[發(fā)明專利]一種多功能納米復合材料及其制備方法和用途

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610196307.2
• 申請日: 2016-03-31
• 公開（公告）號: CN105885821B
• 公開（公告）日: 2018-01-26
• 發(fā)明（設計）人: 陶富軍;張玉良;尹寬;施磊;曹勝佳;董麗華;尹衍升
• 申請（專利權）人: 上海海事大學
• 主分類號: C09K11/02
• 分類號: C09K11/02;C09K11/85;A61K41/00;A61K49/00;A61P35/00
• 代理公司: 上海信好專利代理事務所(普通合伙)31249
• 代理人: 賈慧琴,苗繪

技術領域

本發(fā)明屬于納米材料制備技術領域，涉及將上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料與光熱轉(zhuǎn)換材料復合制備一種用于光熱治療的集熒光標記和光熱轉(zhuǎn)換功能于一體的多功能納米復合材料和用途。

背景技術

上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料是一種能在紅外光激發(fā)的條件下發(fā)出可見光的材料，即是可以吸收紅外光所散發(fā)出的能量從而轉(zhuǎn)換成可見光的一種材料。之所以稱為上轉(zhuǎn)換，是因為它所吸收的光子能量低于其發(fā)射出的光子能量。1966年，Auzel (C. R. Acad. Sci. Paris B, 1966, 262, 1016)在鎢酸鐿鈉玻璃的研究中，發(fā)現(xiàn)當將稀土元素Yb³⁺離子摻入基質(zhì)材料中時，Er³⁺、Ho³⁺、Tm³⁺離子在紅外光激發(fā)所轉(zhuǎn)換的可見發(fā)光的能量幾乎提高了兩個數(shù)量級，從而正式提出了“上轉(zhuǎn)換發(fā)光”的理念。在紅外光激發(fā)下，上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料產(chǎn)生可見發(fā)射，具有吸收能力強，轉(zhuǎn)換效率高，發(fā)射線譜窄，發(fā)光穩(wěn)定，熒光背景低等優(yōu)點，因此發(fā)展成為了一種把紅外光轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢姽獾挠行Р牧希⒃谏餆晒鈽擞浐歪t(yī)學診斷領域具有特殊應用，近年來也成為國際上研究的熱點。到目前為止，人們發(fā)現(xiàn)的具有最強的上轉(zhuǎn)換發(fā)光基質(zhì)材料是NaYF₄，且在紅外光激發(fā)下，Yb³⁺和Er³⁺共摻雜的NaYF₄具有非常高的上轉(zhuǎn)換效率。雖然所合成的NaYF₄(共摻Y(jié)b³⁺和Er³⁺)納米晶具有良好的上轉(zhuǎn)換熒光效應，但是其水溶性和生物相容性差，只分散于環(huán)己烷等非極性溶劑中，而作為熒光標記的上轉(zhuǎn)換發(fā)光納米晶必須在水溶液中得到分散，這在一定程度上限制了上轉(zhuǎn)換發(fā)光納米晶作為熒光探針在生物熒光標記和成像方面中的應用。因此，若要將這些上轉(zhuǎn)換發(fā)光納米晶用于生物標記，必須對其表面進行功能化修飾，改善其水溶性和生物相容性，例如用聚乙二醇作為水溶性配體，采用表面配體交換法對納米粒子表面進行水溶性修飾（Analytical Chemistry, 2009, 81, 930-935; Journal of Alloys and Compounds, 2009, 485, 24-27）。也可以采用羧基、胺基表面功能化的方法（烏蘭圖亞，稀土熒光及上轉(zhuǎn)換發(fā)光納米粒子的制備、表征及表面功能化，碩士畢業(yè)論文，內(nèi)蒙古大學，2009）將材料表面的配體改為親水基團。

來提高納米材料的水溶性和生物兼容性近些年來，由于上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料具有非常大的應用前景，尤其在生物醫(yī)學領域，基于NaYF₄體系的上轉(zhuǎn)換納米晶的合成研究也受到了人們廣泛的關注。

光熱轉(zhuǎn)換納米材料是一種能夠在近紅外區(qū)域有較高的吸收，且能通過等離子體共振或者可以利用能量躍遷帶產(chǎn)生的熱量，在局部產(chǎn)生高溫，從而達到殺死腫瘤等細胞為目的的一種新型納米功能材料。光熱轉(zhuǎn)換納米材料作為一個新的科研研究熱點，許多生物-材料學者做了很多工作，目的就是合成這類光熱轉(zhuǎn)換納米材料，因而可以將它應用于光熱治療等方面，從而光熱轉(zhuǎn)換納米材料得以在生物醫(yī)學等領域得到了很大的關注。由于銅基納米材料具有非常優(yōu)異的物理和化學性能，所以一直以來科研工作者將其選擇作為研究光熱轉(zhuǎn)換納米材料的首選，Cu_2-xS作為一個陽離子缺陷的P形半導體在室溫下以多種形式存在，低輝銅礦Cu₂S、藍輝銅礦Cu_1.97S、久輝銅礦Cu_1.94S、藍輝銅礦Cu_1.8S、斜方藍輝銅礦Cu_1.4S、方鐵錳礦Cu_1.75S、籃銅礦CuS等。科研工作者們發(fā)現(xiàn)Cu_2-xS銅基納米材料在近紅外區(qū)域均具有較好的光吸收，從而在生物-醫(yī)學等領域內(nèi)銅基納米材料將具有很好的應用前景，例如：東華大學胡俊青課題組成功合成花狀CuS，(Advanced Materials, 2011, 23, 3542-3547)，利用紅外激光獲得能量從而轉(zhuǎn)換為熱能，有效的殺死腫瘤癌細胞，但是單一的Cu_2-xS納米材料沒有標記腫瘤癌細胞的功能，沒有辦法對癌細胞進行定位并有效的殺死。

目前單一的銅基納米材料的光熱治療應用中，由于不能對人體類腫瘤癌細胞進行有效的目標標定，限制了其發(fā)展，因此探索開發(fā)一種可以用同一束紅外光源，實現(xiàn)既可以熒光標記腫瘤癌細胞，又具有較高的光熱轉(zhuǎn)換效率的多功能納米復合材料，在生物醫(yī)學領域具有非常重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容