[发明专利]一种硫化铜@介孔二氧化硅纳米复合材料及其制备方法和用途

说明书

本发明属于纳米材料制备技术和特种材料技术领域，具体涉及一种具有光热功能的介孔二氧化硅纳米材料的制备及其光热性能研究。该介孔二氧化硅纳米材料，采用十六烷基三甲基氯化铵为模板，四乙氧基硅烷为硅源，三巯基丙基三甲氧基硅烷为巯基修饰剂，在60℃搅拌反应形成介孔硅球。随后将所得样品分散在水中，在碱性条件下加入铜离子盐水溶液，继续搅拌后吸附上铜离子，然后在酸性条件下加入硫化钠或硫代硫酸钠水溶液，搅拌得到硫化铜修饰的介孔二氧化硅复合纳米材料。所述的具有光热治疗功能的介孔硅球具有粒径小、比表面高、负载量大、生物相容性好等特征，其制备方法具有工艺简单、成本低、光热转化效率高以及适用范围广等技术优势。

技术领域

本发明属于纳米材料制备技术和特种材料技术领域，具体涉及一类具有光热功能的介孔二氧化硅纳米材料及其制备和光热性能研究，该材料在肿瘤光热治疗中将有重要应用。

背景技术

近几个世纪以来，癌症已经成为威胁人类生命的主要因素之一。目前，对于癌症的治疗方法主要有传统的手术切除、化学治疗、放射治疗，中医治疗等，但这些疗法仍然存在不足之处，如杀伤癌细胞的同时也杀伤正常细胞，对免疫系统有一定的破坏，副作用较大，甚至可能引发机体的二次癌症。因此，寻求有效而完全治疗癌症的新方法刻不容缓。

随着科学技术的发展，一些治疗癌症的崭新方法开始涌现出来，如光热治疗。光热治疗技术是新型的肿瘤微创治疗技术。研究表明，温度会影响DNA的损伤，当DNA损伤超过一定的数量时，细胞容易死亡，且肿瘤细胞受到热刺激后细胞死亡率会更高。但由于正常细胞比肿瘤细胞更耐受高温，在高温条件下也容易恢复正常，以及正常组织比肿瘤细胞的血液流畅带走更多的热量，所以在相同温度的高温条件下肿瘤细胞更容易死亡。光热治疗就是通过激光照射将肿瘤局部温度升高，使肿瘤细胞变性、坏死，从而达到治疗目的，并具有快速、高效、毒副作用小等优点。但是单纯的使用近红外激光辐照来治疗癌症存在着一些不足，如肿瘤组织对于近红外光吸收较少，无法有效的将光转为热，因此光热治疗技术的关键是开发生物相容、高效、稳定的光热转换材料。

目前，有很多光热转换材料已经引起了大家的注意。金(金纳米棒、金纳米笼)和铂(铂纳米片)纳米材料，由于表面具有可调的表面等离子体效应而应用于光热治疗，但是由于他们是贵金属材料以及加热后形貌易发生变化，从而影响光热性能的稳定性，进一步限制了他们的应用。碳(石墨烯、碳纳米棒)由于光热性能稳定而应用于光热治疗，但是由于其光吸收系数较低，并且其制备和功能化的条件比较苛刻，从而抑制了它的光热应用。有机光热材料(吲哚箐绿、聚吡咯纳米材料)由于具有生物可降解的特性而有很好的光热应用前景，但是经过长时间激光照射后容易发生光降解，这也大大降低了它的使用率。最近，硫化铜材料由于合成简单，价格便宜，光热转换效率高，良好的生物相容性，并且在激光照射下具有更稳定的性质，而受到很多科研工作者的青睐。随着纳米技术的迅速发展，功能化纳米复合材料为癌症治疗注入了新的活力，为抗肿瘤治疗提供了新的思路和手段。

功能纳米复合材料既能减少单一材料产生的副作用，又能达到单一材料各自的优势，甚至增强效果。因此，本发明提供一种简单的合成具有光热功能的二氧化硅纳米材料的方法，及其光热性能测试。所述的具有光热功能的二氧化硅纳米材料具有介孔结构、比表面积大，孔隙度可调、好的生物相容性及稳定性等特性。同时此材料具有制备工艺简单、成本低、效果明显、适用范围广等技术优势。

发明内容

鉴于现有技术中存在上述技术问题，本发明提供一类基于二氧化硅功能纳米材料及其制备方法和应用。所述纳米材料由下述过程得到，首先是合成二氧化硅纳米材料，然后再修饰上光热试剂硫化铜，同时修饰上PEG硅，使其具有光热性能，并且具有好的生物相容性，从而在细胞成像、活体成像等领域具有良好的应用前景，并能够用于癌细胞和肿瘤治疗技术领域。本发明的具体技术方案如下所述：

本发明提供一种硫化铜修饰的介孔二氧化硅复合纳米材料，所述复合纳米材料包括作为载体的表面带巯基的介孔二氧化硅纳米粒子和纳米级的硫化铜材料，所述硫化铜修饰在介孔二氧化硅的表面及其孔道中。