1.本发明涉及肿瘤诊断和治疗领域，一种可用肿瘤诊断和治疗的双金属纳米粒子的制备方法。
背景技术：
2.铋元素是一种相对稳定的元素，其原子质量相对较大，与其他重金属元素相比价格相对比较便宜，而且在非放射性元素中具有很高的x射线衰减系数。金纳米颗粒是一种非常重要的金属纳米材料，它不仅具有纳米颗粒的特性，而且具有良好的稳定性、独特的光学效应、电化学性能和生物亲和力。如金纳米材料分布在组织中能有效地增加组织的横截面和辐射，因此纳米材料的排除会受到所有肿瘤组织的限制；金纳米颗粒相对于小分子试剂具有较低的系统清除率。它在肿瘤组织中被吸附，可与多种生物大分子c(如抗体)结合，且不影响其生物活性，而且大量的金原子可以特异性地转移到肿瘤组织等。
3.几个世纪以来癌症一直是人类生命的最主要威胁，目前绝大多数(如手术，光动力疗法、化学疗法和放射疗法)治疗效率较低，常引起剧毒副作用。最新的，为实现治疗效果，包括深部组织光动力疗法近红外(nir)光/x射线/自发光激发等越来越多的受到人们的关注。
技术实现要素：
4.本发明的目的是为了解决金铋双金属纳米颗粒在光热/光动力癌症的诊疗方面效果不佳的问题，而提供一种可用肿瘤诊断和治疗的双金属纳米粒子的制备方法。本发明的双基纳米材料可以将多模成像与多种治疗方法结合起来，大大提高了肿瘤的诊断和治疗水平。硫醇保护的金铋双金属纳米颗粒具有良好的光热/光动力和ct成像效果，可以更有效地诊断和治疗癌症。
5.本发明的一种用于肿瘤诊断和治疗的双金属纳米材料，所述的双金属纳米材料化学表达式：au-bi-sr；其中所述的sr为硫醇。
6.进一步地，所述的双金属纳米材料用紫外及可见光激发。
7.进一步地，所述的双金属纳米材料，au-bi-sr中au:bi:sr摩尔比为1:1:10。
8.本发明的一种用于肿瘤诊断和治疗的双金属纳米材料的制备方法是按照以下步骤进行的：
9.步骤一，将五水硝酸铋溶于乙二醇，得五水硝酸铋乙二醇溶液；将氯金酸溶于甲醇，得氯金酸甲醇溶液；将五水硝酸铋乙二醇溶液与氯金酸甲醇溶液按等体积混合均匀，得混合液；
10.步骤二，将甲醇溶解的四正辛基溴化铵加入到步骤一的混合液中，搅拌15～20min后，加入卡托普利甲醇溶液，混合搅拌25～30min；然加入硼氢化钠冰水混合液，混合搅拌60～70min；
11.步骤三，离心去除沉淀，留上清，然后经乙醇反复洗涤，真空干燥后，即得双金属纳米材料。
12.进一步地，五水硝酸铋与乙二醇的摩尔体积(或者摩尔)比为1mmol：1～0.9ml；
13.氯金酸与甲醇的摩尔体积(或者摩尔)比为1mmol：1～1.2ml；
14.四正辛基溴化铵与甲醇的摩尔体积(或者摩尔)比为1mmol：2.3～1.2ml；
15.卡托普利与甲醇的摩尔体积(或者摩尔)比为1mmol：10～1.2ml；
16.硼氢化钠与冰水混合液的摩尔体积(或者摩尔)比为1mmol：1～20ml。
17.本发明的一种用于肿瘤诊断和治疗的双金属纳米材料，制备用于光热/光动力肿瘤诊断和治疗的药物。
18.本发明包含以下有益效果：
19.(1)该双金属纳米复合材料可以利用spr效应，提高光热转换效率和光热治疗效果；(2)采用化学还原方法通过硼氢化钠作为强还原剂将溶液中的金铋离子还原为单质；(3)用硫醇作为保护剂，由于硫醇和金属之间强烈的化学吸附作用而有效防止其氧化，从而保持高稳定性和长期近红外吸收。本发明将制备的尺寸均一、形貌规则、分散性好的双金属纳米复合材料应用于肿瘤的诊断和治疗领域。
20.本发明提出：
①
采用化学还原法，硼氢化钠作为强还原剂制备一种新型的au-bi-sr双金属纳米材料；
②
通过硫醇作为保护剂，由于硫醇和金属之间强烈的化学吸附作用，使硫醇中的巯基与金单质和铋单质之间形成络合，而有效防止金单质和铋单质被氧化，从而保持高稳定性和近红外吸收性能；
③
通过硼氢化钠作为强还原剂将溶液中的金铋离子还原为单质(利用硼氢化钠的还原作用将双金属还原成单质，然后利用硫醇做保护剂保证单质的长期稳定存在，形貌和性能都是单质本身具有的，通过本发明的透射图和紫外吸收图证明的形貌和可以被近红外光激发)，本发明制备的au-bi-sr溶解性良好、兼具光热/光动力/ct成像诊疗作用。
21.本发明采用化学还原法将金属离子还原为单质并用硫醇保护制备了一种能够用于肿瘤诊断和治疗的双金属纳米复合材料。此双金属复合材料具有以下特点，一是本发明的双金属纳米复合材料制备方法简单，并且材料结构简单，可被近红外光激发(图2可以证明，本发明的双金属材料在808mm处有吸收光)。二是au-bi-sr纳米复合材料具有金的光动力性能和铋的光热性能，结合二者优点同时(图3可以证明光热性能效果，图4证明光动力性能效果)具有较高的光热转换效率同时具有光动力/ct成像效果。
附图说明：
22.图1(a)为au-bi-sr纳米粒子的x射线衍射图；
23.(b)au-bi-sr纳米粒子的xps图；
24.(c)au-bi-sr纳米粒子的tem图；
25.(d)au-bi-sr纳米粒子的hrtem图；
26.图2 au-bi-sr纳米粒子的紫外吸收和光致发射光谱图；其中，左图为紫外吸收光谱图，右图为光致发射光谱图；左图中的a为au-bi-sr，b为au-sr，c为bi-sr；
27.图3 au-bi-sr纳米粒子不同照射时间的光热强度图；其中，a为400μg
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，b为200μg
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，c为100μg
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，d为50μg
·
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，e为25μg
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，f为0μg
·
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；
28.图4不同光照时间下dcf的荧光强度图；其中，a为10min，b为6min，c为3min，d为1min，e为0min。
具体实施方式：
29.为了更好的理解本发明，下面结合实例对本发明的技术方案及效果作进一步描述。
30.实施例1
31.本实施例的一种用于肿瘤诊断和治疗的双金属纳米材料制备方法如下：
32.采用化学还原法制备：将0.15mmol～0.25mmol的五水硝酸铋溶于乙二醇5ml中，然后0.15mmol～0.25mmol氯金酸溶于甲醇5ml中搅拌，二者按1：1比例互溶，溶液变为浅黄色，然后将0.20-0.25mmol的四正辛基溴化铵加入上述溶液中，溶液变为深红色，搅拌15～20min后，将卡托普利(硫醇)0.80-1.2mmol溶于甲醇5ml溶液中快速加入到上述溶液中混合搅拌，溶液颜色变为乳白色搅拌20～30min，然后将硼氢化钠1.80-2.2mmol，也就相当于硫醇与硼氢化钠按1:2的比例配比，溶于冰水浴加入上述溶液中，搅拌60-70min，先用较低的转数将未反应的杂质除去，然后经乙醇反复洗涤数次后，所制备的纳米粒子用真空干燥箱干燥，即得au-bi-sr纳米材料。
33.对本实施例制备的au-bi-sr纳米材料进行性能表征：
34.(一)au-bi-sr纳米材料的结构与形貌：通过化学还原法合成硫醇保护的金铋双芯的双金属纳米粒子，原料使用五水硝酸铋、氯金酸、卡托普利、硼氢化钠等，溶剂使用乙二醇、甲醇和纯化水。通过透射电镜对金/铋双金属纳米粒子(图1c,d)进行分析，可以观察到用该方法合成的au-bi-sr纳米粒子与背景对比度高，大小均匀，形貌规则，呈现球状，并且具有很好的分散性。同时，为图1a为au-bi-sr纳米粒子的xrd衍射图谱，通过x射线衍射粉末衍射技术对样品的物相组成和结构分析。au-bi-sr纳米粒子的衍射峰分别对应于au(jcpds 04-0784)和bi(jcpds 44-1246)的标准卡片，而且其衍射峰与标准卡片相对应完好，清晰的衍射峰也说明样品有很好的结晶性，进而证实au-bi-sr纳米粒子的合成成功。特别是au-bi-sr纳米粒子样品的xrd图谱正好对应与铋的六边晶系结构和金的四方晶系结构，而二者的特征峰共存。这更进一步验证了双金属纳米粒子的形成，而且形成的是au-bi-sr纳米粒子而不是au/bi纳米复合材料或au2bi纳米晶等。进一步的，通过x射线光电子能谱验证了au-bi-sr表面元素化学状态和元素组成。如图1b所示，我们对au-bi-sr的全谱图进行分析，可以得出au-bi-sr中包含au、bi、c和o元素，即包含了本实施例所制备样品的所有主要元素。
35.光热效果的测定：用808激光辐照研究金铋双金属的光热性能。制备了浓度为0、10、20、50、100、200μg
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的au-bi-sr纳米材料，并用激光辐照培养基。温度在0～180s内迅速上升，温度随时间从180s～600s缓慢上升，而纯培养基温度升高不明显。在600s内浓度(0、10、20、50、100、200μg
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)升高其温度也随着升高，表明au-bi-sr纳米材料具有浓度依赖效应。而在0～250s内，样品溶液的温度均迅速升高，且随着时间的延长，在250-480s样品的温度上升不明显。结果如图3所示，由图3可以得出样品的光热效果具有一定的浓度依赖性，但并不是浓度越高、光照时间越长温度升高越快，说明要选择最适合的浓度与光照时间才能得到最好的光热效果。
36.(二)光动力治疗中反应活性氧(ros)的检测：以2，7-二氯荧光素(dcfh)为探针，用化学方法测定ros。简言之，dcfh(0.5ml，1mmol
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)和naoh(0.01mol
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，2ml)在甲醇溶液中避光搅拌30分钟，将dcfh(2ml，25mmol
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)和2ml au-bi-sr纳米粒子溶液用808nm近红外激光照射不同时间，通过荧光光谱的测量结果不同来区别不同条件下ros的量。结果如图4所示，由此图可以得出随着光照时间的增加样品的发射强度也逐渐增强，这可以说明样品在光照射下能够产生活性氧。同时，也可以看出这些样品随着发射强度的增加产生活性氧也是增多的。
37.实施例2
38.本实施例制备bi-sr、au-sr和au-bi-sr纳米粒子，比较其纳米粒子的紫外吸收和光致发射光谱：
39.(1)bi-sr的合成
40.将五水硝酸铋0.0970g溶于5ml乙二醇中，待五水硝酸铋全部溶解，加入5ml甲醇溶解的0.23mmol四辛基溴化铵，剧烈搅拌20min。将1mmol卡托普利溶解在5ml甲醇中加入上述溶液并搅拌30min，溶液颜色由深红色变为乳黄色。然后将2mmol硼氢化钠(完全溶于5ml冰水浴)在剧烈搅拌下快速注入反应混合物中，溶液的颜色立刻变成黑色。反应约1h后，用较低转数离去未反应的杂质，得到产物。
41.(2)au-bi-sr的合成
42.将0.10mmol五水硝酸铋，0.10mmol的氯金酸溶于5ml乙二醇溶剂中，待完全溶解后将完全溶于5ml甲醇的0.1268g四辛基溴化铵加入，剧烈搅拌20min。将5ml甲醇溶解的0.2172g卡托普利加入并继续搅拌30min，溶液颜色由浅红色变为乳黄色。再将2mmol硼氢化钠(完全溶于5ml冰水浴)，在剧烈搅拌下快速加入反应混合物中，溶液的颜色立刻变成黑色。反应约1h后，用较低转数离去未反应的杂质，得到产物。
43.(3)au-sr的合成
44.将0.20mmol氯金酸和0.23mmol四辛基溴化铵完全溶于10ml甲醇中。将5ml甲醇溶解的0.2172g卡托普利加入，并继续搅拌30min。再将2mmol硼氢化钠(完全溶于5ml冰水浴)，在剧烈搅拌下快速加入反应混合物中，溶液的颜色立刻变成黑色。反应约1h后，用较低转数离去未反应的杂质，得到产物。
45.对于所制备的bi-sr、au-sr和au-bi-sr纳米粒子进行紫外吸收和光致发射光谱考察，结果如图2所示，由图2可知：这些样品在250-850nm范围内均具有较宽的光吸收能力。同时，双金属样品以及bi-sr的光吸收效果明显都低于au-sr。但是，所有样品在近红外区域的吸收差异都是有限的，并未有非常大的差异。因为这几种样品在近红外区域都有很好的吸收，所以推测这些样品也应具有较好的光热性能，从而可以很好地用于近红外光诱导的光治疗，为接下来研究样品材料的光热性能做铺垫。
46.au-bi-sr的荧光光谱如图4所示，可以发现两个不同的发光区域，其发射峰的位置分别是413nm和800nm处，而且在413nm处的发射峰很强。而其荧光性质可用于研究纳米粒子与肿瘤细胞之间的相互作用。另外，良好的样品分散性是应用肿瘤治疗的重要前提。如图4插图所示，au-bi-sr水溶液非常稳定，具有很好的分散性。