CN110623940A - 硒/二氧化硅/金纳米复合粒子及其制备方法与应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种硒/二氧化硅/金纳米复合粒子及其制备方法与应用，先通过反相微乳液法合成主要由二氧化硅球以及散布在其中的Se量子点组成的硒/二氧化硅纳米球，再在其表面通过金种子生长法包覆介孔金壳制得硒/二氧化硅/金纳米复合粒子；采用该方法制得的纳米复合粒子主要由硒/多孔二氧化硅纳米球以及包覆在其表面的介孔金壳组成，硒/多孔二氧化硅纳米球主要由多孔二氧化硅球以及散布在其中的Se量子点组成，硒/二氧化硅/金纳米复合粒子的平均粒径为90～100nm；最终制得的硒/二氧化硅/金纳米复合粒子用于光热治疗、药物缓释以及CT成像。本发明的方法，反应条件温和，制得的纳米复合粒子光热转换效率高，应用前景广阔。

Description

硒/二氧化硅/金纳米复合粒子及其制备方法与应用
技术领域
本发明属于纳米复合粒子制备技术领域，涉及一种硒/二氧化硅/金纳米复合粒子及其制备方法与应用。
背景技术
近年来，受环境污染以及人们生活方式的变化等多方面的影响，癌症病例在逐年递增，癌症日益威胁着人们的健康。现有的癌症治疗方式主要有手术治疗、化学疗法和放射疗法等，而这些方法并不能完全清除癌细胞并且会对机体正常组织和细胞造成严重的毒副作用。与此同时，基于纳米材料和纳米技术的光热治疗(photothermal therapy)引起了广泛的关注，光热材料能将近红外光转化为热效应，可以提高治疗效率且不产生副作用，这就催生出了“纳米医药”新领域。通过合理的载体设计和控制，进一步探索光热材料在生物医学中的应用是近年来研究的热点。
光热疗法(PTT)是一种非侵入性癌症治疗方法，通过PTT试剂将NIR光转化为热量，从而有效杀死癌细胞。在大多数研究的PTT试剂中，具有强表面等离子体共振(LSPR)的金纳米壳，因其出色的光热性质以及易于表面改性，而受到越来越多的关注。由于金的强X射线衰减能力，使其成为比碘基 CT造影剂更好的CT成像造影剂。PTT可以通过高温来直接消融实体肿瘤，然而，一些较大的肿瘤由于 NIR光照射不足，可能会导致治疗失败和肿瘤复发。此外，PTT期间大量ROS的产生会损伤治疗肿瘤区域周围的正常组织。
硒(Se)是人体必需的微量元素，在生理过程中起着关键作用。硒的补充可以提高免疫力，降低疾病发病率。活性氧(ROS)是一种包含氧的活性分子，高浓度的ROS往往导致细胞坏死或者凋亡。硒能以结合谷胱甘肽过氧化物酶的形式调节体内活性氧(ROS)的平衡，通过降低低浓度的ROS水平(正常细胞中)促进细胞生长，增加高浓度的ROS水平(肿瘤细胞中)，诱导细胞凋亡。由于癌细胞中的高 ROS水平(正常细胞的数十倍至数百倍)，因此，Se可以保护正常细胞免受ROS的损害，而诱导癌细胞的死亡。许多研究表明硒具有极好的抗癌作用，硒也被用于通过使细胞对抗癌药物敏感来促进药物发挥作用。然而，在临床医学中硒的直接使用存在一些局限性，例如Se的安全使用范围非常小，在短时间内消除实体瘤的效果不是那么有效。
Se可以有效抑制癌细胞的生长和转移，特别是具有调节肿瘤和正常组织中ROS水平的独特能力，使其成为保护治疗肿瘤附近健康组织的绝佳选择，Se和PTT的组合是癌症治疗的一种良好解决方案。
因此，研究Se与PTT协同以维持高疗效同时避免引起ROS介导的健康细胞死亡的副作用具有十分重要的意义。
发明内容
本发明的目的是解决现有技术中存在的上述问题，提供一种硒/二氧化硅/金纳米复合粒子及其制备方法与应用。本发明的纳米复合粒子通过金种子生长法合成，该过程条件温和且制得的纳米复合粒子尺寸均一，其在CT成像、药物缓释和光热治疗方面具有广阔的应用前景；通过近红外激光照射进行光热治疗，同时硒的缓慢释放可以完全消除肿瘤，防止肿瘤的转移和复发，并以CT成像引导的同步诊断，使其进一步达到理想的治疗效果。
为达到上述目的，本发明采用的方案如下：
硒/二氧化硅/金纳米复合粒子的制备方法，先通过反相微乳液法合成主要由二氧化硅球以及散布在其中的Se量子点组成的硒/二氧化硅纳米球，再在其表面通过金种子生长法包覆介孔金壳制得硒/二氧化硅/金纳米复合粒子；
由于金壳生长溶液浓度过小或者金壳生长时间过短会使得金壳生长过于稀疏，而金壳生长溶液浓度过大或者金壳生长时间过长会使得金壳生长过于紧密，本发明通过同时控制金壳生长溶液浓度及金壳生长时间得到了介孔金壳(介孔金壳是指孔径介于2～50nm的一类多孔金壳)，金壳的孔径过大，容易导致多孔二氧化硅以及化疗药物阿霉素无法包覆在金壳内，会泄漏出去，金壳的孔径过小，Se及阿霉素可能无法释放出去，只有金壳的孔径处于2～50nm的范围内才能保证Se可以缓慢的释放出来，阿霉素也可以在处于酸性环境下快速释放出来(由于阿霉素在酸性环境中溶解度增大)；通过金种子生长法包覆介孔金壳时，采用的金壳生长溶液主要由水、K2CO3和HAuCl4溶液组成，HAuCl4溶液的浓度为1～5wt％， HAuCl4溶液与水的体积比为1～3:100，K2CO3与水的质量体积比为1～8mg:4mL，金壳生长时间为 2～30min；
二氧化硅可在碱性条件下被刻蚀，由于金壳的碱性生长环境，生长同时可将二氧化硅刻蚀，硒/二氧化硅纳米球逐渐变为硒/多孔二氧化硅纳米球，使得金壳内部的二氧化硅具有较大孔洞，Se可先后穿过二氧化硅纳米球和介孔金壳得到缓慢释放；
硒/二氧化硅/金纳米复合粒子在波长为808nm的激光照射下，光热转换效率为18.8～45.1％， Se@SiO2@Au-PEG复合纳米粒子的光热转换效率计算公式如下：
t＝-τsln(θ)；
其中，Tmax和Tsurr分别表示最大温度和环境温度，单位为℃，I表示激光功率，单位为mW，A808 表示该纳米粒子在808nm处激光照射时的紫外吸收，此处无单位，h为导热系数，单位为mW/(℃·m2)， S为容器表面积，单位为m2，Qdis表示溶剂和容器吸收的热量，单位为mW，τs表示样品系统的时间常数，无单位，mD表示溶剂的质量，单位为g，cD表示溶剂的热能，单位为J/(g·℃)；采用波长为808nm 且安全功率密度为1.0W/cm2的激光照射120s后，温度上升20～30℃。
现有技术首先合成金纳米棒，并在外面包覆二氧化硅，然后将硒包覆在外面，制得硒/二氧化硅/金纳米复合材料，由于硒包覆在外面，无法进行缓慢释放，难以有效发挥其作用；本发明首先合成硒/二氧化硅纳米球，然后在外面通过金种子生长法包覆介孔金壳，得到硒/二氧化硅/金纳米复粒子，形貌均一，由于外面介孔金壳及二氧化硅壳的存在，具有持续缓慢释放硒的特性，共～4.69％(～46.0μg)的硒在60小时内释放，硒的存在可以降低光热治疗对周围组织带来的副作用，起到保护正常细胞的作用，光热治疗效果好，同时具有优良的CT成像能力，起到引导治疗的作用。
作为优选的方案：
如上所述的硒/二氧化硅/金纳米复合粒子的制备方法，具体步骤如下：
(1)合成硒/二氧化硅纳米球Se@SiO2；
(2)分别将THPC溶液和NaOH溶液与水充分混合，向其中注入HAuCl4溶液，在一定温度条件下反应一段时间得到棕色Au种子溶液；
(3)将Se@SiO2的乙醇分散液与APTES混合进行表面氨基化处理得到表面带正电的Se@SiO2分散液，同时调节Au种子溶液的pH值至4～6后，将表面带正电的Se@SiO2分散液和Au种子溶液混合在一定温度条件下反应一段时间得到Se@SiO2@Auseeds纳米复合物；
(4)将水、K2CO3和HAuCl4溶液混合均匀后保持一段时间得到金壳生长溶液；
(5)将Se@SiO2@Auseeds纳米复合物和金壳生长溶液混合后，加入PVP溶液和甲醛反应一段时间后得到Se@SiO2@Aushell纳米复合物，一段时间即为金壳生长时间；
(6)在搅拌条件下将Se@SiO2@Aushell纳米复合物加入PEG-SH水溶液中反应一段时间得到 Se@SiO2@Au-PEG，即为硒/二氧化硅/金纳米复合粒子。
如上所述的硒/二氧化硅/金纳米复合粒子的制备方法，步骤(1)具体如下：
(1.1)将硒粉分散于油酸中，加热至100～120℃同时通氮气5～10min除去氧气和水分后，升温至 200～300℃，在搅拌条件下保持25～35min，得到淡黄色Se-OA前驱体，其中，硒粉与油酸的质量体积比为5～10mg:1mL；
(1.2)将CuCl溶解在油胺和油酸的混合溶剂中得到混合溶液，加热至100～120℃同时通氮气 5～10min除去氧气和水分后，升温至180～280℃，在搅拌条件下保持2～15min，向其中注入Se-OA前驱体，继续搅拌2～15min，生成Cu2-xSe，x为0～1，其中，混合溶剂中油酸与油胺的体积比为1:1，CuCl 与混合溶剂的质量体积比为2～8mg:1mL，步骤(1.1)中的硒粉与步骤(1.2)中的CuCl的质量比为1:1～1.5；
(1.3)将Cu2-xSe分散在正己烷中得到浓度为1～10mg/mL的Cu2-xSe分散液；
(1.4)将正己烷、正己醇、Triton X-100和去离子水混合均匀至透明状，向其中加入Cu2-xSe分散液，反应2～10min后，向其中滴加TEOS和氨水，继续反应2～48h后，加入乙醇破乳得到Se@SiO2，其中，正己烷、正己醇、Triton X-100、去离子水、Cu2-xSe分散液、TEOS和氨水的体积比为 120～170:10～20:10～20:5～8:15～20:1～5:1，TEOS和氨水的滴加速度为1～3d/s，乙醇的体积与正己烷、正己醇、Triton X-100、去离子水、Cu2-xSe分散液、TEOS和氨水的总体积之比为1:20～30。
如上所述的硒/二氧化硅/金纳米复合粒子的制备方法，步骤(2)中，NaOH溶液的浓度为0.2～5M， HAuCl4溶液的浓度为1～5wt％，THPC溶液的纯度为20％，THPC溶液、NaOH溶液、水与HAuCl4溶液的体积比为1:20～70:2000～4000:100～200，一定温度为室温(23±2℃)，一段时间为2～12h。
如上所述的硒/二氧化硅/金纳米复合粒子的制备方法，步骤(3)中，Se@SiO2的乙醇分散液的浓度为0.5～20mg/mL，Se@SiO2的乙醇分散液与APTES的体积比为10～15:1，表面氨基化处理的时间为 2～24h，调节Au种子溶液的pH值采用浓度为0.1～3M的HCl溶液，表面带正电的Se@SiO2分散液与 Au种子溶液的体积比为1:10～15，一定温度为室温，一段时间为2～24h。
如上所述的硒/二氧化硅/金纳米复合粒子的制备方法，步骤(4)中，一段时间为2～30min。
如上所述的硒/二氧化硅/金纳米复合粒子的制备方法，步骤(5)中，Se@SiO2@Auseeds纳米复合物和金壳生长溶液的质量体积比为0.5～5mg:50mL，PVP溶液的浓度为1mg/mL，PVP溶液与金壳生长溶液的体积比为10～50:1，甲醛与金壳生长溶液的体积比为1:2～50。
如上所述的硒/二氧化硅/金纳米复合粒子的制备方法，步骤(6)中，Se@SiO2@Aushell纳米复合物与PEG-SH水溶液的质量体积比为1～10mg:5～20mL，PEG-SH水溶液浓度为0.1～5mg/mL。
本发明还提供了采用如上任一项所述的硒/二氧化硅/金纳米复合粒子的制备方法制得的硒/二氧化硅 /金纳米复合粒子，主要由硒/多孔二氧化硅纳米球以及包覆在其表面的介孔金壳组成，硒/多孔二氧化硅纳米球主要由多孔二氧化硅球以及散布在其中的Se量子点组成；硒/二氧化硅/金纳米复合粒子的平均粒径为90～100nm，硒/多孔二氧化硅纳米球与介孔金壳的质量比为1～20:1，硒/多孔二氧化硅纳米球的平均粒径为40～70nm。
本发明还提供了如上所述的硒/二氧化硅/金纳米复合粒子的应用，硒/二氧化硅/金纳米复合粒子用于光热治疗、药物缓释以及CT成像。
有益效果：
(1)本发明的硒/二氧化硅/金纳米复合粒子的制备方法，反应条件温和，可以实现硒的缓慢释放，极具应用价值；
(2)本发明的硒/二氧化硅/金纳米复合粒子的制备方法制得的硒/二氧化硅/金纳米复合粒子，结构均一稳定，可以很好地辅助光热治疗消融肿瘤，同时也是很好的成像造影剂，能实现CT成像进而引导治疗，实现诊疗一体化；
(3)本发明的硒/二氧化硅/金纳米复合粒子的制备方法制得的硒/二氧化硅/金纳米复合粒子具有较大空腔，可以用于负载药物，实现化疗协同光热治疗，更好的消融肿瘤细胞。
附图说明
图1为本发明实施例1中的Se@SiO2@Au-PEG纳米粒子的低倍TEM图(放大倍数为40万倍)；
图2为本发明实施例1中的Se@SiO2@Au-PEG纳米粒子的高倍TEM图(放大倍数为200万倍)；
图3为本发明实施例1中的Se@SiO2@Au-PEG纳米复合粒子的XRD图；
图4为本发明实施例1中的Se@SiO2@Au-PEG纳米复合粒子的水合粒径图；
图5为本发明实施例1中的Se@SiO2@Au-PEG纳米复合粒子的紫外吸收图；
图6为本发明实施例1中的Se@SiO2@Au-PEG纳米复合粒子不同浓度下的光热性能图；
图7为本发明实施例1中的Se@SiO2@Au-PEG纳米复合粒子的升温温差图；
图8为本发明实施例1中的Se@SiO2@Au-PEG纳米复合粒子升温降温曲线图；
图9为本发明实施例1中的Se@SiO2@Au-PEG纳米复合粒子降温过程中时间对ln(θ)的线性方程；
图10为本发明实施例1中的Se@SiO2@Au-PEG纳米复合粒子载药后得到的 Se@SiO2@Au/DOX-PEG纳米复合物药物释放曲线图；
图11为本发明实施例1中的Beas-2B细胞(正常细胞)和A549细胞(肿瘤细胞)共培养模型；
图12为图11的共培养模型中，在A549细胞经不同光热治疗剂，SiO2@Au-PEG或者Se@SiO2@Au-PEG处理后，Beas-2B细胞的凋亡率；
图13为本发明实施例1中的Se@SiO2@Au-PEG纳米复合粒子CT信号图；
图14为本发明实施例1中的Se@SiO2@Au-PEG纳米复合粒子的硒释放图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，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。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，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。
实施例1
一种硒/二氧化硅/金纳米复合粒子及其制备方法，其过程是：
(1)合成硒/二氧化硅纳米球Se@SiO2；具体操作步骤如(1.1)～(1.4)：
(1.1)将43.5mg硒粉分散于油酸中，加热至120℃(T1)同时通氮气5min(t1)后，升温至280℃ (T2)，在搅拌条件下保持30min(t2)，得到Se-OA前驱体，其中，硒粉与油酸的质量体积比为8mg:1mL；
(1.2)将CuCl溶解在油胺和油酸的混合溶剂中得到混合溶液，加热至120℃(T3)同时通氮气5min(t3)后，升温至220℃(T4)，在搅拌条件下保持10min(t4)，向其中注入步骤(1.1)得到的Se-OA 前驱体，继续搅拌5min(t5)，生成Cu2-xSe，x为0～1，其中，混合溶剂中油酸与油胺的体积比为1:1， CuCl与混合溶剂的质量体积比为8mg:1mL，步骤(1.1)中的硒粉与步骤(1.2)中的CuCl的质量比为 1:1.2；
(1.3)将步骤(1.2)得到的Cu2-xSe分散在正己烷中得到浓度为10mg/mL的Cu2-xSe分散液；
(1.4)将正己烷、正己醇、Triton X-100和去离子水混合均匀至透明状，向其中加入步骤(1.3) 制得的Cu2-xSe分散液，反应5min(t6)后，向其中滴加0.18mL TEOS和0.18mL氨水，继续反应24h (t7)后，加入乙醇破乳得到Se@SiO2，其中，正己烷、正己醇、Triton X-100、去离子水、Cu2-xSe分散液、TEOS和氨水的体积比(体积比1)为167:17:17:5:17:1:1，TEOS和氨水的滴加速度为2d/s(d/s为滴每秒)，乙醇的体积与正己烷、正己醇、Triton X-100、去离子水、Cu2-xSe分散液、TEOS和氨水的总体积之比为1:25；
(2)合成棕色Au种子溶液：分别将12uL THPC溶液和NaOH溶液与水充分混合，向其中注入HAuCl4溶液，在室温条件下反应12h(t8)得到棕色Au种子溶液；其中，THPC溶液的纯度为20％，NaOH溶液的浓度为1M，HAuCl4溶液的浓度为1wt％，THPC溶液、NaOH溶液、水与HAuCl4溶液的体积比(体积比2)为1:42:3750:167；
(3)合成Se@SiO2@Auseeds纳米复合物：将步骤(1.4)得到的Se@SiO2的乙醇分散液与0.3mL APTES 混合进行表面氨基化处理得到表面带正电的Se@SiO2分散液，同时调节步骤(2)中的Au种子溶液的 pH值至5后，将表面带正电的Se@SiO2分散液和pH值调节后的Au种子溶液混合，在室温条件下反应 24h(t9)得到Se@SiO2@Auseeds纳米复合物，将所得的Se@SiO2@Auseeds纳米复合物离心并用去离子水洗涤三次；其中，Se@SiO2的乙醇分散液的浓度为10mg/mL，Se@SiO2的乙醇分散液与APTES的体积比为11:1，表面氨基化处理的时间为24h(t10)，调节Au种子溶液的pH值采用浓度为1M的HCl溶液，表面带正电的Se@SiO2分散液与Au种子溶液的体积比为1:13；
(4)配制金壳生长溶液：将100mL水、K2CO3和HAuCl4溶液混合均匀后保持30min(t11)得到金壳生长溶液；其中，HAuCl4溶液的浓度为1wt％，HAuCl4溶液与水的体积比为2:100，K2CO3与水的质量体积比为1mg:4mL；
(5)合成Se@SiO2@Aushell纳米复合物：将步骤(3)所得的Se@SiO2@Auseeds纳米复合物和步骤(4) 所得的金壳生长溶液混合后，加入PVP溶液和甲醛反应30min(t12)后得到Se@SiO2@Aushell纳米复合物，将所得的Se@SiO2@Aushell纳米复合物用去离子水洗涤三次；其中，Se@SiO2@Auseeds纳米复合物和金壳生长溶液的质量体积比为4mg:50mL，PVP溶液的浓度为1mg/mL，PVP溶液与金壳生长溶液的体积比为25:1，甲醛与金壳生长溶液的体积比为1:25～50；在搅拌条件下将Se@SiO2@Aushell纳米复合物加入PEG-SH水溶液中反应3h得到Se@SiO2@Au-PEG，即为硒/二氧化硅/金纳米复合粒子， Se@SiO2@Aushell纳米复合物与PEG-SH水溶液的质量体积比为5mg:15mL，PEG-SH水溶液浓度为 2mg/mL；
最终制得的硒/二氧化硅/金纳米复合粒子的平均粒径为95nm，水合平均粒径为185nm，硒/二氧化硅 /金纳米复合粒子在波长为808nm的激光照射下，光热转换效率为45.1％，采用波长为808nm且安全功率密度为1.0W/cm2的激光照射120s后，温度上升24.9℃，如图1～4所示，主要由硒/多孔二氧化硅纳米球以及包覆在其表面的介孔金壳组成，硒/多孔二氧化硅纳米球主要多孔二氧化硅球以及散布在其中的 Se量子点组成；硒/多孔二氧化硅纳米球与介孔金壳的质量比为10:1，硒/多孔二氧化硅纳米球的平均粒径为50nm。
将Se@SiO2@Au-PEG纳米复合粒子分散于水中，用紫外可见分光光度计测其在近红外处的吸收峰，如图5所示，可以看出，所制备的材料在近红外光区有较强较宽的吸收峰；
将该Se@SiO2@Au-PEG纳米复合粒子分散在去离子水中，形成浓度各为0、25μg/mL、50μg/mL、 100μg/mL、200μg/mL、400μg/mL的分散液，各分散液置于200μL离心管中，采用功率密度为1W/cm2，波长为808nm的激光辐照各分散液10min，记录各分散液在不同时间点的温度如图6所示，随辐照时间的增加，各分散液温度逐渐升高，而且浓度越高，升温速率越快，说明Se@SiO2@Au-PEG纳米复合粒子具有优异的光热转换性能；按照上述方法重新配置400μg/mL的分散液置于200μL离心管中，采用功率密度为1W/cm2，波长为808nm的激光辐照，当温度稳定后，关闭激光自由降温至室温；如图8为升温降温曲线图；图9为Se@SiO2@Au-PEG纳米复合粒子降温过程中时间对ln(θ)的线性方程曲线图，由此可计算光热转换效率，Se@SiO2@Au-PEG纳米复合粒子的光热转换效率计算公式如下：
t＝-τsln(θ) (3)
计算公式(1)～(3)中各符号的含义为：η——光热转换效率，％；h——导热系数，mW/(℃·m2)； S——容器表面积，m2；Tmax——最大温度，℃；Tsurr——环境温度，℃；Qdis——溶剂和容器吸收的热量，mW；I——激光功率，W；A808——该纳米粒子在808nm处激光照射时的紫外吸收，为1.382；mD——溶剂的质量，g；cD——溶剂的热能，J/(g·℃)；τs——样品系统的时间常数；
由图9中的对ln(θ)的线性方程及根据计算公式(3)可以得出τs为185.37；将τs为185.37，mD为0.2g， cD为4.2J/(g·℃)代入计算公式(2)可以得出hS为4.53mW/℃；将得到的hS为4.53mW/℃，Qdis为25.1 mW，Tmax为62.5℃，Tsurr为25.7℃，I为362.985mW，A808为1.382代入计算公式(1)可以得出η为 45.1％，即该Se@SiO2@Au-PEG纳米复合粒子的光热转换效率为45.1％；
采用波长为808nm且安全功率密度为1.0W/cm2的激光照射制得的Se@SiO2@Au-PEG纳米复合粒子 120s后，温度上升24.9℃，如图7所示，说明该Se@SiO2@Au-PEG纳米复合粒子可用于光热治疗。
通过CCK-8试剂盒对Se@SiO2@Au-PEG纳米复合粒子进行A549细胞和Beas-2B细胞活力影响的考察，具体方法如下：将A549(人非小细胞肺癌细胞)和Beas-2B(人正常肺上皮细胞)在6孔板中共同培养，如图11；A549首先在瓶底生长，Beas-2B细胞密度为6×104/mL置入上室中，于37℃和5％CO2浓度的细胞培养箱中培养；当光热试剂分别为SiO2@Au-PEG(制备步骤基本同Se@SiO2@Au-PEG，不同之处在于制备过程中未加入硒粉)和Se@SiO2@Au-PEG时，光热治疗24h后，Beas-2B细胞用PBS 清洗3次，检测细胞活力，Beas-2B细胞凋亡率的结果如图12，Control组不做处理，为对照组；也说明该Se@SiO2@Au-PEG纳米复合粒子可用于光热治疗。
将4mg Se@SiO2@Au-PEG纳米复合粒子与5mL 0.5mg/mL的DOX混合，室温下摇床中摇晃36h后；对其进行离心操作，并收集离心产物，该离心产物已负载药物DOX，表示为Se@SiO2@Au/DOX-PEG；再取4mg Se@SiO2@Au/DOX-PEG分散在pH值各为5.0、6.5和7.4的PBS中，每份PBS为5mL，分为激光照射组和没有激光照射组，在预定的时间，收集PBS上清液，用紫外可见分光光度计测量释放的药物含量，结果如图10(图中NIR代表近红外激光)，说明该Se@SiO2@Au-PEG纳米复合粒子近红外激光(NIR)照射可促进药物释放，并且肿瘤环境中(pH6.5)释放多于正常组织(pH 7.4)中，可用于药物缓释。
将Se@SiO2@Au-PEG纳米复合粒子分散在pH 6.5及7.4的PBS中，放入摇床，分别在时间点为4h、 8h、12、24h、48h、60h离心收集上清液，并同时在原PBS溶液中加入新的PBS溶液，将所收集的上清液采用ICP进行测试，测试的硒含量值如图14所示，从图可见，随着时间的延长，硒不断释放至溶液中，也证明该Se@SiO2@Au-PEG纳米复合粒子可用于药物缓释。
将该Se@SiO2@Au-PEG纳米复合粒子分别配制金浓度为10M、20M、40M、80M的水分散液，测试其CT成像性能；结果显示Au浓度越高，CT成像能力越好，CT成像能力与Au浓度呈正相关，如图 13所示，表明其具有优异的成像造影性能。
实施例2
一种硒/二氧化硅/金纳米复合粒子的应用，将实施例1制得的Se@SiO2@Au-PEG纳米复合粒子用于光热治疗，具体过程为：将Se@SiO2@Au-PEG纳米复合粒子溶于pH为7.4且浓度为1mg/mL的PBS溶液中，将200μL 溶液通过尾静脉打入小鼠体内，12h后待材料在肿瘤区高度富集后，使用功率密度为1W/cm2的808nm 激光照射肿瘤部位10min，进行光热治疗。
实施例3
一种硒/二氧化硅/金纳米复合粒子的应用，将实施例1制得的Se@SiO2@Au-PEG纳米复合粒子用于药物缓释，具体过程为：将4mg Se@SiO2@Au-PEG纳米复合粒子分散在4mL浓度为1mg/mL的DOX 溶液中，避光搅拌36～48h，离心收集，用去离子水洗涤3次以除去游离的DOX，形成 Se@SiO2@Au/DOX-PEG纳米复合粒子，将Se@SiO2@Au/DOX-PEG纳米复合粒子作用于机体。
实施例4
一种硒/二氧化硅/金纳米复合粒子的应用，将实施例1制得的Se@SiO2@Au-PEG纳米复合粒子用于 CT成像。
实施例5～11
实施例5～11中的反应过程与实施例1相同，不同之处在于反应参数设定不同，实施例5～11中硒/ 二氧化硅/金纳米复合粒子的制备参数及产品指标见表1和表2，其中，表1为步骤(1.1)～(1.4)中的反应参数，表2为步骤(2)～(6)中的反应参数，表3为步骤(1)～(6)中各个反应参数及其表达式的对应关系；实施例1中括号内的温度和时间序号沿用至实施例5～11中。
表1步骤(1.1)～(1.4)中的反应参数
表2步骤(2)～(6)中的反应参数
表3步骤(1)～(6)中各个反应参数及其表达式的对应关系

Claims (10)

1.硒/二氧化硅/金纳米复合粒子的制备方法，其特征是：先通过反相微乳液法合成主要由二氧化硅球以及散布在其中的Se量子点组成的硒/二氧化硅纳米球，再在其表面通过金种子生长法包覆介孔金壳制得硒/二氧化硅/金纳米复合粒子；
通过金种子生长法包覆介孔金壳时，采用的金壳生长溶液主要由水、K2CO3和HAuCl4溶液组成，HAuCl4溶液的浓度为1～5wt％，HAuCl4溶液与水的体积比为1～3:100，K2CO3与水的质量体积比为1～8mg:4mL，金壳生长时间为2～30min；
硒/二氧化硅/金纳米复合粒子在波长为808nm的激光照射下，光热转换效率为18.8～45.1％，采用波长为808nm且安全功率密度为1.0W/cm2的激光照射120s后，温度上升20～30℃。
2.根据权利要求1所述的硒/二氧化硅/金纳米复合粒子的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：
(1)合成硒/二氧化硅纳米球Se@SiO2；
(2)分别将THPC溶液和NaOH溶液与水充分混合，向其中注入HAuCl4溶液，在一定温度条件下反应一段时间得到Au种子溶液；
(3)将Se@SiO2的乙醇分散液与APTES混合进行表面氨基化处理得到表面带正电的Se@SiO2分散液，同时调节Au种子溶液的pH值至4～6后，将表面带正电的Se@SiO2分散液和Au种子溶液混合在一定温度条件下反应一段时间得到Se@SiO2@Auseeds纳米复合物；
(4)将水、K2CO3和HAuCl4溶液混合均匀后保持一段时间得到金壳生长溶液；
(5)将Se@SiO2@Auseeds纳米复合物和金壳生长溶液混合后，加入PVP溶液和甲醛反应一段时间后得到Se@SiO2@Aushell纳米复合物，一段时间即为金壳生长时间；
(6)在搅拌条件下将Se@SiO2@Aushell纳米复合物加入PEG-SH水溶液中反应一段时间得到Se@SiO2@Au-PEG，即为硒/二氧化硅/金纳米复合粒子。
3.根据权利要求2所述的硒/二氧化硅/金纳米复合粒子的制备方法，其特征在于，步骤(1)具体如下：
(1.1)将硒粉分散于油酸中，加热至100～120℃同时通氮气5～10min后，升温至200～300℃，在搅拌条件下保持25～35min，得到Se-OA前驱体，其中，硒粉与油酸的质量体积比为5～10mg:1mL；
(1.2)将CuCl溶解在油胺和油酸的混合溶剂中得到混合溶液，加热至100～120℃同时通氮气5～10min后，升温至180～280℃，在搅拌条件下保持2～15min，向其中注入Se-OA前驱体，继续搅拌2～15min，生成Cu2-xSe，x为0～1，其中，混合溶剂中油酸与油胺的体积比为1:1，CuCl与混合溶剂的质量体积比为2～8mg:1mL，步骤(1.1)中的硒粉与步骤(1.2)中的CuCl的质量比为1:1～1.5；
(1.3)将Cu2-xSe分散在正己烷中得到浓度为1～10mg/mL的Cu2-xSe分散液；
(1.4)将正己烷、正己醇、Triton X-100和去离子水混合均匀至透明状，向其中加入Cu2-xSe分散液，反应2～10min后，向其中滴加TEOS和氨水，继续反应2～48h后，加入乙醇破乳得到Se@SiO2，其中，正己烷、正己醇、Triton X-100、去离子水、Cu2-xSe分散液、TEOS和氨水的体积比为120～170:10～20:10～20:5～8:15～20:1～5:1，TEOS和氨水的滴加速度为1～3d/s，乙醇的体积与正己烷、正己醇、Triton X-100、去离子水、Cu2-xSe分散液、TEOS和氨水的总体积之比为1:20～30。
4.根据权利要求2所述的硒/二氧化硅/金纳米复合粒子的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，NaOH溶液的浓度为0.2～5M，HAuCl4溶液的浓度为1～5wt％，THPC溶液的纯度为20％，THPC溶液、NaOH溶液、水与HAuCl4溶液的体积比为1:20～70:2000～4000:100～200，一定温度为室温，一段时间为2～12h。
5.根据权利要求2所述的硒/二氧化硅/金纳米复合粒子的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，Se@SiO2的乙醇分散液的浓度为0.5～20mg/mL，Se@SiO2的乙醇分散液与APTES的体积比为10～15:1，表面氨基化处理的时间为2～24h，调节Au种子溶液的pH值采用浓度为0.1～3M的HCl溶液，表面带正电的Se@SiO2分散液与Au种子溶液的体积比为1:10～15，一定温度为室温，一段时间为2～24h。
6.根据权利要求2所述的硒/二氧化硅/金纳米复合粒子的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，一段时间为2～30min。
7.根据权利要求2所述的硒/二氧化硅/金纳米复合粒子的制备方法，其特征在于，步骤(5)中，Se@SiO2@Auseeds纳米复合物和金壳生长溶液的质量体积比为0.5～5mg:50mL，PVP溶液的浓度为1mg/mL，PVP溶液与金壳生长溶液的体积比为10～50:1，甲醛与金壳生长溶液的体积比为1:2～50。
8.根据权利要求2所述的硒/二氧化硅/金纳米复合粒子的制备方法，其特征在于，步骤(6)中，Se@SiO2@Aushell纳米复合物与PEG-SH水溶液的质量体积比为1～10mg:5～20mL，PEG-SH水溶液浓度为0.1～5mg/mL。
9.采用如权利要求1～8任一项所述的硒/二氧化硅/金纳米复合粒子的制备方法制得的硒/二氧化硅/金纳米复合粒子，其特征是：主要由硒/多孔二氧化硅纳米球以及包覆在其表面的介孔金壳组成，硒/多孔二氧化硅纳米球主要由多孔二氧化硅球以及散布在其中的Se量子点组成；硒/二氧化硅/金纳米复合粒子的平均粒径为80～110nm，硒/多孔二氧化硅纳米球与介孔金壳的质量比为1～50:1，硒/多孔二氧化硅纳米球的平均粒径为40～70nm。
10.如权利要求9所述的硒/二氧化硅/金纳米复合粒子的应用，其特征在于，硒/二氧化硅/金纳米复合粒子用于光热治疗、药物缓释以及CT成像。
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