一種用作腫瘤光熱消融診療劑的鉑銅納米晶及制備方法技術

本發明專利技術涉及一種用作腫瘤光熱消融診療劑的鉑銅納米晶及制備方法，屬于納米生物材料技術領域，所述鉑銅雙金屬納米晶的粒徑范圍為5～200nm，基本結構式為PtCu

Used as a treatment agent for tumor photothermal ablation cu3pt nano crystal and preparation method thereof

The invention relates to a treatment agent for tumor photothermal ablation platinum nanocrystals and a preparation method thereof, belonging to the technical field of nano biomaterials, the double platinum metal nano crystal particle size range is 5 ~ 200nm, the basic structure of PtCu

【技術實現步驟摘要】
一種用作腫瘤光熱消融診療劑的鉑銅納米晶及制備方法
本專利技術屬于納米生物材料
，具體涉及一種用作腫瘤光熱消融診療劑的鉑銅納米晶及制備方法。
技術介紹
隨著納米科技的發展，貴金屬納米材料因其所固有的表面效應、量子尺寸效應和界面效應的有效疊加，具備突出的催化性質、電磁性質和光學性質，使其已經成為納米科技領域中最富有活力的分支學科，并且在現代工業、國防和高科技發展中起著重要作用。近年以來，鉑基納米材料以其優良的光熱轉化、加氫催化及電學傳感等性能，在眾多領域得到廣泛應用。然而作為一種稀有的貴金屬，其有限的全球儲量和昂貴的價格嚴重制約了鉑基納米材料的廣泛應用。為解決這個棘手的問題，當前較為成果的方案之一是將鉑與另外一種或幾種金屬復合得到復合納米晶。通過這種方式既可以減少貴金屬鉑的使用量，又可以通過形貌效應所產生的獨特表面結構，使這些材料的特性發生新的突越。鑒于此，復合金屬納米材料的形貌可控合成成為目前納米材料領域中備受關注的研究熱點。腫瘤的光熱消融是采用能夠在病灶部位產生過高熱以殺死腫瘤細胞的一種方法，該方法主要利用具有光熱轉換性能的診療劑和具有較深的機體組織穿透能力的近紅外激光，近紅外光在機體內部較深位置處有效激發診療劑，將光能轉換為熱能，進而利用局部過高熱將靶區腫瘤殺滅。在此過程中，由于正常機體組織相較于腫瘤組織能夠耐受更高的溫度，故在殺死腫瘤細胞的同時又不對正常機體組織帶來損傷，對人體具有較小的副作用，將其應用于腫瘤治療相較于傳統手段具有很大的優勢。但是，在這一過程中，離不了近紅外光熱轉換劑，即診療劑，只有在近紅外光熱轉換劑的作用下才能將光能轉化為熱能，從而實現光熱消融腫瘤治療，故而高效光熱轉換劑的開發至關重要。當前，將鉑銅雙金屬納米晶開發成為近紅外光熱轉化劑并應用與腫瘤的光熱消融治療還未見報道。
技術實現思路
為解決上述問題，本專利技術提供一種用作腫瘤光熱消融診療劑的鉑銅雙金屬納米晶及其制備方法，將鉑銅雙金屬納米晶開發成為制備方法簡單、成本低廉且具有良好的人體內生物安全性的新型近紅外光熱轉化劑，并將其應用到腫瘤的光熱消融中，具有較高的光熱轉換效率和良好的生物相容性。本專利技術提供一種用作腫瘤光熱消融診療劑的鉑銅雙金屬納米晶，所述鉑銅雙金屬納米晶的粒徑范圍為5～200nm，基本結構式為PtCun，其中n的范圍在0～5之間。進一步的，所述鉑銅雙金屬納米晶的形貌為立方體、球形、雪花狀和片層狀中的一種或幾種。進一步的，所述鉑銅雙金屬納米晶用于腫瘤光熱消融的光波長適用范圍為700-1100nm。本專利技術還提供一種所述鉑銅雙金屬納米晶的制備方法，包括以下步驟：步驟一、將含陽離子表面活性劑的油胺溶液加入到四氟乙烯內襯的不銹鋼高壓反應釜中，再將前驅鉑鹽和前驅銅鹽共同溶解于不高于100mL的油胺溶液中，得混合液；其中，混合液中陽離子表面活性劑的濃度為0.01～0.2mol/L，前驅鉑鹽的濃度為0.02～0.08mol/L，前驅銅鹽的濃度為0.02～0.4mol/L；然后于150～270℃條件下反應2～48小時，攪拌速度為50～1000rpm/min，反應完成后在攪拌條件下冷卻至室溫，得鉑銅雙金屬納米晶溶液；步驟二、將丙酮和步驟一中所制得的鉑銅雙金屬納米晶溶液按照0.1：1～1：0.1的體積比混合，然后用微孔濾膜或以1000～12000rpm/min速度離心3～120min進行分離，得沉淀物；將所得沉淀物以相同方式重復洗滌4～10次，然后于30～150℃的真空干燥箱中干燥5～120h，得鉑銅雙金屬納米晶。進一步的，步驟一中所述陽離子表面活性劑為十六烷基三甲基溴化銨、十六烷基三甲基氯化銨、二癸基二甲基氯化銨或其它任意季銨化合物中的一種或幾種。進一步的，步驟一中所述前驅鉑鹽為乙酰丙酮鉑、二亞硝基二胺合鉑、六羥基合鉑酸鉀、氯鉑酸和氯鉑酸鹽中的一種或幾種。進一步的，步驟一中所述前驅銅鹽為乙酰丙酮銅、氯化銅、硝酸銅、硫酸銅、碳酸銅和氫氧化銅中的一種或幾種。本專利技術的有益效果：1、本專利技術所述用作診療劑的鉑銅納米晶成本低廉，通過調整合成鉑銅雙金屬納米材料中鉑銅的質量百分比，大大削減了前驅鉑鹽的用量，降低了傳統純鉑材料的制造成本，制備過程中的其他原料均為常規試劑，且普遍價格便宜；制備簡單，通過前驅鉑鹽、銅鹽及陽離子表面活性劑的簡單混合，一步法即可大量制備鉑銅雙金屬納米晶，所需制備設備僅為油浴鍋及反應釜，易于大批量生產；粒徑可控，形貌規則，可以根據需要調整鉑銅雙金屬納米晶的粒徑大小，以實現不同的臨床需求。2、在本專利技術所述鉑銅雙金屬納米晶的制備過程中，合成條件和成分濃度對于調控鉑銅納米材料的形貌和尺寸至關重要，在整個反應體系中，由于處于高溫高壓狀態，絕大多數反應物均能完成或部分溶解于溶劑中，可以使反應在接近均相中進行，從而加快反應速度；另外，油相的油胺體系為合成雙金屬納米結構提供了先進的工藝，在此條件下，金屬化合物比其中任一組分的金屬顯示出更好的物理化學性能，如高催化活性、高磁性和很好的結構穩定性，利用此種合成方法，可獲得純度高，晶形好，單分散，形狀大小可控的納米粒子。3、本專利技術所述鉑銅雙金屬納米晶在腫瘤光熱消融中起重要作用，采用的鉑銅雙金屬納米晶在700～1100nm近紅外光區內具有較強的光吸收和光熱轉換能力，在近紅外光照射下，150μg/mL鉑銅雙金屬納米晶與HepG2細胞共培養后，腫瘤細胞致死率可達95%，與常規金納米晶診療劑相比，腫瘤細胞致死率提高了25%左右；另外，通過體內動物試驗證實，瘤內注射鉑銅雙金屬納米晶診療劑，腫瘤部位溫度可在較短時間升高至60.4℃，比金納米晶診療劑高近20℃，能達到較好的腫瘤光熱消融的目的，通過對腫瘤的持續觀察，發現鉑銅雙金屬納米晶能通過光熱效應靶向滅殺照射部位的腫瘤細胞，逐漸縮小腫瘤的體積，直至腫瘤消失。可見，鉑銅雙金屬納米晶頗具潛力成為新一代近紅外光熱轉換診療劑，為腫瘤的光熱消融治療奠定了基礎和提供了研究方向。附圖說明圖1是立方體鉑銅雙金屬納米晶的透射電鏡圖；圖2是球形鉑銅雙金屬納米晶的透射電鏡圖；圖3是雪花狀鉑銅雙金屬納米晶的透射電鏡圖；圖4是片層鉑銅雙金屬納米晶的透射電鏡圖；圖5是鉑銅雙金屬納米晶水分散液的紫外——可見吸收光譜；圖6是鉑銅雙金屬納米晶的X射線衍射圖；圖7是不同形貌鉑銅雙金屬納米晶水分散液經近紅外光照射后的產熱對比圖；圖8是不同濃度的雪花狀鉑銅雙金屬納米晶水分散液經近紅外激光照射后的溫度變化對比圖；圖9是雪花狀鉑銅雙金屬納米晶與金納米晶經近紅外光照射后的產熱對比圖；圖10是鉑銅雙金屬納米晶與金納米晶水分散液在近紅外光激光器照射條件下連續6個“On—Off”循環過程中的溫度變化曲線對比圖；圖11是不同濃度的雪花狀鉑銅雙金屬納米晶和金納米晶分別與HepG2細胞共培養，經近紅外光照射后細胞毒性效應對比圖；圖12是鉑銅雙金屬納米晶與HepG2細胞共培養在近紅外光照射前后細胞形態對比圖；圖13是雪花狀鉑銅雙金屬納米晶和金納米晶對荷載HepG2腫瘤裸鼠的實體治療近紅外熱成像對比圖；圖14是利用近紅外激光照射鉑銅雙金屬納米晶和金納米晶進行光熱消融治療第0～30天治療過程中裸鼠腫瘤體積變化圖。具體實施方式一種用作腫瘤光熱消融診療劑的鉑銅雙金屬納米晶的制備：步驟一、將含陽離子表面活性劑的油胺溶液加入到本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用作腫瘤光熱消融診療劑的鉑銅雙金屬納米晶，其特征在于：所述鉑銅雙金屬納米晶的粒徑范圍為5～200nm，基本結構式為PtCu

【技術特征摘要】
1.一種用作腫瘤光熱消融診療劑的鉑銅雙金屬納米晶，其特征在于：所述鉑銅雙金屬納米晶的粒徑范圍為5～200nm，基本結構式為PtCun，其中n的范圍在0～5之間。2.如權利要求1所述的鉑銅雙金屬納米晶，其特征在于：所述鉑銅雙金屬納米晶的形貌為立方體、球形、雪花狀和片層狀中的一種或幾種。3.如權利要求1所述的鉑銅雙金屬納米晶，其特征在于：所述鉑銅雙金屬納米晶用于腫瘤光熱消融的光波長適用范圍為700-1100nm。4.如權利要求1所述的鉑銅雙金屬納米晶的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：步驟一、將含陽離子表面活性劑的油胺溶液加入到四氟乙烯內襯的不銹鋼高壓反應釜中，再將前驅鉑鹽和前驅銅鹽共同溶解于不高于100mL的油胺溶液中，得混合液；其中，混合液中陽離子表面活性劑的濃度為0.01～0.2mol/L，前驅鉑鹽的濃度為0.02～0.08mol/L，前驅銅鹽的濃度為0.02～0.4mol/L；然后于150～270℃條件下反應2～48小時，攪拌速度為50～1000rpm/m...

【專利技術屬性】
技術研發人員：李景華，胡志剛，景愛華，麻開旺，朱俊杰，李星星，田雯，王明慧，
申請(專利權)人：河南科技大學，
類型：發明
國別省市：河南,41