[發明專利]碳化釩鈦MXene材料及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202210551843.5
• 申請日: 2022-05-18
• 公開（公告）號: CN114804106A
• 公開（公告）日: 2022-07-29
• 發明（設計）人: 周敏;唐新鋒;張慧;朱艷華;翟興吾
• 申請（專利權）人: 中國科學技術大學
• 主分類號: C01B32/907
• 分類號: C01B32/907;B82Y40/00;A61K41/00;A61P35/00
• 代理公司: 廣州廣典知識產權代理事務所(普通合伙) 44365
• 代理人: 曾銀鳳

本發明公開了一種碳化釩鈦MXene材料及其制備方法和應用。其制備方法包括制備陶瓷相材料、將陶瓷相材料刻蝕制備多層碳化釩鈦、將多層碳化釩鈦插層和剝離的步驟。本發明制備得到的碳化釩鈦MXene材料具有優異的光熱作用并且能產生活性氧，生物相容性和腫瘤被動靶向性好，可以聯合光熱和化學動力學治療腫瘤。將其制備成碳化釩鈦MXene材料/蛋白復合物，分散性好且穩定，生物相容性好，對正常細胞無毒性，具有腫瘤靶向性，可有效被腫瘤細胞攝取，在近紅外光的激發下，能產生強烈熱效應，可以聯合光熱和化學動力學達到消除腫瘤細胞的作用，具有優異的腫瘤治療效果。

技術領域

本發明涉及材料和醫藥技術領域，具體涉及一種碳化釩鈦MXene材料及其制備方法和應用。

背景技術

惡性腫瘤嚴重威脅人類的健康和生命，但傳統治療方式存在一定缺點。在這種情況下，2016年化學動力學治療(CDT)作為一種新的基于活性氧(ROS)的治療方式出現。CDT被定義為利用TME的一些獨特的內化特征，如輕微酸，高水平的H₂O₂作為內源性刺激(即反應材料)，與過渡金屬功能材料(即催化劑)結合，主要涉及過渡金屬的Fenton和類Fenton樣反應，其在腫瘤細胞中特異性地進行化學反應以產生強氧化ROS以對抗癌癥。金屬催化反應和過氧化物酶催化反應用于腫瘤的CDT，CDT最顯著的特點是它不需要任何外部能量輸入，只使用內源性化學能來誘導DNA損傷和脂質過氧化(LPO)，克服腫瘤缺氧的屏障，最終導致腫瘤特異性凋亡。此外，由于正常組織和周圍環境呈弱堿性且H₂O₂水平低，不足以引發化學反應，這使得CDT對正常組織安全，對腫瘤組織有選擇性和特異性。但是單一CDT處理方式的結果不理想，嚴重限制了CDT在抗癌領域的應用。應更廣泛地開發新的CDT試劑，并積極擴大其生物應用。

二維(2D)納米材料因其出色的性能而獲得了廣泛的認可，近年來新的早期過渡金屬碳化物和/或碳氮化物(MXenes)進一步擴展了2D材料家族。到目前為止，包括Ti在內的許多MXenes組合物碳化鈦，碳化釩，碳化鉬，碳化鈮鈦等已經合成，其在電池及電容器領域得到蓬勃發展，但其在生物領域的應用相對較少。

發明內容

基于此，本發明提供了具有光熱作用及能產生活性氧的雙金屬碳化釩鈦MXene材料的制備方法，該方法制備得到的碳化釩鈦MXene材料具有近紅外區的廣泛光吸收，在1100-2500nm吸收率高，具有應用于近紅外長波區的潛力，并且生物相容性良好，對正常細胞無毒性，具有腫瘤靶向性，可有效被腫瘤細胞攝取，在近紅外光的激發下，能產生強烈熱效應消除腫瘤。

本發明包括如下技術方案。

一種碳化釩鈦MXene材料的制備方法，包括如下步驟：

(1)陶瓷相材料的制備：將釩粉、鈦粉、鋁粉和碳粉在有機溶劑中混合，再經過球磨、干燥后在氬氣氣氛下以及溫度為1350℃-1500℃的條件下反應1小時-4小時，得到陶瓷相材料；

(2)刻蝕：將所述陶瓷相材料與氫氟酸水溶液攪拌反應；將反應后的懸濁液離心，再將所得沉淀清洗至上清液至中性，將沉淀干燥，得到多層碳化釩鈦；

(3)插層：將所述多層碳化釩鈦分散到含有插層劑的水溶液中，攪拌4小時-48小時，離心清洗，得有機分子插層的碳化釩鈦；

(4)剝離：將所述有機分子插層的碳化釩鈦分散到水中，在惰性氣體保護下超聲，然后將超聲后得到的溶液離心，取上清液，即得所述碳化釩鈦MXene材料。

在其中一些實施例中，所述釩粉、鈦粉、鋁粉和碳粉的摩爾比為2n:2(1-n):1:1；其中，0n1。

在其中一些實施例中，所述釩粉、鈦粉、鋁粉和碳粉的摩爾比為1:0.8-1.2:1:1。

在其中一些實施例中，所述釩粉、鈦粉、鋁粉和碳粉的摩爾比為1:1:1:1。