体显像。
4T1皮下荷瘤模型小鼠的制备、显像条件同上。由图4所示显像结果可知，小鼠肿瘤部位有明显的放射性浓集影。甲状腺、肝脏、肾脏等脏器的放射性信号较低。肿瘤部位的高亮信号可以明确指出肿瘤的位置及大致大小、轮廓，这使得追踪监测此类显像剂在肿瘤病灶位置及特征方面存在潜在的应用价值。
3.131I- ZGO- ZnPc(COOH)4在4T1皮下荷瘤模型小鼠治疗的监测。
4T1皮下荷瘤模型小鼠的制备同上。取四只肿瘤体积相似的小鼠，分成四组，每只小鼠肿瘤原位分别注射约生理盐水、3.7MBq 131I-ZGO、3.7MBq 131I-ZGO、3.7MBq 131I-ZnPc(COOH)4、3.7MBq 131I-ZGO- ZnPc(COOH)4。注射后14天，用异氟烷进行吸入式麻醉，侧卧进行拍照。结果如图5所示。由图可知，相较于其他3组，注射131I-ZGO- ZnPc(COOH)4的小鼠肿瘤体积明显更小，材料的治疗/抑制作用更明显。
通过以上试验，可以证明本发明的有益效果是：（1）本发明的复合长余晖纳米光敏剂，通过共价结合偶联活性官能团，具有良好的化学稳定性和生物分布性质，比活度高，制备方法简便易行，可用于进行浅表肿瘤模型SPECT/IVIS活体成像及治疗监测。（2）本发明的复合长余晖纳米光敏剂，基于放射性核素131I的契伦科夫辐射，通过将光敏剂四羧酸酞菁锌ZnPc(COOH)4与具有下转换作用的长余晖纳米颗粒ZnGa2O4:Cr(ZGO)共价结合，初步实现其在4T1皮下荷瘤鼠的三模态成像及内照射、光动力联合治疗的尝试探索。
总之，本发明具有内照射及光动力双重治疗和双模态显像作用的长余辉纳米材料及其制备方法具有内照射及光动力双重治疗，兼具SPECT、IVIS双模态显像作用，和化学稳定性和生物分布性好，比活度高的优点。

Claims (10)

1.一种具有内照射及光动力双重治疗和双模态显像作用的长余辉纳米材料，其特征在于是由下列步骤制成的131I-ZGO- ZnPc(COOH)4：
一，ZGO- ZnPc(COOH)4的制备：
步骤1，Ⅰ，配制NaOH溶液：称量NaOH固体溶于ddH2O,并超声助溶得；Ⅱ，取ZGO粉末，加入NaOH溶液，超声，然后将液体转入茄形瓶，搅拌得反应液；Ⅲ，离心上步反应液，收集沉淀物，于烘箱中干燥，收集ZGO-OH粉末待用；Ⅵ，复溶，将上一步收集的ZGO-OH粉末溶于DMF，同时加入APTES,避光搅拌后，离心，弃去上清液，再加入DMF复溶得复溶液；
步骤2，Ⅰ，活化四羧酸酞菁锌[Zn(Ⅱ) -2, 9, 16, 23- tertracarboxamide-phthalocyanine,简称ZnPc(COOH)4]；取茄形瓶，用锡箔纸包裹严格避光，加入DMF溶液，随后分别于暗室称量加入 ZnPc(COOH)4c、EDC、NHS，超声助溶后于室温搅拌制得ZnPc(COOH)4活化液；
步骤3，Ⅰ，将步骤1 (Ⅵ)制取的复溶液加入步骤2，(Ⅰ)制取的 ZnPc(COOH)4活化液；Ⅱ，加入甲氧基PEG5000及羟苯基丙酸-N羟基琥珀酰亚安酯，避光搅拌；
步骤4，收集上步避光搅拌的液体，离心，随后加入DMF复溶再离心，重复两次，最后置于烘箱中干燥，收集ZGO- ZnPc(COOH)4粉末于LEP管，避光待用；
二，131I-ZGO- ZnPc(COOH)4的制备：
步骤1，idogen涂覆管的制备，称取idogen粉末，溶解于二氯甲烷得idogen液体，然后分别取idogen液体加入EP管，将EP管放于通风橱内自然风干；步骤2，每次标记时，称取步骤一制取的ZGO- ZnPc(COOH)4粉末，精确量取相应mGi/uGi的131I，一起加入上步制备的idogen涂覆管内，置于振荡仪，振荡，反应完成，此时得131I-ZGO- ZnPc(COOH)4。
2.根据权利要求1所述长余辉纳米材料，其特征在于所述ZGO- ZnPc(COOH)4制备的步骤1的Ⅰ-Ⅱ是：Ⅰ，配制5mmol/L的NaOH溶液：称量0.1gNaOH固体溶于500mlddH2O,并超声助溶；Ⅱ，取15mg的ZGO粉末，加入150ml 的5mmol/L的NaOH溶液，超声5min，然后将液体转入200ml茄形瓶，1200rpm搅拌24h反应液。
3.根据权利要求2所述长余辉纳米材料，其特征在于ZGO- ZnPc(COOH)4制备的步骤1的Ⅲ-Ⅵ是：Ⅲ，离心：取50ml离心管，每次取20ml 上步反应液，11000rpm，30min，收集沉淀物，于60℃烘箱中干燥，收集ZGO-OH粉末待用；Ⅵ，将上步ZGO-OH粉末溶于8mlDMF，同时加入60μlAPTES,避光搅拌24h后，11000rpm离心，弃去上清液，再加入3mlDMF复溶得复溶液。
4.根据权利要求1－3任一所述长余辉纳米材料，其特征在于所述ZGO- ZnPc(COOH)4制备的步骤2是：Ⅰ，活化四羧酸酞菁锌ZnPc(COOH)4：取25ml茄形瓶，用锡箔纸包裹严格避光，加入8mlDMF溶液，随后分别于暗室称量加入10mgZnPc(COOH)4c、30mgEDC、30mgNHS，超声助溶1min后于室温搅拌1200rpm 2h制得ZnPc(COOH)4活化液。
5.根据权利要求4所述长余辉纳米材料，其特征在于ZGO- ZnPc(COOH)4制备的步骤3是：Ⅰ，步骤1 (Ⅵ)制取的3ml复溶液中加入步骤2，(Ⅰ)制取的 ZnPc(COOH)4活化液；Ⅱ，加入60mg的甲氧基PEG5000及14mg的羟苯基丙酸-N羟基琥珀酰亚安酯，避光搅拌24h。
6.根据权利要求5所述长余辉纳米材料，其特征在于ZGO- ZnPc(COOH)4制备的步骤4是：收集上步避光搅拌24h的液体，11000rpm离心30min，随后加入4mlDMF复溶再离心，重复两次，最后置于60℃烘箱中干燥，收集ZGO- ZnPc(COOH)4粉末于2mLEP管，避光待用。
7.根据权利要求1－3任一所述长余辉纳米材料，其特征在于所述131I-ZGO- ZnPc(COOH)4制备的步骤1是：idogen涂覆管的制备：称取4mg的idogen粉末，溶解于8ml的二氯甲烷得液体，然后分别取200μl液体加入1.5mlEP管，将EP管放于通风橱内自然风干。
8.根据权利要求7所述长余辉纳米材料，其特征在于131I-ZGO- ZnPc(COOH)4制备的步骤2是：每次标记时，取适量ZGO- ZnPc(COOH)4，粉末，精确量取相应mGi/uGi的131I，一起加入上步制备的idogen涂覆管内，置于振荡仪，常温低速振荡5~10 min，反应完成，此时得131I-ZGO- ZnPc(COOH)4。
9.权利要求1所述具有内照射及光动力双重治疗和双模态显像作用的长余辉纳米材料的制备方法，其特征在于步骤如下：
一，ZGO- ZnPc(COOH)4的制备：
步骤1，Ⅰ，配制NaOH溶液：称量NaOH固体溶于ddH2O,并超声助溶；Ⅱ，取ZGO粉末，加入NaOH溶液，超声，然后将液体转入茄形瓶，搅拌得反应液；Ⅲ，离心上步反应液，收集沉淀物，于烘箱中干燥，收集ZGO-OH粉末待用；Ⅵ，复溶，将上一步收集的ZGO-OH粉末溶于DMF，同时加入APTES,避光搅拌后，离心，弃去上清液，再加入DMF复溶得复溶液；
步骤2，Ⅰ，活化四羧酸酞菁锌[Zn(Ⅱ) -2, 9, 16, 23- tertracarboxamide-phthalocyanine,简称ZnPc(COOH)4]；取茄形瓶，用锡箔纸包裹严格避光，加入DMF溶液，随后分别于暗室称量加入 ZnPc(COOH)4c、EDC、NHS，超声助溶后于室温搅拌制得ZnPc(COOH)4活化液；
步骤3，Ⅰ，将步骤1 (Ⅵ)制取的复溶液加入步骤2，(Ⅰ)制取的 ZnPc(COOH)4活化液；Ⅱ，加入甲氧基PEG5000及羟苯基丙酸-N羟基琥珀酰亚安酯，避光搅拌；
步骤4，收集上步避光搅拌的液体，离心，随后加入DMF复溶再离心，重复两次，最后置于烘箱中干燥，收集ZGO- ZnPc(COOH)4粉末于LEP管，避光待用；
二，131I-ZGO- ZnPc(COOH)4的制备：
步骤1，idogen涂覆管的制备，称取idogen粉末，溶解于二氯甲烷得idogen液体，然后分别取idogen液体加入EP管，将EP管放于通风橱内自然风干；步骤2，每次标记时，称取步骤一制取的ZGO- ZnPc(COOH)4粉末，精确量取相应mGi/uGi的131I，一起加入上步制备的idogen涂覆管内，置于振荡仪，振荡，反应完成，此时得131I-ZGO- ZnPc(COOH)4。
10.根据权利要求9所述制备方法，其特征在于所述ZGO- ZnPc(COOH)4制备的步骤1的Ⅰ-Ⅱ是：Ⅰ，配制5mmol/L的NaOH溶液：称量0.1gNaOH固体溶于500mlddH2O,并超声助溶；Ⅱ，取15mg的ZGO粉末，加入150ml 的5mmol/L的NaOH溶液，超声5min，然后将液体转入200ml茄形瓶，1200rpm搅拌24h反应液。
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