[发明专利]一种氧化石墨烯/硒化铜/PEG纳米复合材料及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于纳米光热试剂技术领域，具体涉及一种氧化石墨烯/硒化铜/PEG纳米复合材料及其制备方法和应用。

背景技术

纳米粒子的光热性质是指利用近红外光激发其表面等离子体共振或者能量跃迁从而产生大量的热来摧毁癌细胞，由此衍生而来的光热疗法已被证明是一种能有效杀死靶细胞而不损伤周围健康组织的方法。此外，光热治疗所使用的近红外光的波长范围通常在650-950nm之间，这是因为在这个波长范围内，近红外光在人体组织，血液和水中的穿透能力最强，可以杀死体内更深层的肿瘤组织。相比传统治疗肿瘤的放射疗法和化学疗法，光热治疗对人体的副作用要小得多，首先光热治疗所使用的近红外光对照射部位的正常组织没有损害，且它只对光热试剂所在的病灶部位能激发高温来杀死肿瘤组织而对周围健康组织没有损害，这就避免了化疗的“一刀切”的不利影响。

目前研究的比较多的光热材料有不同形貌的金纳米粒子、锗纳米晶体、多孔硅、石墨烯薄片、碳纳米管、铜(II)的硫化物的纳米晶体和石墨碳包裹的铁钴纳米晶体等，同时这些材料在生物体内应用还需要满足尺寸小和生物相容性好的要求。最近铜系半导体受到重视的原因就是它的生物毒性比镉基的纳米粒子小。

石墨烯由于其独特的电学性质、光学性质以及光热转换能力，被誉为21世纪最具发展潜力的碳材料。而相比较其他类型的纳米材料，氧化石墨烯在紫外到近红外区域均有吸收，且含有较多含氧功能基团，使其在水溶液中有较好的分散性；具有大比表面积，低细胞毒性，以及极低的生产成本，使其能够成为一种新的具有生物相容性的纳米材料而应用于生物医学领域。此外，氧化石墨烯具有二维层状结构，表面积比较大，可以负载多种物质，如肿瘤靶向分子，抗肿瘤分子药物，基因以及具有光热转换性质的纳米粒子。由此研究人员想到如果将石墨烯和功能化纳米粒子相结合制备出的纳米复合材料可以集成多种成像和治疗手段在一种材料上，不仅可以降低生产成本，而且可以减少药物使用量，将对患者的损害降到最低。因此研究和开发更多的石墨烯基纳米复合材料意义重大，前景广阔。

发明内容

本发明的目的是提供一种氧化石墨烯/硒化铜/PEG纳米复合材料。这种材料具有良好的生物相容性、在水中分散性好，而且材料本身毒性小，在光热治疗中具有良好的应用前景。

本发明的另一个目的是提供这种复合材料的制备方法，该方法具有操作简单、原料易得和成本低廉等优点。

本发明的目的是这样实现的：

一种氧化石墨烯/硒化铜/PEG纳米复合材料，氧化石墨烯表面修饰硒化铜纳米粒子和PEG，氧化石墨烯和硒化铜纳米粒子之间通过沉积相互连接，氧化石墨烯与PEG之间是通过配体交换结合。

上述氧化石墨烯/硒化铜/PEG纳米复合材料的制备方法包括如下步骤：将纳米氧化石墨烯分散在疏水溶剂中，然后将Cu源氯化亚铜和Se源硒脲分别溶解在所述溶剂中，采用高温热注射法在220-240℃下反应10-30min，得到氧化石墨烯/硒化铜，然后再加入聚乙二醇(PEG)改善水溶性，得到氧化石墨烯/硒化铜/PEG纳米复合材料。

所述Cu源和Se源的摩尔比为2:1。

所加PEG和氧化石墨烯/硒化铜的重量比为2-4:1。

所述疏水溶剂优选油胺。

通过上述方法得到的氧化石墨烯/硒化铜/PEG纳米复合材料可用于制备癌症光热治疗药物。

本发明的氧化石墨烯采用改进的Hummers法制备，氧化石墨烯以及修饰的硒化铜纳米粒子在近红外区域有很好的光学吸收，可以作为很好的光热材料发挥协同作用，能够有效的杀死肿瘤细胞，从而实现了协同进行光热治疗的目的。同时，本发明通过修饰PEG改善了材料的生物相容性和稳定性，为材料在生物医学领域的应用奠定了基础。

本发明的优点是：

1.本发明制备的氧化石墨烯/硒化铜/PEG纳米复合材料是一种具有协同光热治疗的纳米复合材料，光热效果明显，能够很好的杀死肿瘤细胞，在生物医学领域应用价值大，前景广；

2.本发明的制备方法操作简单，对设备要求低；

3.本发明的原料易得且价格低廉。

附图说明

图1为本发明实施例1中使用的氧化石墨烯的X射线粉末衍射图(XRD)。

图2为本发明实施例1中使用的氧化石墨烯的透射电镜照片(TEM)。

图3为本发明实施例1中氧化石墨烯/硒化铜/PEG纳米复合材料的X射线粉末衍射图(XRD)。

图4为本发明实施例1中油溶性的氧化石墨烯/硒化铜纳米复合材料的透射电镜图(TEM)。