一种硒化铋纳米材料及其制备方法和应用[发明专利]

*CN103288061A*

(10)申请公布号(10)申请公布号 CN 103288061 A(43)申请公布日 2013.09.11

(12)发明专利申请

(21)申请号 201310250761.8(22)申请日 2013.06.24

(71)申请人福州大学

地址350108 福建省福州市闽侯县上街镇大

学城学园路2号福州大学新区(72)发明人杨黄浩

(74)专利代理机构福州元创专利商标代理有限

公司 35100

代理人蔡学俊(51)Int.Cl.

C01B 19/04(2006.01)A61K 49/04(2006.01)B82Y 30/00(2011.01)

权利要求书1页 说明书3页 附图3页权利要求书1页 说明书3页 附图3页

()发明名称

一种硒化铋纳米材料及其制备方法和应用(57)摘要

本发明公开了一种硒化铋纳米材料及其制备方法和应用。将铋盐、含硒化合物和稳定剂溶解在溶剂中，经过超声波处理，混合均匀；加热到80~200℃，加入还原剂；反应结束后，冷却至室温，然后离心分离洗涤3次，得直径为20~200nm的硒化铋纳米材料。该纳米材料的制备方法操作简单、耗时少、能耗低、易于规模化。所制备的颗粒的粒度均匀、分散性好。作为活体X射线CT成像的造影剂，比传统的造影剂，如碘试剂碘帕醇等，具有更明显的成像效果，在未来的肿瘤成像领域具有重要的应用前景。CN 103288061 ACN 103288061 A

权 利 要 求 书

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1.一种硒化铋纳米材料，其特征在于：所述的硒化铋纳米材料的直径为20 ~ 200 nm。2.一种制备如权利要求1所述的硒化铋纳米材料的方法，其特征在于：包括以下步骤：

（1）将铋盐、含硒化合物和稳定剂溶解在溶剂中，经过超声波处理，混合均匀；（2）将步骤（1）的混合物加热到80 ~ 200℃，加入还原剂；（3）反应结束后，冷却至室温，然后离心分离洗涤3次，得硒化铋纳米材料，重新分散在水中。

3.根据权利要求2所述的硒化铋纳米材料的制备方法，其特征在于：步骤（1）中所述的铋盐、含硒化合物和稳定剂的摩尔比为1 ~ 5：1.5 ~ 5：0.01 ~ 1。

4.根据权利要求2所述的硒化铋纳米材料的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述的铋盐为铋、次铋、碳酸铋、次碳酸铋、枸橼酸铋、次水杨酸铋、次没食子酸铋中的一种或多种；所述的含硒化合物为亚硒酸钠、亚硒酸氢钠、亚硒酸锌、亚硒酸钾、亚硒酸钙、二氧化硒中的一种或多种；所述的稳定剂为聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯亚胺、聚丙烯酸、聚乙二醇中的一种或多种。

5.根据权利要求2所述的硒化铋纳米材料的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述的溶剂为乙二醇、丙二醇、丁二醇的一种或多种。

6.根据权利要求2所述的硒化铋纳米材料的制备方法，其特征在于：步骤（2）所述的还原剂为羟胺、硼氢化钠、抗坏血酸的一种或多种。

7.一种如权利要求1所述的硒化铋纳米材料的应用，其特征在于：所述的硒化铋纳米材料用于小鼠活体的肿瘤X射线CT成像的造影剂。

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说 明 书

一种硒化铋纳米材料及其制备方法和应用

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技术领域

本发明属于纳米材料制备和生物医学领域，具体涉及一种硒化铋纳米材料及其制

备方法和应用。

[0001]

背景技术

癌症是细胞生长增殖机制失常，而且会局部侵入到周围的正常组织，甚至会经由

体内循环系统或淋巴系统转移到身体其他部分，导致严重后果的疾病。根据世界卫生组织（World Health Organization，简称：WHO）的统计数据显示：2008年，全世界有760万人因癌症而死亡，约占总死亡人数的13 %。而且，据预测死亡人数到2030年将上升到1200万人。癌症死亡人数的迅猛增加警示我们迫切需要新的、更有效的诊断方法。[0003] 虽然传统的肿瘤诊断试剂取得了可喜的进展，如：碘造影剂、钆造影剂和放射性标记的大分子等，但它们都存在血液循环时间短，缺乏靶向性分布等问题。纳米材料的蓬勃发展为癌症诊断方法提供了新的机遇。与传统试剂相比，纳米材料作为诊断试剂有以下几个潜在的优点：第一、循环半衰期延长；第二、由于增强的渗透和滞留（Enhanced Permeability and Retention, EPR）的被动靶向效应，纳米尺寸范围内的分子或粒子在肿瘤内具有选择性高通透性和滞留性；第三、可降低毒性；第四、可在一种纳米材料中集成多种不同的功能，构建成多功能的纳米复合材料。至今为止，已报道了几种纳米诊断材料，例如：磁性纳米材料、碳纳米管、量子点。虽然，这些纳米诊断材料已经取得了令人瞩目的进步，但是材料的种类还是比较有限的。因此，仍需要开发新的纳米诊断材料用于不同癌症的诊断。

[0004] 检索国内外的有关硒化铋纳米材料方面的文献和专利结果表明，在本发明申请之前，还没有发现基于硒化铋纳米材料在肿瘤X射线CT成像中应用方面的报道。

[0002]

发明内容

本发明的目的在于提供一种硒化铋纳米材料及其制备方法和应用。这是一种简单、快速、耗能少、易于规模化的制备硒化铋纳米材料的方法，该方法所制成的硒化铋纳米材料，能成为活体X射线CT成像的造影剂，与传统的造影剂相比具有更明显的成像效果。[0006] 为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种硒化铋纳米材料的直径为20 ~ 200 nm。

[0007] 制备如上所述的硒化铋纳米材料的方法包括以下步骤：

（1）将铋盐、含硒化合物和稳定剂溶解在溶剂中，经过超声波处理，混合均匀；（2）将步骤（1）的混合物加热到80 ~ 200℃，加入还原剂；（3）反应结束后，冷却至室温，然后离心分离洗涤3次，得硒化铋纳米材料，重新分散在水中。

[0005] [0008]

步骤（1）中所述的铋盐、含硒化合物和稳定剂的摩尔比为1 ~ 5：1.5 ~ 5：0.01 ~

1。

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说 明 书

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步骤（1）所述的铋盐为铋、次铋、碳酸铋、次碳酸铋、枸橼酸铋、次水杨酸

铋、次没食子酸铋中的一种或多种；所述的含硒化合物为亚硒酸钠、亚硒酸氢钠、亚硒酸锌、亚硒酸钾、亚硒酸钙、二氧化硒中的一种或多种；所述的稳定剂为聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯亚胺、聚丙烯酸、聚乙二醇中的一种或多种。[0010] 步骤（1）所述的溶剂为乙二醇、丙二醇、丁二醇的一种或多种。[0011] 步骤（2）所述的还原剂为羟胺、硼氢化钠、抗坏血酸的一种或多种。[0012] 所述的硒化铋纳米材料用于小鼠活体的肿瘤X射线CT成像的造影剂。[0013] 本发明的显著优点在于：

（1）纳米材料的制备过程简单。[0014] （2）纳米材料的毒性小。硒化铋纳米材料是由铋（Bi）和硒（Se）元素组成的。铋是一种环境友好型元素，而且铋剂长期作为低毒性的治疗药物，在临床上广泛使用。而硒是人体必需的微量元素。众所周知，硒对人体健康有重要的作用，包括抗氧化作用、增强机体免疫功能、抗病毒等。此外，越来越多的证据证明，硒具有减少癌症的发病率和死亡率的作用，对许多类型的癌症均有一定的效果，特别是在肝癌，前列腺癌和肺癌。因此，硒化铋纳米材料具有较好的生物相容性。[0015] （3）纳米材料的尺寸可控，可通过简单的改变反应温度和反应时间来改变纳米材料的尺寸。[0016] （4）纳米材料成像效果比传统的造影剂碘试剂相比更为明显，如碘帕醇等。附图说明

[0017]

图1是Bi2Se3纳米材料的TEM图；

图2是存在不同浓度Bi2Se3纳米材料下HeLa细胞的存活率；图3是相同摩尔浓度的Bi2Se3纳米材料与碘帕醇的CT值比较；图4是Bi2Se3纳米材料的活体X射线CT成像。

具体实施方式

[0018] 下面的实施例将为本发明作进一步阐明，并将作为本发明的内容。然而，这些实施例不应视为是对本发明范围的。[0019] 实施例1

硒化铋纳米材料（Bi2Se3）的制备0.25 g 聚乙烯吡咯烷酮（PVP）充分溶解在10 mL的乙二醇中，0.0605 g的亚硒酸钠充分溶解在8.75 mL的乙二醇中，0.1130 g五水铋充分溶解在6.25 mL的乙二醇中。然后将这三种溶液加入到100 mL的双颈圆底烧瓶中，室温下经过超声波处理，混合均匀。然后加热到140 °C，快速注射羟胺溶液（0.6 mL羟胺溶解在5 mL乙二醇中）。溶液立即由乳白色变为深棕红色，反应10分钟后冷却至室温。最后溶液通过60,000 rpm离心20分钟，用丙酮和水的混合溶液（300 mL丙酮和60 mL的水）洗涤3次，即得到Bi2Se3纳米材料。通过透射电子显微镜（TEM）表征，结果如图1所示，可以看出合成的Bi2Se3纳米材料尺寸均匀，平均直径约为90 nm。[0020] 实施例2

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说 明 书

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硒化铋纳米材料（Bi2Se3）的稳定性及细胞毒性将Bi2Se3纳米材料分别置于H2O、PBS、10细胞培养液、小牛血清中使得终浓度为100 μg/ml，室温放置一周后未见沉淀，各溶剂中的Bi2Se3分散均匀，稳定性良好。将HeLa细胞接种于96孔板中，24 h后将Bi2Se3加入孔板中形成浓度梯度，同时加入培养基进行培养，24 h后加入MTT染料，4 h后移除MTT溶液，加入150 μL的二甲基亚砜（DMSO），置于摇床上低速振荡10 min。最后在酶标仪上570nm处读取OD值。结果如图2所示，可以看出即使是高浓度的Bi2Se3对细胞也基本上是无毒的。[0021] 实施例3

相同摩尔浓度的Bi2Se3纳米材料与碘帕醇的CT值比较

碘帕醇是目前临床上广泛使用的一种CT造影剂。配制相同的摩尔浓度（以Bi和I计算）的Bi2Se3纳米材料和碘帕醇溶液置于96孔板中，然后应用320排Aquilion One 计算机X射线断层扫描仪进行扫描，利用配套的CT软件进行图像分析和CT值的计算。结果如图3所示，在相同的摩尔浓度下，Bi2Se3纳米材料的CT值（亨斯菲尔德值, Hounsfield units，HU）明显强于碘帕醇的CT值。[0022] 实施例4

硒化铋纳米材料（Bi2Se3）的活体X射线CT成像在雌性Balb/c小鼠的左前肢腋下接种小鼠肝癌（H22）肿瘤细胞悬液，接种后一周即可使用。进行CT扫描之前，先用20 %乌拉坦麻醉小鼠，然后在肿瘤内注射Bi2Se3纳米材料（100 μL，0.2 mol Bi L-1）。瘤内注射前以及注射后30分钟和120分钟进行小鼠的CT扫描。结果如图4所示，注射后会在皮下表现出一个比周围软组织更明亮的CT信号，而且注射后120分钟后肿瘤区域的CT信号仍明显高于注射前的CT信号。[0023] 以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

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说 明 书 附 图

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图1

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说 明 书 附 图

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图2

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说 明 书 附 图

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图3

图4

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