一种二硫化钼/二氧化铪的复合纳米材料、其制备方法及用途技术

本发明专利技术提供了一种复合纳米材料，包括二硫化钼(MoS2)纳米片以及负载于二硫化钼纳米片表面的二氧化铪(MoS2)纳米颗粒。本发明专利技术还提供了所述复合纳米材料的制备方法及其用于制备肿瘤治疗剂的用途。本发明专利技术提供的MoS2/HfO2复合纳米材料具有多功能性质，可作为放疗增敏剂和光热材料用于肿瘤治疗，具有良好的应用前景。本发明专利技术的制备方法通过水热法即可制得MoS2/HfO2纳米复合材料，制备过程简单、绿色环保、成本低廉，便于控制复合材料中的成分比例，产率高，适合大规模的生产。

【技术实现步骤摘要】
一种二硫化钼/二氧化铪的复合纳米材料、其制备方法及用途
本专利技术涉及纳米材料领域，具体涉及一种二硫化钼/二氧化铪的复合纳米材料、其制备方法及用途。
技术介绍
基于纳米技术的光热疗法(Photothermaltherapy，PTT)是新近发展的肿瘤治疗手段之一，该疗法是采用光吸收纳米材料来吸收光并将光能转换为热能。例如，具有近红外光(Near-infrared,NIR)吸收的纳米材料可以将NIR光能转换成热能，从而快速提高肿瘤组织的局部温度，消融肿瘤组织，NIR光热疗法有望成为最低限度或无损伤的肿瘤治疗方式。过渡金属二硫化物(transitionmetaldisulfides，TMDs)是一类具有典型层状结构的材料，这类材料具有宽而强的NIR吸收、大的比表面积、易于药物负载、良好的光热转换效应和生物相容性等优势。在各种TMDs材料中，二硫化钼(MoS2)已被应用于肿瘤的诊疗一体化研究、生物分子检测、抗菌等多个生物医学领域。对于传统的肿瘤治疗方法——放射疗法(Radiotherapy，RT)而言，制约放疗效率的因素之一在于肿瘤组织自身缺氧相关的辐射抗性，而大多数实体肿瘤内部都存在缺氧的情况，氧分子可以稳定由放疗的电离辐射引起的DNA损伤，从而防止肿瘤细胞DNA自我修复，增强放疗期间的肿瘤细胞杀伤。近年来，恶性肿瘤的发病率和死亡率呈快速上升趋势，肿瘤治疗将越来越成为疾病防控中的重大问题，随着纳米技术的发展，集成不同治疗功能的多功能纳米材料将成为研究的热点。
技术实现思路
本专利技术的一个目的在于提供一种多功能的新型复合纳米材料，可同时集成不同的功能。本专利技术的另一目的在于提供所述复合纳米材料的制备方法及用途。本专利技术的还一目的在于提供一种多功能的肿瘤治疗设备。本专利技术提供的复合纳米材料包括：二硫化钼纳米片以及负载于所述二硫化钼纳米片表面的二氧化铪纳米颗粒，即MoS2/HfO2复合纳米材料。本专利技术提供的复合纳米材料中，所述MoS2纳米片与所述HfO2纳米颗粒的重量可以以任意比例进行调节；优选的质量比可以为1﹕0.1～10；更优选的质量比可以为1﹕0.3～5；进一步优选的质量比可以为1﹕0.5～1.5。本专利技术提供的复合纳米材料中，所述MoS2纳米片可以为现有技术制备所得，可以包括任意尺寸；优选的尺寸可以为100～300nm；更优选的尺寸可以为150～200nm；例如，平均尺寸可以约为150nm、160nm、170nm、180nm、190nm或200nm。本专利技术提供的复合纳米材料中，所述HfO2纳米颗粒的粒径可以为1～20nm；优选的粒径可以为1～10nm；更优选的粒径可以为5～10nm；例如，平均粒径可以约为5nm、6nm、7nm、8nm、9nm或10nm。本专利技术提供的复合纳米材料中，其表面还可修饰有包覆材料，包覆材料可以将MoS2/HfO2的复合结构进行部分或全部包覆，以改善MoS2/HfO2在生物体系中的水溶性和生物相容性，优选的包覆材料可以为多糖，包括但不限于葡聚糖、壳聚糖、木聚糖、β-环糊精等。包覆材料的用量可以根据包覆情况任意比例进行调节；优选地，包覆材料与MoS2/HfO2复合结构的质量比可以为2～10﹕1。本专利技术还提供了所述复合纳米材料的制备方法，可以包括以下步骤：S1：将MoS2纳米片与四氯化铪(HfCl4)配制成水溶液，调节溶液的pH值为9～10；S2：将步骤S1制得的溶液于180～200℃下水热处理12～24小时；以及S3：分离出所得固体即制得所述复合纳米材料。本专利技术提供的所述复合纳米材料的制备方法还可以包括以下步骤：所述的复合纳米材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：T1：将MoS2纳米片与HfCl4配制成水溶液，调节溶液的pH值为9～10；T2：将步骤T1制得的溶液于180～200℃下水热处理12～24小时；T3：分离出所得固体；以及T4：将步骤T3制得的固体与包覆材料溶于水中于室温下作用，分离出所得固体即制得所述复合纳米材料。本专利技术提供的复合纳米材料的制备方法可实现在MoS2纳米片上水热法生长HfO2纳米颗粒，通过调节水溶液的pH值，可使HfO2纳米颗粒在生长的同时，不会发生MoS2纳米片的变化或消失，水热法操作简单，条件温和且容易控制，合成过程中不会产生大量废弃物质，绿色环保，适合大批量的生产制造。本专利技术提供的制备方法中，步骤S1或步骤T1中优选使用2.0～5.0M的NaOH溶液以及0.05～2.0M的HCl溶液共同调节pH值。本专利技术提供的制备方法中，MoS2纳米片具有较高的比表面积，能够可控地负载不同量的HfO2纳米颗粒，步骤S1或步骤T1中通过HfCl4用量的改变可以调控负载于MoS2纳米片表面的HfO2纳米颗粒的量。本专利技术提供的制备方法中，MoS2纳米片也可使用水热法制得；优选地，以钼酸钠和含S氨基酸(如半胱氨酸)为原料通过水热法制备而得；更优选地，MoS2纳米片的制备过程为：将钼酸钠和半胱氨酸(L-Cys)配制成水溶液，调节溶液的pH值为5～6，于180～200℃下水热处理15～30小时，分离出所得固体即得。纳米MoS2在合成过程中，一般可使用含S氨基酸(如L-Cys)提供硫源，同时L-Cys也提供了丰富的官能团如氨基、羧基、巯基等，通过Zeta电位表征证明，修饰L-Cys后的MoS2纳米片的Zeta电位约为-40mV。在MoS2纳米片水溶液中添加一定剂量的HfCl4溶液之后，这种具有高的表面负电荷的、L-Cys修饰的大比表面积的MoS2纳米片表面上的羧基和巯基可作为螯合剂与Hf4+螯合，使用氢氧化物调节pH值后Hf4+可生成[Hf(OH)4]，在二次水热时指定的温度下，[Hf(OH)4]就会以MoS2纳米片为基底，在纳米片上成核、生长并形成大量带正电的HfO2纳米颗粒，HfO2纳米颗粒由此也负载于MoS2纳米片之上。当MoS2/HfO2与右旋糖酐D等多糖混合搅拌时，多糖上的羟基可与MoS2表面通过氢键和配位键作用，同时，由于HfO2和多糖带相反的电荷，也会产生静电引力，在这些共同的作用下多糖可修饰在MoS2/HfO2纳米复合材料的表面，可改善MoS2/HfO2的生物相容性。通过包覆材料的修饰，可使MoS2/HfO2纳米复合材料在生物体系中具有良好的水溶性和生物相容性，可作为纳米药物载体。本专利技术提供的MoS2/HfO2复合纳米材料中，HfO2本身具备放疗增敏的效果，而MoS2的光热作用可增加肿瘤部位血管的通透性及血流量，从而增加氧气的供应量，解决肿瘤内乏氧，进而高原子序数的Hf可以吸收更多的X射线，进一步增敏了放疗效果；而且，MoS2还可用作光热疗法(热疗)的光热材料，热疗抗肿瘤的同时解决肿瘤乏氧，从而可使“放疗+热疗”协同作用抑制肿瘤细胞。因此，本专利技术提供的MoS2/HfO2复合纳米材料非常适合用于制备肿瘤治疗剂。该肿瘤治疗剂可以为放疗增敏剂用于放疗治疗，也可以用作光热疗法的光热材料，还可以同时用作放疗增敏剂和光热材料而用于“放疗+热疗”的协同肿瘤治疗中。本专利技术还提供了一种肿瘤治疗设备，其包括近红外激光器、X-射线激光器以及以上技术方案任一项所述的复合纳米材料。本专利技术提供的肿瘤治疗设备可同时实现“放疗+热疗”的双重功能，而且两种治疗方式能够协同作用，治疗效果明显优于单一治本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种复合纳米材料，其特征在于，包括二硫化钼纳米片以及负载于所述二硫化钼纳米片表面的二氧化铪纳米颗粒。

【技术特征摘要】
1.一种复合纳米材料，其特征在于，包括二硫化钼纳米片以及负载于所述二硫化钼纳米片表面的二氧化铪纳米颗粒。2.根据权利要求1所述的复合纳米材料，其特征在于，所述二硫化钼纳米片与所述二氧化铪纳米颗粒的质量比为1﹕0.1～10。3.根据权利要求1所述的复合纳米材料，其特征在于，所述二硫化钼纳米片的尺寸为100～300nm。4.根据权利要求1所述的复合纳米材料，其特征在于，所述二氧化铪纳米颗粒的粒径为1～20nm。5.根据权利要求1-4任一项所述的复合纳米材料，其特征在于，所述二硫化钼纳米片与二氧化铪纳米颗粒的表面还修饰有以下包覆材料中的一种或多种：葡聚糖、壳聚糖、木聚糖或β-环糊精。6.一种复合纳米材料的制备方法，其特征在于，权利要求1-4任一项所述的复合纳米材料的制备过程包括以下步骤：S1：将二硫化钼纳米片与四氯化铪配制成水溶液，调节溶液的pH值为9～10；S2：将步骤S1制得的溶液于180～200℃下水热处理12～24小时；以及S3：分离...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹文艳，傅文慧，谷战军，赵宇亮，
申请(专利权)人：中国科学院高能物理研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11