一種可應用于腫瘤光熱治療的多孔水溶性硫化物光熱轉換納米材料及其水熱合成方法技術

本發明專利技術公開了一種可應用于腫瘤光熱治療的多孔水溶性硫化物光熱轉換納米材料及其水熱合成方法。所述多孔水溶性硫化物納米材料的制備方法包括如下步驟：配制金屬化合物、含硫化合物和生物小分子的混合水溶液，經水熱反應，即得到所述多孔水溶性硫化物納米材料。本發明專利技術通過添加生物小分子作為軟模板劑輔助制備具有多孔結構的水溶性硫化物光熱轉換納米材料。由于在反應過程中不使用表面配體，因此用此方法制備出的多孔水溶性硫化物光熱轉換納米材料表面潔凈，便于修飾。本發明專利技術通過水熱合成制備得到了可應用于腫瘤光熱治療的具有多孔結構的水溶性硫化物光熱轉換納米材料，其具有較好的光熱轉換性能和腫瘤光熱治療效果。

A Porous Water-soluble Sulfide Photothermal Conversion Nanomaterial for Tumor Photothermal Therapy and Its Hydrothermal Synthesis Method

The invention discloses a porous water-soluble sulfide photothermal conversion nanomaterial and a hydrothermal synthesis method which can be applied to the photothermal treatment of tumors. The preparation method of the porous water-soluble sulfide nanomaterial comprises the following steps: preparing a mixed aqueous solution of metal compound, sulfur compound and small biological molecule, and hydrothermal reaction to obtain the porous water-soluble sulfide nanomaterial. The invention assists the preparation of water-soluble sulfide photothermal conversion nanomaterials with porous structure by adding small biological molecules as soft template agent. Because surface ligands are not used in the reaction process, the porous water-soluble sulfide photothermal conversion nanomaterials prepared by this method are clean and easy to modify. The water-soluble sulfide photothermal conversion nanomaterial with porous structure is prepared by hydrothermal synthesis, which has good photothermal conversion performance and photothermal treatment effect of tumors.

【技術實現步驟摘要】
一種可應用于腫瘤光熱治療的多孔水溶性硫化物光熱轉換納米材料及其水熱合成方法
本專利技術涉及一種可應用于腫瘤光熱治療的多孔水溶性硫化物光熱轉換納米材料及其水熱合成方法，屬于納米材料領域。
技術介紹
光熱轉換納米材料是一種能夠吸收近紅外光，并將其轉化為熱能的特殊材料，在腫瘤治療方面有很好的應用前景。由于硫化物納米材料具有良好生物相容性和穩定性，因此能夠作為一種納米藥物應用于腫瘤光熱治療。目前，基于溶劑極性和離子交換法的合成已有報道，我國學者在這個方面做出了重要貢獻。例如，利用溶劑熱法(ZhengZ,DaltonTrans.2013,42,5724)和水熱法(ACSAppl.Mater.Interfaces2016,8,9721)制備得到了多孔的硫化物納米材料。然而，利用生物小分子作為軟模板合成多孔硫化物光熱轉換納米材料并且將其應用于腫瘤光熱治療的方法尚未見報道。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供一種可應用于腫瘤光熱治療的具有多孔結構的水溶性的硫化物光熱轉換納米材料及其制備方法。本專利技術所提供的多孔水溶性硫化物納米材料的制備方法，包括如下步驟：配制金屬化合物、含硫化合物和生物小分子的混合水溶液，經水熱反應，即得到所述多孔水溶性硫化物納米材料。上述的制備方法中，所述金屬化合物選自下述至少一種金屬元素形成的氯化物、硫酸鹽或硝酸鹽：鈦(Ti)、鐵(Fe)、鈷(Co)、鎳(Ni)、銅(Cu)、鉬(Mo)、銀(Ag)、鎢(W)和金(Au)；所述金屬化合物具體可為Co(NO3)2或CuSO4；所述混合水溶液中，所述金屬化合物的摩爾濃度可為0.01～2.00mol/L，具體可為0.4mol/L。上述的制備方法中，所述含硫化合物選自下述至少一種：硫代硫酸鹽、硫代乙酰胺、硫化鈉和硫化鉀，優選硫代硫酸鈉或硫代乙酰胺；所述混合水溶液中，所述含硫化合物的摩爾濃度與所述金屬化合物的摩爾濃度之比可為0.25～2.5：1，具體可為0.5：1。上述的制備方法中，所述生物小分子選自下述至少一種：小牛胸腺脫氧核糖核酸、鮭魚精子脫氧核糖核酸、鳥苷酸(GMP)二鈉鹽、胞苷酸(CMP)二鈉鹽、腺苷酸(AMP)二鈉鹽、胸苷酸(TMP)二鈉鹽和尿苷酸(UMP)二鈉鹽，優選鮭魚精子脫氧核糖核酸或尿苷酸二鈉鹽；所述混合水溶液中，所述生物小分子的的質量體積濃度為0.50～5.00g/L，具體可為2.83g/L。上述的制備方法中，在進行所述水熱反應之前，所述方法還包括攪拌所述混合水溶液的步驟；所述攪拌的條件如下：溫度為15～60℃，時間為0.5～48小時。上述的制備方法中，所述水熱反應在高壓反應釜中進行；所述水熱反應的溫度可為100℃～250℃，具體可為150℃～180℃、150℃或180℃，壓力可為2～32MPa，具體可為24MPa，時間為2～40小時，具體可為8～12小時、8小時或12小時。上述的制備方法中，所述方法還包括對所述水熱反應結束的體系依次進行離心處理和收集沉淀的步驟；所述離心處理的轉速為6000～22000rpm，時間為1～60分鐘；所述方法還進一步包括對收集沉淀得到的多孔水溶性硫化物納米材料進行洗滌并干燥的步驟。本專利技術方法制備得到的多孔水溶性硫化物納米材料為納米球，直徑為20～120nm，BET比表面積為20～120m2/g，總孔體積為0.1～0.4cm3/g，平均孔徑為1～12nm。本專利技術所述多孔水溶性硫化物納米材料在下述1)或2)中的應用也屬于本專利技術的保護范圍：1)作為或制備光熱轉換材料；2)作為或制備光熱治療劑；所述光熱治療劑抑制腫瘤細胞的生長，如Hela細胞；可見，本專利技術多孔水溶性硫化物納米材料可用于腫瘤光熱治療中。以所述多孔水溶性硫化物納米材料為活性成分的光熱治療劑也屬于本專利技術的保護范圍。本專利技術通過添加生物小分子作為軟模板劑輔助制備具有多孔結構的水溶性硫化物光熱轉換納米材料。由于在反應過程中不使用表面配體，因此用此方法制備出的多孔水溶性硫化物光熱轉換納米材料表面潔凈，便于修飾。本專利技術通過水熱合成制備得到了可應用于腫瘤光熱治療的具有多孔結構的水溶性硫化物光熱轉換納米材料，其具有較好的光熱轉換性能和腫瘤光熱治療效果。本專利技術的制備方法成本低、簡便、通用，制備得到的硫化物光熱轉換納米材料具有良好的水溶性及多孔結構，其表面無配體，便于進行進一步表面修飾，在腫瘤光熱治療領域具有很好的應用前景。附圖說明圖1為實施例1制備得到的多孔、水溶性Co9S8納米球的透射電子顯微鏡照片。圖2為實施例1制備得到的多孔、水溶性Co9S8納米球的電子選區衍射圖。圖3為實施例1制備得到的多孔、水溶性Co9S8納米球的光熱升溫曲線。圖4為實施例1制備得到的多孔、水溶性Co9S8納米球的腫瘤細胞抑制效果。圖5為實施例2制備得到的多孔、水溶性Cu1.96S納米顆粒的透射電子顯微鏡照片。圖6為實施例2制備得到的多孔、水溶性Cu1.96S納米顆粒的X射線粉末衍射圖。圖7為實施例2制備得到的多孔、水溶性Cu1.96S納米顆粒的光熱升溫曲線。圖8為實施例2制備得到的多孔、水溶性Cu1.96S納米顆粒的腫瘤細胞抑制效果。具體實施方式下述實施例中所使用的實驗方法如無特殊說明，均為常規方法。下述實施例中所用的材料、試劑等，如無特殊說明，均可從商業途徑得到。實施例1、多孔、水溶性的Co9S8納米球的制備5mmolCo(NO3)2·6H2O溶解在12mL去離子水中，再加入2.5mmol硫代硫酸鈉和0.034g鮭魚精子脫氧核糖核酸，在室溫下攪拌10分鐘后，將混合溶液放入50mL高壓反應釜中24MPa壓力下、150℃進行水熱反應，12小時后取出，降溫至室溫，離心分離，去掉上清液；向固體中加入適量去離子水后超聲分散，再離心分離；重復以上步驟，繼續用去離子水洗滌幾次后，即可得到多孔、水溶性的Co9S8納米球。所得的多孔、水溶性的Co9S8納米球在90℃下活化5h。氮氣吸附解吸曲線及比表面積均在低壓范圍內(P/P0＝0.01)使用BET模型測量，孔徑大小使用BJH方法測量。材料的形貌和粒徑采用透射電子顯微鏡測定，Co9S8納米球主要為納米顆粒，直徑約為50～80nm，可以清晰的看到納米球表面的孔洞(見圖1)。所得多孔、水溶性的Co9S8納米球的電子選區衍射數據可以很好地匹配Co9S8的(220)，(311)，(422)，(531)，(731)和(842)晶面(JCPDS：19-0364)(見圖2)。BET比表面積、總孔體積和平均孔徑大小分別約為95.0547m2/g、0.1704cm3/g、11.55nm，如表1中所示。表1多孔、水溶性Co9S8納米顆粒的BET比表面積、總孔體積和平均孔徑記錄Co9S8納米球的溶液在808nm激光照射下330秒內的升溫情況。在330秒內，100μg/mLCo9S8納米球的溶液能夠升高約26℃(見圖3)。分別配制0和10mg/mL的Co9S8納米球的溶液，各取10μL與90μL海拉細胞(Hela細胞株，105個/mL)在37攝氏度，5％二氧化碳條件下共同孵育24小時后，分別用808nm激光照射5分鐘，然后各加入10μL噻唑藍溶液(5mg/mL)。孵育4小時后，各加入100μL二甲基亞砜，在室溫下靜置30分鐘，用酶標儀在570nm波長下測定吸光度。結果顯示與Co9S本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一種多孔水溶性硫化物納米材料的制備方法，包括如下步驟：配制金屬化合物、含硫化合物和生物小分子的混合水溶液，經水熱反應，即得到所述多孔水溶性硫化物納米材料。

【技術特征摘要】
1.一種多孔水溶性硫化物納米材料的制備方法，包括如下步驟：配制金屬化合物、含硫化合物和生物小分子的混合水溶液，經水熱反應，即得到所述多孔水溶性硫化物納米材料。2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于：所述金屬化合物選自下述至少一種金屬元素形成的氯化物、硫酸鹽或硝酸鹽：鈦、鐵、鈷、鎳、銅、鉬、銀、鎢和金；所述混合水溶液中，所述金屬化合物的摩爾濃度為0.01～2.00mol/L。3.根據權利要求1或2所述的制備方法，其特征在于：所述含硫化合物選自下述至少一種：硫代硫酸鹽、硫代乙酰胺、硫化鈉和硫化鉀；所述混合水溶液中，所述含硫化合物的摩爾濃度與所述金屬化合物的摩爾濃度之比為0.25～2.5：1。4.根據權利要求1-3中任一項所述的制備方法，其特征在于：所述生物小分子選自下述至少一種：小牛胸腺脫氧核糖核酸、鮭魚精子脫氧核糖核酸、鳥苷酸二鈉鹽、胞苷酸二鈉鹽、腺苷酸二鈉鹽、胸苷酸二鈉鹽和尿苷酸二鈉鹽；所述混合水溶液中，所述生物小分子的的質量體積濃度為0.50～5.00g/L。5.根...

【專利技術屬性】
技術研發人員：周晶，劉瑜鑫，張戈，
申請(專利權)人：首都師范大學，
類型：發明
國別省市：北京,11