一種支化聚乙烯亞胺介導(dǎo)的納米硫化銅的制備方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種支化聚乙烯亞胺介導(dǎo)的納米硫化銅的制備方法，所述制備方法包括：配制一定濃度的聚乙烯酰胺水溶液，向其溶液中加入銅鹽溶液，加熱攪拌均勻后向其中加入硫化鈉溶液，繼續(xù)在80°C下加熱攪拌半小時，高速離心收集產(chǎn)物，得到聚乙烯亞胺功能化的納米硫化銅。本發(fā)明專利技術(shù)制造的納米硫化銅形貌和尺寸較為均一，且表面具備豐富的活性氨基官能團，有利于進一步修飾得到多功能復(fù)合納米材料。

Preparation of branched polyethyleneimine-mediated nano-copper sulfide

The invention relates to a preparation method of branched polyvinylimide-mediated nano-copper sulfide. The preparation method includes: preparing a certain concentration of polyvinylamide aqueous solution, adding copper salt solution to the solution, heating and stirring uniformly, adding sodium sulfide solution to the solution, heating and stirring for half an hour at 80 degrees C, collecting products by high-speed centrifugation, and obtaining polyvinylimide functionalization. Copper sulfide nanoparticles. The nano-copper sulfide prepared by the invention has uniform morphology and size, and rich active amino functional groups on the surface, which is conducive to further modifying to obtain multifunctional composite nanomaterials.

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
一種支化聚乙烯亞胺介導(dǎo)的納米硫化銅的制備方法
本專利技術(shù)屬于生物納米材料領(lǐng)域，特別涉及一種支化聚乙烯亞胺介導(dǎo)的納米硫化銅的制備方法。
技術(shù)介紹
光熱治療是指利用能夠?qū)⒔t外光轉(zhuǎn)化為熱能的材料，通過近紅外光照射能夠使局部溫度升高以殺死異常細(xì)胞的一種治療技術(shù)。光熱治療通常可以分為過高熱（Hyperthermia）和光熱消融（Photothermalablation，PTA）兩種。前者是指照射部位的溫度升高到42~46℃之間，而光熱消融所要求的溫度更高，且可以導(dǎo)致組織的永久性壞死。眾所周知，傳統(tǒng)的化療和放療在消滅癌細(xì)胞的同時會損傷正常組織，破壞免疫系統(tǒng)，增加二次癌癥發(fā)病率，與之相比，非侵入性的光熱治療有著無與倫比的優(yōu)勢。一方面，通過運用近紅外光，能夠極大降低和避免對正常組織的傷害；另一方面，通過對腫瘤部位的局部輻射和照射強度的調(diào)節(jié)，能夠?qū)崿F(xiàn)腫瘤治療的高效性和高度選擇性。誠然，光熱治療一般都需要光熱治療劑的介入，這種材料在近紅外區(qū)有著很強的吸收峰，并能有效地將所吸收的近紅外光轉(zhuǎn)化為熱能，其光熱原理是材料所吸收的近紅外光只有小部分會以光子的形式釋放出去，而大部分則轉(zhuǎn)化為其自身的熱能。隨著納米技術(shù)的發(fā)展，越來越多的無機和有機光熱吸收材料被相繼開發(fā)出來，如金基納米材料、碳基納米材料、“鈀藍”、半導(dǎo)體納米材料（硫化銅、硒化銅等）等無機納米材料以及聚吡咯、聚多巴胺等有機聚合物。其中，屬于半導(dǎo)體族的硫化銅納米粒子（CuS納米粒子）由于低成本、源自d-d能帶躍遷而非表面等離子體共振的固有NIR吸收，在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域引起了廣泛關(guān)注。目前CuS納米粒子的合成方法，如水熱法和微波輻射法均需要相對較高的溫度或嚴(yán)格的反應(yīng)環(huán)境。同時，對于其生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用，CuS納米粒子總是需要進一步的表面修飾以實現(xiàn)水溶性和更好的生物相容性。因此，建立更為簡便和綠色的工藝來制備CuS納米粒子，將有助于其在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的深入應(yīng)用。聚乙烯亞胺（PEI）是一種重要的商業(yè)化人工高分子，特別是超支化PEI內(nèi)部具備一定體積的疏水空腔，且其支鏈末端含有大量的氨基，孤獨電子還能和不同金屬原子或離子之間形成配位，從而能穩(wěn)定金屬離子、金屬氧化物或金屬單質(zhì)。因此，用PEI作為穩(wěn)定劑制備納米材料具有很好的優(yōu)勢，一方面其超支化的結(jié)構(gòu)能賦予納米材料較好的膠體穩(wěn)定性，另一方面其末端的活性氨基能夠與很多活性官能團反應(yīng)從而賦予納米材料更多的功能，有利于其生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)旨在改善CuS納米材料的制備工藝和表面功能化，提供一種支化聚乙烯亞胺介導(dǎo)的納米硫化銅的制備方法，其具體步驟包括：配制一定濃度的聚乙烯亞胺水溶液，向其中加入1~2ml的銅鹽溶液，在80°C攪拌反應(yīng)0.5h后，向反應(yīng)體系中加入0.1~0.2M的硫化物水溶液，繼續(xù)在80下反應(yīng)1h，高速離心收集制備的功能化納米硫化銅。優(yōu)選地，上述步驟中聚乙烯亞胺為超支化結(jié)構(gòu)，分子量在1800~25000之間，濃度為濃度為10~50mg/ml。優(yōu)選地，上述步驟中銅鹽為硝酸銅、氯化銅或硫酸銅中的一種，其摩爾濃度為0.1~0.2M。優(yōu)選地，上述步驟中硫化物為硫化鈉或硫氫化鈉，其摩爾濃度為0.05~0.2M。優(yōu)選地，制備的納米硫化銅表面同步修飾有聚乙烯亞胺，具有大量的活性氨基官能團。因此，本專利技術(shù)以支化聚乙烯亞胺為穩(wěn)定劑，通過簡單工藝快速制備出表面具有大量活性氨基的納米硫化銅。有益效果（1）本專利技術(shù)制備工藝簡單，得到的CuS納米片形貌較為均一，重復(fù)性好，具有批量生產(chǎn)的潛力。（2）本專利技術(shù)制備的CuS納米片表面同步修飾有活性氨基，可進一步功能化得到多功能復(fù)合納米材料。（3）本專利技術(shù)制備的CuS納米片同樣在近紅外區(qū)具有很好的光吸收，可作為光熱轉(zhuǎn)換材料用于光熱治療，在納米醫(yī)學(xué)領(lǐng)域具有較好的應(yīng)用前景。附圖說明圖1是制備的CuS納米片的透射電鏡圖片；圖2是CuS納米片的分散液在近紅外激光照射下的溶液升溫曲線；圖3是照射前后CuS納米片紫外-可見吸收光譜；圖4a是4T1細(xì)胞與CuS納米片共培養(yǎng)后在激光照射下的細(xì)胞活力，圖4b是照射后4T1細(xì)胞的臺盼藍染色圖片。具體實施方式下面結(jié)合具體實施例，進一步闡述本專利技術(shù)。應(yīng)理解，這些實施例僅用于說明本專利技術(shù)而不用于限制本專利技術(shù)的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本專利技術(shù)講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本專利技術(shù)作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限定的范圍。實施例1一種支化聚乙烯亞胺介導(dǎo)的納米硫化銅的制備方法，主要步驟如下：稱取0.1g的PEI溶解在10mL水中，攪拌至充分溶解后，向其中加入2ml的氯化銅溶液（0.1M），在80°C下加熱攪拌半小時后，加入5ml硫化鈉水溶液（0.1M），繼續(xù)加熱反應(yīng)1h后，高速離心收集CuS納米粒子并用去離子水反復(fù)清洗，放入冰箱備用。圖1顯示制備的CuS邊緣不規(guī)則，但尺寸相對均一。實施例2稱取0.2g的PEI溶解在20mL水中，充分?jǐn)嚢枞芙夂螅蚱渲屑尤?ml的硝酸銅溶液（0.1M），在80°C下加熱攪拌半小時后，加入2.5ml硫氫化鈉水溶液（0.1M），繼續(xù)加熱反應(yīng)1h后，高速離心收集CuS納米粒子并用去離子水反復(fù)清洗后備用。為實現(xiàn)CuS的功能化，將得到的表面有PEI的CuS分散在30ml水中，稱取25.3mg的(1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亞胺鹽酸鹽)和17.8mg的N-羥基琥珀酰亞胺加入其中，隨后向其中加入50mg的透明質(zhì)酸，繼續(xù)在室溫下攪拌反應(yīng)24h后，高速離心收集產(chǎn)物，反復(fù)清洗后得到透明質(zhì)酸功能化的CuS，可用于CD44受體靶向的癌癥光熱治療。實施例3稱取0.15g的PEI溶解在15mL水中，攪拌至充分溶解后，向其中加入2.5ml的氯化銅溶液（0.1M），在80°C下加熱攪拌半小時后，加入7.5ml硫化鈉水溶液（0.1M），繼續(xù)加熱反應(yīng)1h后，高速離心收集CuS納米粒子并用去離子水反復(fù)清洗，放入冰箱備用。將得到的納米CuS分散在去離子水中，采用808nm的激光照射CuS分散液，通過熱電偶溫度計監(jiān)測分散液在照射過程中的溫度變化，得到的溫度-時間曲線如圖2所示，由圖可知隨著照射時間的延長溶液溫度快速上升，而當(dāng)將激光關(guān)閉時，溶液溫度又會緩慢下降，該實驗證實本專利技術(shù)制備的硫化銅具備較好的光熱轉(zhuǎn)化性能。同時，當(dāng)用紫外-可見光譜檢測照射前后CuS分散液的吸收時，由圖3可知照射前后CuS的吸收圖譜基本沒有變化，因此該納米CuS同樣具備較好的光熱穩(wěn)定性，可作為良好的光熱劑用于生物醫(yī)學(xué)。實施例4選用4T1細(xì)胞為樣本，通過標(biāo)準(zhǔn)CCK-8實驗評價納米CuS的細(xì)胞毒性和光熱殺傷效果。步驟如下：將4T1細(xì)胞按每孔1萬的密度接種到96孔細(xì)胞培養(yǎng)板中，充分培養(yǎng)過夜后，取上述實施例2中的透明質(zhì)酸修飾的納米CuS分散在細(xì)胞培養(yǎng)基中，當(dāng)4T1細(xì)胞與不同濃度的納米CuS共培養(yǎng)24h后，通過CCK-8實驗評價細(xì)胞存活率，同時光熱治療組采用激光照射10min后，同樣評價其細(xì)胞存活率。納米CuS濃度為0時的細(xì)胞存活率設(shè)為100%，對于100μg/ml的納米CuS照射處理的細(xì)胞用臺盼藍染色15min，并用倒置顯微鏡拍照。上述結(jié)果如圖4所示，當(dāng)不用激光照射時，納米CuS并未產(chǎn)生明顯毒性，而使用激光照射時，細(xì)胞存活率明顯下降，因此證實CuS的光熱效應(yīng)能有效殺死癌細(xì)胞。且通過臺盼藍染色結(jié)果同樣證實4T1本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
1.一種支化聚乙烯亞胺介導(dǎo)的納米硫化銅的制備方法，其具體步驟包括：配制一定濃度的聚乙烯亞胺水溶液，向其中加入1~2?ml的銅鹽溶液，在80°C攪拌反應(yīng)0.5h后，向反應(yīng)體系中加入0.1~0.2?M的硫化物水溶液，繼續(xù)在80?下反應(yīng)1?h，高速離心收集制備的功能化納米硫化銅。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種支化聚乙烯亞胺介導(dǎo)的納米硫化銅的制備方法，其具體步驟包括：配制一定濃度的聚乙烯亞胺水溶液，向其中加入1~2ml的銅鹽溶液，在80°C攪拌反應(yīng)0.5h后，向反應(yīng)體系中加入0.1~0.2M的硫化物水溶液，繼續(xù)在80下反應(yīng)1h，高速離心收集制備的功能化納米硫化銅。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種支化聚乙烯亞胺介導(dǎo)的納米硫化銅的制備方法，其特征在于：所述步驟中聚乙烯亞胺為超支化結(jié)構(gòu)，分子量在1800~25000之間，濃度為10~50mg/ml。3.根據(jù)權(quán)利...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：陳良，唐小倩，羊夢詩，
申請(專利權(quán))人：嘉興德?lián)P生物科技有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：浙江,33