一种x射线可激活纳米颗粒制备方法及其应用

本发明属于光学生物成像，尤其涉及一种x射线可激活纳米颗粒制备方法及其应用。

背景技术：

1、在临床治疗中，放射治疗(radiotherapy,rt)作为一种主要的治疗手段，通过使用x射线等高能辐射来损伤肿瘤细胞的dna，导致肿瘤细胞死亡或抑制其生长。然而，传统的放射治疗存在一些局限性，包括高剂量x射线对正常组织的毒副作用，以及肿瘤微环境(tumormicroenvironment,tme)的免疫抑制特性，这可能导致肿瘤未能彻底根除，甚至发生转移和复发。

2、为了解决这些挑战，现提供一种包括开发x射线控制的药物活化系统，以提高放射治疗的敏感性并减轻全身毒性。x射线介导的原药活化技术利用电离辐射驱动的化学反应来控制化疗药物的释放，从而有望实现精确的治疗效果，即在肿瘤部位"实时"释放药物，而不影响周围健康组织。

3、需要说明的是，上述内容属于发明人的技术认知范畴，并不必然构成现有技术。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种x射线可激活纳米颗粒制备方法及其应用，制备的放射敏化纳米颗粒具有四层结构及生物膜伪装，其多层结构可以在保护核心的同时在外壳附着功能化分子，其中中空结构增加药物载荷能力，表面修饰的氨基(-nh2)官能团提高纳米颗粒的生物相容性和靶向性，其表面修饰的生物膜有利于逃避免疫系统的侦察，并增加靶向聚集和滞留时间。此外，lns-rs通过生成过氧化亚硝酸盐(onoo-)，增强了放射治疗对dna的破坏作用，进一步提高治疗效率；lns-rs通过调节tans的表型，增强了肿瘤对放射治疗的敏感性，并激发免疫系统对肿瘤的攻击；lns-rs经过细菌仿生膜伪装后，在直肠癌中表现肠道滞留能力；lns-rs可以精确控制oon o-的释放，并与tans的表型调节同步进行，以增强对转移性结直肠癌的治疗，还能有效抑制结直肠癌的肝转移。

2、为实现上述目的，本发明提出了一种x射线可激活纳米颗粒制备方法，所述纳米颗粒包括包括四层结构，四层结构分别为：内核naybf4:2％er、壳层naybf4、外壳naluf4:15％tb,5％gd和最外层壳体naluf4:20％gd。

3、所述壳层naybf4生长在所述内核naybf4:2％er表面。

4、所述外壳naluf4:15％tb,5％gd生长在所述壳层naybf4表面。

5、所述最外层壳体naluf4:20％gdshen生长在上述外壳naluf4:15％tb,5％gd表面。

6、所述纳米颗粒还包括氨基修饰的中空结构硅壳，上述四层结构的材料装载在所述氨基修饰的中空结构硅壳的核心中。

7、所述纳米颗粒还包括光敏no前体--roussin黑盐和tgf-β抑制剂，所述rbs和sb525334负载在氨基修饰的中空介孔二氧化硅的中空腔中。

8、所述纳米颗粒还包括细菌生物膜，所述的细菌生物膜包裹在中空介孔二氧化硅的表面。

9、进一步的，所述中空结构硅壳中rbs和sb525334的载药量分别为6.3wt％和3.5wt％。

10、进一步的，所述制备方法采用种晶生长法。

11、进一步的，所述制备方法包括如下步骤：

12、s1：采用热裂解法制备er3+离子掺杂的naybf4内核，制得内核naybf4:2％er。

13、s2：在所述内核naybf4:2％er表面通过热注入法依次连接生长三层壳，包括nayf4壳层和naluf4:15％tb,5％gd外壳和naluf4:20％gd最外层壳，制得放射敏化纳米颗粒针前驱体ln。

14、s3：将ln装载到带有氨基修饰的中空介孔二氧化硅形成ln@hmsio-nh22。

15、s4：将鲁森黑盐和转化生长因子-β抑制剂封装到lns中，制得所述放射敏化纳米颗粒lns-rs。

16、s5：分离出金黄色球菌的生物膜，并与lns-rs使用挤压器通过聚碳酸酯多孔膜挤压包裹，形成lnsm-rs。

17、进一步的，所述s1具体包括：

18、收集ybcl3·6h2o、ercl3·6h2o与油酸钠、去离子水、乙醇以及己烷的混合物中的淡黄色有机相。

19、将收集的淡黄色有机相同油酸钠、loa、om和ode，搅拌加热至100℃并磁力搅拌60分钟。

20、随后加入氟化铵并在100℃下保持30分钟后降至室温，停止反应。

21、然后用乙醇沉淀并用正己烷洗涤后，得到内核naybf4:2％er。

22、进一步的，所述s2具体包括：

23、s2.1：利用热注入法，将naybf4包覆naybf4:2％er壳层。

24、s2.2：通过热注入法，将naluf4:15％tb,5％gd包覆最外层nayf4壳层。

25、s2.3：通过热注入法，将naluf4:20％gd包覆最外层的naluf4:15％tb,5％gd外壳。

26、进一步的，所述s3具体包括：

27、将igepal co-520分散在环己烷中，在室温下轻微搅拌，将制备好的ln加入混合物中并搅拌。然后，滴加正硅酸四乙酯,将混合物密封并剧烈搅拌,将用过量环己烷离心收集的沉淀重新分散在乙醇中，再离心收集沉淀,得到的lnd分散在去离子水中，以备进一步使用。

28、将ctac和三乙醇胺与水混合，混合物在80℃下完全溶解,然后滴加的teos和的双(三乙氧基硅丙基)二硫化物，在80℃下反应,然后，将收集的产物分散在1wt％的氯化钠溶液中，剧烈搅拌，,重复三次蚀刻程序后，得到lnm。

29、将聚乙烯吡咯烷酮加入离子水中，再将制备好的lnm去离子水中，在室温下搅拌，然后，将混合物加热至95℃，并浸渍3小时，将制备好的lnh重新分散在绝热乙醇中，然后加入aptes，然后将反应物离心并用乙醇洗涤，得产物lns。

30、进一步的，所述s4具体包括：

31、将s3中制得lns与rbs水溶液和sb525334水溶液混合，将rbs和sb525334封装到lns中。在黑暗条件下搅拌24小时后，离心收集得到的产物lns-rs。

32、进一步的，所述s5具体包括：

33、使用溶菌酶及菌膜提取缓冲液分离得到金黄色球菌的生物膜，并与超声波分散后的lns-rs混合，并使用挤压器通过聚碳酸酯多孔膜挤出形成lnsm-rs。

34、x射线可激活纳米颗粒应用于结直肠癌放疗。

35、通过本发明提出的一种x射线可激活纳米颗粒制备方法及其应用能够带来如下有益效果：

36、1、本发明制备方法制备的放射敏化纳米颗粒具有四层结构及生物膜伪装，其多层结构可以在保护核心的同时在外壳附着功能化分子，其中中空结构增加药物载荷能力，表面修饰的氨基(-nh2)官能团提高纳米颗粒的生物相容性和靶向性，其表面修饰的生物膜有利于逃避免疫系统的侦察，并增加靶向聚集和滞留时间。此外，lns-rs通过生成过氧化亚硝酸盐(onoo-)，增强了放射治疗对dna的破坏作用，进一步提高治疗效率；lns-rs通过调节tans的表型，增强了肿瘤对放射治疗的敏感性，并激发免疫系统对肿瘤的攻击；lns-rs经过细菌仿生膜伪装后，在直肠癌中表现肠道滞留能力；lns-rs可以精确控制oono-的释放，并与tans的表型调节同步进行，以增强对转移性结直肠癌的治疗，还能有效抑制结直肠癌的肝转移。