[发明专利]超稳定硫化铜纳米簇的制备方法及其应用

说明书

技术领域

本发明属于生物纳米技术领域，特别涉及一种超稳定硫化铜纳米簇的常温制备方法，还涉及该纳米簇在制备抗癌、抗菌药物中的应用。

背景技术

细菌感染和癌症是威胁人类健康的主要疾病。传统的抗生素及抗癌药物的应用所导致的耐药现象日益严重。随着纳米技术的发展，大量新型材料被开发用来抗菌和抗癌应用，如功能性高分子、石墨烯和金属纳米颗粒等(如银纳米颗粒被广泛用做抗菌和抗癌产品)。其中，基于铜元素的纳米颗粒由于其价格相比于金、银材料成本低廉，越来越受到重视，而又以硫化铜纳米材料的研究发展最为迅速。

硫化铜半导体纳米材料由于其具有光电、光催化、热电、离子存储、等离子共振等诸多性质被广泛用于制造光电转换器、电池、化学传感器等器件。利用硫化铜纳米材料在近红外区域有强烈吸收的特性，其在生物医学领域的研究应用越来越多。比如生物成像(如光声成像)、深组织成像、肿瘤光热治疗以及生物分子检测等。然而，硫化铜因为具有多种相态，而且合成方法多种多样，合成条件复杂，如高温、惰性气体保护等，使其发展受到了限制。尤其是硫化铜纳米簇的合成，一直没有实现室温下简单合成。因而非常有必要发展一种简单、低成本的硫化铜纳米簇合成方法。

发明内容

发明目的：本发明基于捕获反应中间态的方法，其目的是提供一种超稳定硫化铜纳米簇(CuS nanoclusters，CuS NCs)的制备方法。

技术方案：本发明提供的超稳定硫化铜纳米簇的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

(11)室温下将可溶性铜盐溶液与保护剂混合后，再与硫化盐溶液混合，得到硫化铜纳米簇反应中间态溶液；

(12)硫化铜纳米簇反应中间态溶液中加入捕获剂，室温搅拌反应，捕获反应中间态，得到稳定的硫化铜纳米簇溶液；

(13)稳定的硫化铜纳米簇溶液于透析袋中透析，得到纯净的硫化铜纳米簇溶液；

或者包括以下步骤：

(21)将可溶性铜盐溶液、保护剂、硫化盐溶液和捕获剂混合，室温搅拌反应，一锅法得到MUH稳定的硫化铜纳米簇溶液；

(22)MUH稳定的硫化铜纳米簇溶液于透析袋中透析，得到纯净的硫化铜纳米簇溶液。

作为优选，所述可溶性铜盐包括氯化铜、硫酸铜、硝酸铜、醋酸铜和溴化铜。

作为另一种优选，所述硫化盐包括硫化钠和硫化钾。

作为另一种优选，所述保护剂包括柠檬酸钠、抗坏血酸钠、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和高分子非离子表面活性剂Pluronic F127；其用于反应中间态的生成，防止形成硫化铜沉淀。

作为另一种优选，所述捕获剂包括HS–(CH₂)₁₁–(OCH₂CH₂)₆–OH(MUH)及其衍生物、半胱氨酸、巯基乙酸和巯基葡萄糖；所述MUH衍生物包括HS–(CH₂)₁₁–(OCH₂CH₂)₆–NH₂(MUN)、HS–(CH₂)₁₁–(OCH₂CH₂)₆–COOH(MUC)。

作为另一种优选，所述可溶性铜盐、硫化盐、保护剂以及捕获剂的摩尔比为(0.8–1.2)：1：(0.8–10)：(0.2–10)。

本发明还提供了上述超稳定硫化铜纳米簇在制备抗肿瘤药物中的应用。

本发明还提供了上述超稳定硫化铜纳米簇在制备抗菌药物中的应用。

有益效果：本发明基于捕获反应中间态的方法于室温下合成硫化铜纳米簇，该方法简单、制备成本低，所得到的硫化铜纳米簇具有高稳定性和高分散性和高细胞、细菌毒性，可以用于开发抗肿瘤药物以及抗菌产品。

具体而言，本发明相对于现有技术具有以下突出的优势：

(1)合成方法简单：本发明通过利用MUH分子，捕获硫化铜纳米颗粒合成中所形成的不稳定性硫化铜纳米簇中间态，得到硫化铜纳米簇；只需在室温下完成，不需要高温条件以及惰性气体保护。

(2)制备成本低：本发明使用的试剂只有四种，且价格便宜。