[发明专利]MXene纳米片负载稀土发光纳米晶的复合材料、制备方法与应用

说明书

本发明公开了MXene纳米片负载稀土发光纳米晶的复合材料，其为表面带负电的二维MXene纳米片与无表面配体且带正电性的稀土发光纳米晶通过静电吸附复合而成，并进一步改性的水溶性纳米片复合材料。本发明还公开了其制备方法及应用。本发明将表面带正电的稀土发光纳米晶负载到负电性的二维MXene纳米片表面，然后进行表面改性，得到水溶性二维MXene纳米片负载稀土发光纳米晶的复合材料。该材料具有生物相容性好、良好的光热转换性能和光热稳定性、强大的生物组织光热消融能力等优势，该制备方法简洁，重复率高。该材料具有良好的荧光性能和磁共振成像能力，可应用于生物体内荧光和磁共振造影双模成像。

技术领域

本发明涉及纳米生物医学材料技术领域，具体涉及一种二维MXene纳米片负载稀土发光纳米晶的复合材料、制备方法与应用。

背景技术

目前，二维过渡族金属碳化物(MXene)因其类石墨烯的层片状结构受到广泛关注，它结合了陶瓷和金属的特性，表现出很高的强度、抗腐蚀性和热稳定性，同时具有良好的导电性、柔性和光学性能，其巨大的比表面积提供的丰富的活性位点也使得它表现出优异的催化活性。因此，其在催化、电子、储能和生物领域应用广泛。MXene的强光学吸收特性和高效的光热转换能力，在生物医学领域经常被用作光热治疗剂，然而MXene单一的光热性能限制了其在生物领域的进一步应用。因此，利用其高比表面积，赋予其更丰富的性能有重要意义。

由于生物组织的吸收特性和组织厚度使得紫外光和可见光无法穿透从而实现有效的生物成像，近年来，近红外光因为具有较大的组织穿透深度而引起研究人员的关注。稀土上转换发光纳米晶可以通过吸收两个或多个光子将近红外光转变为可见光，为近红外光介导的生物体内成像提供了有力支持。并且该材料具有良好的信噪比和光学稳定性以及磁性，是一种优良的荧光成像剂和磁共振成像造影剂。然而，单一的成像功能也限制该材料的应用和发展。

目前临床诊断和治疗中，是采用相互独立的复合材料分别进行诊断和治疗，该治疗模式存在着治疗周期长、临床操作经验依赖性高等不足。因此，设计一种诊疗一体化的纳米治疗剂具有重大现实意义。但是，由于不同组分的纳米材料之间相容性较差，尺寸微小，现有技术难以将其结合起来，同时由于其制备工艺复杂、形貌不稳定、重复率低，也难以对其实现批量化的生产。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中的上述不足，而提供一种二维MXene纳米片负载稀土发光纳米晶的复合材料与制备方法，通过对材料组分及制备工艺的同步改进，以克服纳米材料不同组分之间相容性差、结合度差以及形貌不稳定的问题。该复合材料具有良好的光热转换性能和光热稳定性，并赋予其强大的生物组织光热消融能力；该复合材料具有制备方法简洁，重复率高，产品生物相容性好的优点。

本发明的目的还在于，提供该复合材料的应用，将其作为光热一体化材料，用于磁共振成像、荧光成像双模式成像介导的诊疗一体化。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种MXene纳米片负载稀土发光纳米晶的复合材料，其特征在于，其为表面带负电的二维MXene纳米片与无表面配体且带正电性的稀土发光纳米晶通过静电吸附复合而成，并进一步改性的水溶性纳米片复合材料。

所述二维MXene纳米片与稀土发光纳米晶之间的质量比为：(5～10):(10～50)。

所述二维MXene纳米片为：碳化铌(Nb₂C)、碳化钛(Ti₃C₂)以及碳化钽(Ta₄C₃)之一。

所述的稀土发光纳米晶均匀分散在二维MXene纳米片表面，所述纳米片的平均粒径为400～500nm。

一种制备所述MXene纳米片负载稀土发光纳米晶的复合材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：