[发明专利]一种MoS2纳米片的可控合成及同步表面修饰方法

说明书

技术领域

本发明属于生物纳米材料领域，具体涉及一种可控合成及同步表面修饰的MoS₂纳米片的制备方法。

背景技术

癌症是当前威胁人类健康的最危险疾病之一。据全国肿瘤登记中心发布的《2012中国肿瘤登记年报》显示，我国居民因癌症死亡的几率为13％，平均每7-8人中有1人因癌死亡。近20年来，我国癌症呈现年轻化及发病率和死亡率“三线”走高的趋势。手术、放疗和化疗是目前癌症治疗的几种重要手段。手术治疗采取局部切除肿瘤组织，通常会对患者身心带来巨大的创伤。化疗和放疗方法是目前治疗癌症的两种主要手段，但这两种方法治疗癌症均存在着一系列的不足。化学疗法容易造成全身各器官的毒副作用，且会使肿瘤产生多药耐药性，影响治疗效果。放疗对机体器官也有很大的毒副作用，应用范围具有很大的局限性。在人们日益追求高质量生活的今天，开发新的癌症治疗方法，改善患者的生活质量，延长肿瘤患者的生存期，无疑具有重要的研究和实用意义。

光热消融治疗技术，即光热治疗，是近年来兴起的一种新颖的微/无创肿瘤治疗方法，它利用光热材料吸收并将近红外激光转换为热量，使肿瘤组织局部升温而导致肿瘤消融死亡、进而有针对性地杀死肿瘤细胞。近红外光(波长范围：700-1100nm)具有良好的生物组织穿透性，穿透过程光吸收衰减小、且几乎对正常的生物组织无损伤，因而在生物医学领域特别是肿瘤治疗领域展现了良好的应用前景。近红外光在生物体内发挥诊疗作用的前提是需要具有吸收并将近红外光转化为热量的纳米材料。

目前，研究报道的光热转换材料分为有机化合物/聚合物(如吲哚菁绿，聚吡咯纳米颗粒)、氧化钨纳米线、硫化铜纳米颗粒、碳纳米材料(如石墨烯)和贵金属纳米材料(如金纳米棒，钯的纳米片)等。对于贵金属纳米材料而言，其在近红外激光辐射条件下会发生明显的形貌变化，最终导致吸收峰的偏移而大幅影响材料的光热性能。碳材料的吸收系数相对比较低、光热转化效率低等缺点，限制了其进一步应用。过渡金属硫化物(如MoS₂，MoSe₂，WS₂和WSe₂)因具有低成本、低毒等优点成为了光热材料领域的一个重要研究方向。这类过渡金属硫化物多具有层状的“类三明治”结构，处于同一层的各个金属原子之间通过共价键结合，而层-层之间则以较弱的范德华力结合起来。这种独特的结构特点使得它们在环保、能源等领域的应用得到了广泛关注。然而，金属硫化物在生物医学领域的研究还处于起步阶段。

作为金属硫化物的一员，MoS₂纳米材料已经被广泛地应用在能源和环境保护领域的研究工作中。作为一种对近红外光有着强吸收的纳米材料，MoS₂纳米片作为光热材料用于肿瘤治疗的研究却鲜有报道。Chou等人首次研究了化学剥离MoS₂片(ceMoS₂)的制备、对近红外光的吸收特性，并在细胞水平评价了在近红外光的照射下ceMoS₂对癌细胞的杀伤效果(Angewandte Chemie,2013,125:4254-4258.)。然而，这种ceMoS₂的片径在1um左右，无法满足静脉注射的需要，进而不适合体内对肿瘤组织的消融。目前，水热/溶剂热法是合成MoS₂纳米材料的主要方法。常用的Mo源主要包括钼酸铵、钼酸钠、硫代钼酸铵、醋酸钼二聚体等，S源主要包括单质硫、二硫化碳、硫化氢、硫脲等，得到的MoS₂的形貌多为片状或管状。目前文献报道的水热合成的MoS₂的片径多在200nm以上，其胶体稳定性也有待考究。Liu等人最近报道了(Adv.Mater.2014,DOI:10.1002/adma.201305256)通过化学剥离的方法制备片径在200nm左右的MoS₂纳米片，并通过进一步的PEG修饰来降低化学剥离的MoS₂的片径，最终得到了直径在50nm左右的MoS₂-PEG纳米片。由于MoS₂纳米片本身无法像石墨烯类碳材料那样通过“π-π共轭”的方式与PEG等有机物碳链连接而实现表面修饰，故已有报道的合成和表面PEG修饰的工艺非常复杂，而且也无法实现对MoS₂纳米片形貌的有效控制。迄今为止，本领域尚未开发一种能够同步实现对MoS₂纳米片的可控合成和表面PEG修饰的方法。

发明内容