[发明专利]含铜基颗粒的多孔碳复合材料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开一种含铜基颗粒的多孔碳复合材料及其制备方法和应用，涉及复合材料制备技术领域。所述含铜基颗粒的多孔碳复合材料包括铜基颗粒和多孔碳，所述铜基颗粒的尺寸为40‑100nm，所述多孔碳的尺寸为300‑1000nm，所述铜基颗粒均匀地分布在多孔碳上，该复合材料具有优异的光热转化能力和光动力效果，能同时实现光动力、光热协同治疗，且毒性小，癌症治疗效果佳。所述复合材料的制备方法通过一步法制备得到含铜基颗粒的多孔碳复合材料，该制备方法简单，能耗少，设备要求低，环境友好。

技术领域

本发明涉及复合材料制备技术领域。更具体地，涉及一种含铜基颗粒的多孔碳复合材料及其制备方法和应用。

背景技术

癌症是目前世界上致死率最高的疾病之一。由于传统的癌症治疗手段(化疗，手术，放射)存在副作用强、对正常组织伤害大等缺点，抗肿瘤活性强且毒副作用小的新型治疗方法光热治疗吸引了人们极大的关注。目前，用于光热治疗研究的材料多种多样，如有机近红外染料(Biomaterials 2017,133,208–218)，过渡金属纳米粒子(ACS Nano 2016,10,1355-1362)，贵金属纳米材料(Angew.Chem.Int.Ed.2017,56,9029–9033)等等。但是，光稳定性差、光热转换效率低、价格高等因素都限制了它们进一步的应用。

作为一种高效的光热试剂，碳纳米材料有着较强的近红外吸收和光热转换效率(small 2017,13,1602592–1602603)。因此，在较低剂量浓度下，碳纳米材料能迅速产生热量杀死癌细胞。此外，多数研究(Adv.Mater.2016,28,8379–8387)表明碳纳米材料的毒性小，生物相容性好，光稳定性强，可以有效地应用于光热治疗领域。由于高的比表面积，碳纳米材料还可以作为载体，较高程度地吸附或者共价键结合其他材料，实现光热治疗与其他治疗手段结合，显示出更高效的治疗效果。

P型半导体-氧化亚铜由于合适的禁带宽度，光电转化效率高，成本低，环保无毒，资源丰富，制备工艺简单而引起人们的关注，被广泛应用在太阳能光电池、光催化、光电催化等领域。然而，氧化亚铜颗粒应用于癌症治疗领域却几乎没有人关注。已有研究报道氧化亚铜可以在太阳光照射下，产生活性氧物种，催化分解有机染料(J.Ind.Eng.Chem.2017,52,331–337)。这为氧化亚铜应用于光动力治疗提供可能性。目前，传统的氧化亚铜纳米粒子的制备方法主要有自上而下和自下而上两种。其中自上而下是通过机械或者物理外力将大尺寸的材料破碎为小尺寸颗粒，而自下而上是通过化学方法使原子团聚成颗粒。而想要获得氧化亚铜颗粒与碳纳米材料的复合材料以实现光动力、光热协同治疗的常见方法是先分别合成各种材料，再通过自主装的方式组装而成(RSC Advances 2015,5,19321–19328)，或者先合成一种材料，再在原位生成另一种材料(Angew.Chem.Int.Ed.2015,54,8480–8484)。但是，层层逐步的功能化增加了合成的难度和成本，也增加了复合药物的毒性。

因此，有必要提供一种制备铜基颗粒/碳纳米复合材料的简便方法，使得该材料能应用于光动力治疗的同时拥有光热治疗效果。

发明内容

本发明的第一个目的在于提供一种含铜基颗粒的多孔碳复合材料，铜基颗粒均匀地分布在多孔碳上，且该复合材料具有优异的光热转化能力和光动力效果。

本发明的第二个目的在于提供一种如上所述的含铜基颗粒的多孔碳复合材料的制备方法，该制备方法工艺简单，能耗少，设备要求低，环境友好。

本发明的第三个目的在于提供一种如上所述的含铜基颗粒的多孔碳复合材料在制备光动力、光热协同治疗试剂中的应用。

为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：