[發明專利]一種金屬摻雜的光熱碳納米材料及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201710092296.8
• 申請日: 2017-02-21
• 公開（公告）號: CN106902350B
• 公開（公告）日: 2019-12-10
• 發明（設計）人: 吳富根;鮑琰雯;華先武
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: A61K41/00
• 分類號: A61K41/00;A61P35/00
• 代理公司: 32204 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙)
• 代理人: 鄭立發

本發明公開了一種金屬摻雜的光熱碳納米材料及其制備方法與應用，所述光熱納米材料主要是由苯二胺或其衍生物與金屬離子化合物進行合成，然后利用穩定劑進行表面修飾，所得的光熱碳納米材料。相對于現有技術，本發明提供的金屬摻雜的光熱碳納米材料的方法具有以下突出優勢：水熱合成原料成本低、來源廣、可大量制備，其中金屬離子化合物用量很少且僅需具有水溶性的特點即可用于反應；制備方法極為簡單省時、純化方便；合成產物經簡單的表面修飾后即可在各種水溶液中分散并穩定；制得的金屬摻雜的光熱碳納米材料光熱性質優異、細胞毒性低和光熱抗癌效果好，具有很好的腫瘤光熱治療的應用前景。

技術領域

本發明涉及一種金屬摻雜的光熱碳納米材料及其制備方法和生物醫學應用，屬于納米材料和納米醫學領域。

背景技術

光熱治療是一種新興的用于治療癌癥的高選擇性和微創技術。在光熱治療中，光熱材料首先通過實體瘤的高通透性和滯留效應被輸送到腫瘤部位。之后這些在腫瘤部位的光熱材料通過吸收具有較強組織穿透能力的近紅外光并有效地將其轉換成熱，導致腫瘤部位的升溫并進而誘導癌細胞中的各種生物酶功能紊亂，最終導致癌細胞死亡。理想的光熱材料不僅在近紅外區具有較強的光吸收和較高光熱轉化效率，也需要具有較低的生物毒性、較好的光穩定性、較高生理環境穩定性和利于靶向輸送的小尺寸等特點。目前報導的光熱材料主要包括有機化合物(如吲哚菁綠ICG、IR825和Cypate等)、聚合物(如聚苯胺、聚吡咯和聚噻吩等)、金屬納米材料(如金納米棒、金納米刺、鈀納米片、硫化銅納米片、硫化鉬納米片和氧化鎢納米線等)和碳納米材料(如碳納米管和氧化石墨烯)等。然而，這些光熱材料常常因成本昂貴、合成復雜、光穩定性較差、光熱轉化效率和消光系數較低、水分散性不佳、生物相容性較差和生物可降解性差等因素，無法在癌癥治療方面獲得較好的應用。因此發展一種制備方法簡單且通用、光熱轉換效率高且生物相容性好的光熱納米材料具有重要的現實意義。

發明內容

發明目的：為了解決上述技術問題，本發明提供了一種金屬摻雜的光熱碳納米材料及其制備新方法，并通過在該材料表面的修飾提高其水中穩定性和分散性，最終獲得光熱性能優異、細胞毒性低、腫瘤靶向性好的新型光熱納米材料，以用于腫瘤的光熱治療。

技術方案：為了實現上述目的，本發明公開了一種金屬摻雜的光熱碳納米材料，其主要是由苯二胺或其衍生物與金屬離子化合物進行合成，然后利用穩定劑進行表面修飾，所得的光熱碳納米材料。

優選，所述衍生物包括對苯二胺、間苯二胺、鄰苯二胺、4-甲基鄰苯二胺或N,N-二乙基鄰苯二胺等。

優選，所述金屬離子化合物所含金屬元素為Ni、Cu、Pd、Pt、Ag、Au、Fe、Co或Mn等。

優選，所述金屬離子化合物包括氯化鎳、硝酸鎳、氯化銅、硝酸銅、氯鈀酸鈉、氯鈀酸鉀、氯鉑酸鈉、氯鉑酸鉀、硝酸銀、氯金酸、氯化鐵、硝酸鐵、氯化鈷、硝酸鈷或高錳酸鉀等。

優選，所述苯二胺或其衍生物與金屬離子化合物的摩爾比為1:0.01～1:1，更優選優選1:0.1。

優選，所述穩定劑為巰基-聚乙二醇-甲氧基分子(HS-PEG-OMe)、N-羥基琥珀酰亞胺-聚乙二醇-甲氧基分子(NHS-PEG-OMe)、牛血清白蛋白、人血清白蛋白或巰基葡萄糖中的至少一種，或者是上述幾種分子的組合，更優選NHS-PEG5k-OMe。

本發明還提供了所述的金屬摻雜的光熱碳納米材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)將苯二胺或其衍生物與金屬離子化合物在水中溶解后混合，于120～200℃水熱反應0.5～24h，反應結束后室溫冷卻，得到分散性較好的金屬摻雜的光熱碳納米材料的水溶液；

(2)將上述金屬摻雜的光熱碳納米材料的水溶液經透析或離心得到純凈的金屬摻雜的光熱碳納米材料的水溶液，通過冷凍干燥法確定溶液的質量濃度；