[发明专利]一种金-硫化铋纳米异质结构光热转换材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及纳米异质结构光热转换材料及其制备方法。

背景技术

恶性肿瘤(癌症)由于其极强的转移性和侵染性，目前已经成为威胁人类生命健康的 第二大致死疾病，且其发病率保持逐年上升的趋势。尽管已经有很多的治疗技术被开发出 来用于治疗癌症，但是癌症患者的存活率仅仅提高了10％左右。目前，传统的外科手术、 化疗和放疗等方法的治疗效果非常有限且副作用很大，使得其在治疗后期(特别是癌症晚 期患者)很难得到理想的治疗效果。因此，如何能够显著提高癌症治愈率以及降低治疗毒 副作用是亟待解决的问题。光热治疗是近些年来发展起来的一种新型微创恶性肿瘤治疗技 术，这种方法被称为“绿色疗法”。其作用原理是利用小剂量的光热转换纳米材料将吸收的 光能有效地转换为热能，对肿瘤组织进行加热，从而使得肿瘤组织局部温度升高杀死肿瘤 细胞。当肿瘤组织温度达到42℃以上时，肿瘤细胞开始发生细胞凋亡；产生不可逆的光 热消融而导致肿瘤组织的坏死。

理想的光热转换材料应该具有以下性质：在近红外光区域(650nm～950nm)具有较 强的吸收，较高的光热转换效率，水溶性好且低毒性。目前，主要研究的近红外光热转换 材料主要分为有机光热转换材料和无机光热转换材料。有机光热转换材料主要是指传统有 机近红外染料如吲哚菁绿，聚苯胺等；无机光热转换材料主要指的是碳纳米材料(如碳纳 米管，石墨烯，还原性石墨烯)和金纳米材料(如金纳米棒、金纳米壳和金纳米笼)等。 虽然，这些光热转换材料已经取得了令人瞩目的进步，但是它们在具体生物医学应用方面 有很多的局限性，例如“融化效应”，生物安全性问题，缺乏临床试验，材料昂贵，需要相 对复杂和严格的合成过程等。此外，这些材料的种类还是比较有限的。因此，开发新型的 光热转换纳米材料用于肿瘤治疗是人们的研究热点。

发明内容

本发明要解决现有的吲哚菁绿、聚苯胺、碳纳米管、石墨烯和金纳米材料等已开发的 光热转换材料其光热性能和生物安全性有待提高，且合成过程复杂的问题，而提供一种 金-硫化铋纳米异质结构光热转换材料及其制备方法。

一种金-硫化铋纳米异质结构光热转换材料，金-硫化铋纳米异质结构光热转换材料粒 径为20nm～200nm，光热转换效率达到15％～30％。

一种金-硫化铋纳米异质结构光热转换材料的制备方法，具体是按照以下步骤进行 的：

一、将铋盐和表面保护剂溶解在溶剂中，在温度为10℃～50℃的水浴中超声混合均匀， 得到反应混合物；

所述的铋盐的质量与表面保护剂的体积比为1g:(2～20)mL；所述的铋盐的质量与溶剂的 体积比为1g:(40～150)mL；

二、将反应混合物利用惰性气体进行脱气，得到脱气后的反应混合物，以升温速率为 2℃/min～20℃/min，将脱气后的反应混合物加热到100℃～250℃，然后在温度为100℃～250 ℃的条件下，向脱气后的反应混合物中加入硫源溶液与金源溶液，反应5min～60min，反 应后冷却至室温，利用有机混合溶剂离心分离并洗涤1次～5次，在温度为20℃～120℃的 条件下真空干燥，得到表面保护剂保护的金-硫化铋纳米材料；

所述的脱气后的反应混合物与硫源溶液的体积比为1:(0.1～1.5)；

所述的硫源溶液与金源溶液的体积比为1:(0.1～2)；

所述的硫源溶液是按以下步骤制备的：将十八烯用氩气脱气1min～10min，再加入硫 源，搅拌均匀，得到硫源溶液；所述的十八烯与硫源的体积比为1:(0.01～0.25)；

所述的金源溶液是按以下步骤制备的：将金源溶于油胺中并脱气，脱气后在温度为 40℃～80℃的条件下加热，直到溶液变成酒红色，得到金源溶液；所述的金源的质量与油 胺的体积比为1g:(30～200)mL；

三、将表面保护剂保护的金-硫化铋纳米材料溶于氯仿中，然后加入浓度为 150g/L～300g/L的含有水溶性高分子聚合物的水溶液，在温度为30℃～60℃的油浴中搅拌 反应12h～36h，搅拌反应后利用洗涤溶剂离心并洗涤，最后分散水中，得到金-硫化铋纳 米异质结构光热转换材料；

所述的表面保护剂保护的金-硫化铋纳米材料的质量与氯仿的体积比为 1g:(1500～3000)mL；所述的表面保护剂保护的金-硫化铋纳米材料与含有水溶性高分子聚 合物的水溶液的质量比为1:(200～400)。