[发明专利]一种聚吡咯纳米片及其制备方法与应用

说明书

一种聚吡咯纳米片及其制备方法与应用，涉及生物医学纳米材料。将四甲基氢氧化铵和3wt％过氧化氢的混合水溶液加入四水合二氯化锰溶液中，形成深棕色溶液，搅拌反应；离心获得沉淀物，用超纯水和甲醇分别洗涤多次，干燥得块状二氧化锰，采用超声机械剥离法得到单层结构的二氧化锰纳米片；在冰水浴条件下，将吡咯水溶液加入到二氧化锰纳米片水溶液中，搅拌反应后得混合溶液；加入盐酸，至反应液颜色变为透明灰黑色，离心纯化得到聚吡咯纳米片。所述聚吡咯纳米片可作为光热纳米材料，可在近红外二区光声成像和光热治疗药物中应用。制备过程简单易行，无需加入额外的氧化剂；二氧化锰无需去除步骤；制备时间短。纳米片尺寸均匀，性能好。

技术领域

本发明属于生物医学纳米材料领域，具体是涉及一种聚吡咯纳米片及其制备方法与应用。

背景技术

传统癌症治疗手段，如手术、化疗和放疗等，虽然能在一定程度有效遏制恶性肿瘤，但在治疗过程中会伴随着一系列不良反应，产生全身性毒副作用，使人恶心、呕吐、大量脱发、肝肾功能严重下降。光热疗法正迅速成为癌症治疗最有前途的方法之一，其利用光热剂，采用外部近红外激光可控照射，在特定肿瘤区域产生高温(43℃)，并有效避免对非目标区域的伤害。该方法操作简单、病人恢复快，比传统疗法更有优势，已在肿瘤治疗领域引起广泛关注。而实现有效光热治疗就必须找到具有突出光热性能的纳米材料，但目前开发用于临床的实用光热剂仍是一个重大挑战。

聚吡咯纳米材料由于具有优良的生物安全性、优异的光热性能以及高光热稳定性，而被认为是一种具有较高发展前景的低成本光热诊疗剂。但是，目前大多数聚吡咯纳米材料在光热治疗方面的研究集中于近红外一区(650～950nm)，而在近红外二区(1000～1350nm)的光热研究相对较少，潜力尚未开发。值得注意的是，相比近红外一区而言，近红外二区由于具有更低的组织背景和减少的光子散射，可以实现更深组织的光热治疗。同时，近红外二区激光可以允许有更高的激光最大允许曝光值，皮肤暴露的最大允许曝光值在近红外二区为1W/cm²，而在808nm时仅为0.33W/cm²。因此，在近红外二区激光照射下可实现更有效、更安全的光热治疗，特别是对于治疗深部组织埋藏性肿瘤。Wang等人(Wang X,Ma Y,Sheng X,et al.Ultrathin Polypyrrole Nanosheets via Space-Confined Synthesisfor Efficient Photothermal Therapy in the Second Near-Infrared Window[J].NanoLetters,2018,18(4):2217-2225)发现聚吡咯的二维纳米结构可通过有效掺杂而在近红外二区中表现出强吸收性，从而实现聚吡咯在近红外二区中的光热治疗，但该聚吡咯纳米片的合成方法存在不足之处，如聚吡咯的合成时间过长(24h)，需要加入额外的氧化剂，且在聚吡咯形成后需通过酸洗来去除模板；整个实验流程周期长且操作复杂。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术存在的上述不足，提供一种聚吡咯纳米片及其制备方法与应用。本发明利用二氧化锰纳米片作为吡咯聚合的氧化剂和二维模板，在酸性条件下原位氧化吡咯聚合形成聚吡咯纳米片。该方法制备过程简单，合成速度极快，且无需加入额外的氧化剂，制备得到的聚吡咯纳米片尺寸均匀，在各种缓冲溶液中分散稳定，生物相容性好，且在近红外二区中表现出强吸收，具有优异的光热性能和高的光热转换效率，同时具有一定的光声成像效果，有望在近红外二区中实现光声成像介导的光热治疗肿瘤，实现诊疗一体化。

一种聚吡咯纳米片的制备方法，包括如下步骤：

1)将四甲基氢氧化铵和3wt％过氧化氢的混合水溶液加入四水合二氯化锰溶液中，形成深棕色溶液，搅拌反应；

2)反应结束后，离心获得沉淀物，用超纯水和甲醇分别洗涤3～5次，置于烘箱中干燥获得块状二氧化锰，随后采用超声机械剥离法得到单层结构的二氧化锰纳米片；