[发明专利]一种用于光热治疗的纳米材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于纳米材料制备技术领域，特别涉及一种具有极高光热转换效率的Cu₇S₄纳米超晶格，可以应用于光热治疗。

技术背景

由于基于近红外纳米材料的光热烧蚀被认为是一种无损伤、无公害、高效率的癌症疗法，因此近红外光热纳米材料的设计、合成及组装引起了广泛的关注。迄今为止，为提高光热转换效率及增强对皮下肿瘤的热杀伤力，人们探索了大量具有近红外光强吸收的光热药剂。包括金纳米壳、金纳米棒、金纳米笼、分层的金纳米颗粒和空心的金纳米球在内的几种纳米结构已被用于近红外光热治疗的研究。虽然基于金的纳米结构具有不引起细胞结构明显变化的生物惰性和临床光热烧蚀的良好前景，但是这些材料在长期的激光照射下光稳定性不好，并且有潜在的长期毒性效应。包含碳纳米管、石墨烯在内的碳纳米材料具有良好的光热稳定性，但是使它们在水中单分散的氧化过程影响了它们的光热效果。

纳米材料的组成、形貌、表面修饰及组装是提高光热转换效率的关键因素。因此，需要理性的设计纳米结构，使其在近红外光照射下的光热效果达到最大化。由于局域表面等离子体共振效应，包括MoS₂、WS₂在内的半导体纳米材料不仅在近红外区有较强的吸收，而且光热转换效率优良，这引起了广泛的关注。近来，包括Cu₉S₅、Cu_7。2S₄、Cu_2-xSe在内的铜的硫属化物纳米晶，其光热转换效率分别为25.7％(980nm)、56.7％(980nm)、22％(808nm)，以其低价、低毒、光热稳定的优势引起了特别的注意。据报道，增加Cu_2-xS纳米颗粒的尺寸可以增强光热转换效率，这说明组装纳米晶的操作将会影响局域表面等离子体共振效应及其导致的光热转换效率。另一方面，808nm的近红外光对人体的损害较小，并且血红蛋白和水对其吸收很小，可以更深入地穿透患病的器官和组织，所以808nm比980nm的近红外光更适用于体内治疗。因此，发展在808nm处具有高光热效率并且形貌可控的Cu_2-xS纳米结构，是生物医学应用领域的重要需求。

发明内容

本发明为满足生物医学应用领域的需求，特别设计一种具有极高光热转换效率的Cu₇S₄纳米超晶格，可以应用于光热治疗。

本发明采用热分解单一前驱体的方法，得到疏水的Cu₇S₄纳米晶，在保持材料原有结构的前提下，通过包覆两亲性的高分子改变其表面性质，将其转化为水相，得到单分散的片状、棒状组装和纳米超晶格三种类型的纳米材料，该材料可应用于光热治疗。

本发明所述的用于光热治疗的纳米材料的制备方法，其具体步骤如下：

a.将4-6ml油胺、4-6ml十八烯、0-100mg的硫代乙酰胺和0.05-0.4ml的十二硫醇混合并缓慢搅拌，在150-210℃下注射10-20mg的Cu(S₂CNBut₂)前驱体，在145-190℃保持10-60min；

b.反应自然冷却后，取出反应液离心，得到疏水的Cu₇S₄纳米晶，然后分散到氯仿中；

c.向10mL浓度为0.5-10mM的NaOH水溶液中加入PSI_OAm的氯仿分散液和步骤b得到的疏水的Cu₇S₄纳米晶的氯仿分散液，其中PSI_OAm含量为20-100mg，疏水的Cu₇S₄纳米晶含量为2-10mg，超声分散；

d.最后在30-60℃下搅拌蒸掉氯仿，离心得用于光热治疗的纳米材料，将其分散到水中。

所述的PSI_OAm的制备方法为：50-70℃条件下将1.2-2.0g聚琥珀酰亚胺溶于25-40mL四氢呋喃中，随后加入1.5-1.8mL油酸，混合物在85-120℃条件下反应3-8h，冷却至室温，甲醇沉淀反应产物，离心分离即得PSI_OAm；聚琥珀酰亚胺数均分子量范围5000-7500。

步骤a中不加入硫代乙酰胺时，最终得到的用于光热治疗的纳米材料为片状。

步骤a中硫代乙酰胺加入量为0-30mg，且不包括0时，最终得到的用于光热治疗的纳米材料为棒状。