一种硒化钴纳米材料及其应用制造技术

本发明专利技术公开了一种硒化钴纳米材料及其应用，是将含硒化合物和钴盐加入到溶剂中，室温剧烈搅拌至混合均匀，然后将混合液倒入反应釜，于180℃下加热反应10~20小时，得到的沉淀离心、洗涤后加入到含稳定剂的水溶液中，经过超声、搅拌得到稳定剂修饰的水溶性硒化钴纳米材料。本发明专利技术硒化钴纳米材料的制备方法操作简便、能耗低且易于规模化生产；所制备的纳米颗粒粒度均匀、分散性好，可作为光声成像和核磁共振成像的造影剂，在肿瘤成像领域具有重要的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种硒化钴纳米材料及其应用
本专利技术属于纳米材料制备和生物医学领域，具体涉及一种硒化钴纳米材料及其应用。
技术介绍
癌症，亦称恶性肿瘤，是由于细胞增殖机制失常而引起的疾病。2012年，全球约诊断1400万例新增癌症病例。据报告估计，20年后，每年新发癌症病例将增长至2200万例。与此同时，癌症致死人数将从每年约820万人增长至每年1300万人。世界卫生组织（WorldHealthOrganization，简称：WHO）及其下属的癌症研究机构（IARC）发布研究报告称，全球一半新发癌症病例发生在亚洲，其中大部分发生在中国；而且，据预测，到2030年，中国癌症致死人数将上升到1200万人。癌症死亡人数的迅猛增加警示我们迫切需要新的、更有效的诊断方法。尽管传统的肿瘤诊断试剂取得了一系列进展，如：碘造影剂、钆造影剂和放射性标记的大分子等。但目前市场上的造影剂对成像解析度的增强效果非常有限，而且毒性大，在生物体内呈非特异性分布，从而对肝肾等器官有较大的副作用。近年来，生物纳米技术的迅猛发展使癌症诊断方法发生重大变化，不仅丰富了诊断技术、提高诊断精确性，也降低了造影剂对机体的毒性。纳米材料的优越性主要表现在以下几方面：第一、由于增强的渗透和滞留（EnhancedPermeabilityandRetention，EPR）的被动靶向效应，纳米尺寸范围内的分子或粒子能够从高通透性的肿瘤血管中渗出，从而集中在肿瘤周围；第二、血液循环半衰期延长；第三、毒性低、生物相容性好；第四、可构建成多功能的纳米复合材料，用于多模态的成像。至今为止，已报道了几种纳米诊断材料，例如：磁性纳米材料、金纳米材料、过渡金属硫化物材料等。虽然这些纳米诊断材料已取得了巨大的进步，但其材料的种类还是有限的。因此，开发新的纳米诊断材料用于不同癌症的诊断仍是十分必要的，而国内外有关硒化钴纳米材料方面的文献和专利中，还未有基于硒化钴纳米材料在活体肿瘤光声成像和核磁共振成像的造影剂中应用的报道。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种硒化钴纳米材料及其应用，其制备方法简便、低能耗且易于规模化生产；所制备的硒化钴纳米材料生物毒性低。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种硒化钴纳米材料，其特征在于：其制备方法包括以下步骤：1）将含硒化合物和钴盐加入到溶剂中，室温剧烈搅拌至混合均匀；2）将步骤1）得到的混合液倒入反应釜，于180℃下加热反应10~20小时；3）将步骤2）得到的沉淀物离心、洗涤，得到硒化钴；4）将步骤3）得到的硒化钴加入到含稳定剂的水溶液中，经超声、搅拌后得到稳定剂修饰的水溶性硒化钴纳米材料。所述的含硒化合物为亚硒酸钠、亚硒酸氢钠、亚硒酸锌、亚硒酸钾、二氧化硒中的一种或多种；所述的钴盐为乙酸钴、硝酸钴、碳酸钴、氯化钴、溴化钴、碘化钴中的一种或多种；所述的稳定剂为聚丙烯酸、聚乙烯亚胺、聚乙烯醇、聚赖氨酸、聚乙二醇中的一种或多种；其中，含硒化合物、钴盐和稳定剂的用量按摩尔比1~5：1~5：0.02~1。所述的溶剂为苯甲醇、乙二醇、丙三醇、丁二醇中的一种或多种。所述硒化钴纳米材料可作为光声成像和核磁共振成像的造影剂。本专利技术的显著优点在于：（1）本专利技术纳米材料的制备过程简便、可控。根据钴盐和含硒化合物比例的不同，所得硒化钴纳米材料的组成可包括CoSe2、CoSe或Co9Se8，不同组成的硒化钴纳米材料表现出不一样的电学、磁学、光学等特征，能够在催化、能源、生命科学等领域有广泛应用。（2）本专利技术硒化钴纳米材料由硒元素和钴元素组成。硒是人体必需的微量元素，具有包括抗癌作用、增强机体免疫功能、调节蛋白质的合成和抗病毒等作用，因此硒浓度的平衡对许多器官、组织的生理功能有着重要的保护作用和促进作用。钴是维生素B12的组成部分，有研究表明，钴对刺激红细胞生成、防治碘缺乏症和促进甲状腺素的合成有重要的作用。同时，纳米材料的毒性小。因此，本专利技术硒化钴纳米材料具有较好的生物相容性。（3）磁共振成像是采用非侵入性监测方式深入组织，可提供解剖的细节和高质量的软组织三维图像，已经成为临床诊断的常规成像方法，但是其灵敏度较光学方法而言较低。近年来发展起来的光声成像，不仅具备光学成像的高灵敏度，且克服了普通光学成像方法组织穿透性不足的弱点。因此，将核磁共振成像和光声成像相结合形成的多模态成像能为肿瘤的精确诊断提供保障。随着多模态成像技术的发展，迫切需要开发与多模态成像系统相应的新型多模态造影剂。本专利技术硒化钴纳米材料可用于光声成像和核磁共振成像相结合的双模态成像，在肿瘤成像领域具有重要的应用前景。附图说明图1为实施例1所制备的Co9Se8纳米材料的AFM图。图2为实施例1所制备的Co9Se8纳米材料的高度图。图3为不同浓度Co9Se8纳米材料对HepG2细胞存活率的影响。图4为Co9Se8纳米材料注入前后的活体光声成像的对比图。图5为Co9Se8纳米材料注入前后的活体核磁共振成像的对比图。具体实施方式为了使本专利技术所述的内容更加便于理解，下面结合具体实施方式对本专利技术所述的技术方案做进一步的说明，但是本专利技术不仅限于此。实施例1硒化钴纳米材料（Co9Se8）的制备1）将4mmol的SeO2加入到含有5mmolCo(Ac)2•4H2O的20mL苯甲醇中，室温剧烈搅拌1h；2）将所得混合液倒入25mL反应釜，于180℃下加热反应15h；3）将反应得到的沉淀物离心，然后用生物水洗涤几次，得到黑色的Co9Se8；4）将所得Co9Se8加入到5mL含有1mmol聚丙烯酸（PAA）的水溶液中，经超声、搅拌过夜后得到PAA修饰的水溶性Co9Se8纳米薄片。所得Co9Se8纳米材料的原子力显微镜（AFM）表征结果见图1，厚度测定结果见图2。从图中可以看出，所合成的Co9Se8纳米材料尺寸均匀，平均直径约为100nm，厚度约为6nm。实施例2硒化钴纳米材料（CoSe2）的制备1）将5mmol的SeO2加入到含有2mmolCo(Ac)2•4H2O的20mL乙二醇中，室温剧烈搅拌1h；2）将所得混合液倒入25mL反应釜，于180℃下加热反应20h；3）将反应得到的沉淀物离心，然后用生物水洗涤几次，得到黑色的CoSe2；4）将所得CoSe2加入到5mL含有0.8mmol聚乙烯亚胺（PEI）的水溶液中，经超声、搅拌过夜后得到PEI修饰的水溶性CoSe2纳米材料。实施例3硒化钴纳米材料（CoSe）的制备1）将1mmol的SeO2加入到含有1mmolCo(Ac)2•4H2O的10mL乙二醇-丙三醇1:1（v/v）混合液中，室温剧烈搅拌1h；2）将所得混合液倒入25mL反应釜，于180℃下加热反应10h；3）将反应得到的沉淀物离心，然后用生物水洗涤几次，得到黑色的CoSe；4）将所得CoSe加入到5mL含有0.02mmol聚乙烯醇（PVA）的水溶液中，经超声、搅拌过夜后得到PVA修饰的水溶性CoSe纳米材料。实施例4硒化钴纳米材料（Co9Se8）的稳定性及细胞毒性测试将实施例1制得的Co9Se8纳米材料分别置于H2O、PBS、1640细胞培养液和小牛血清中，使纳米材料的终浓度为100μg/mL，室温放置一周后各溶剂未见沉淀，表明所得Co9Se8纳米材料分散均匀，稳定性良好。将肝癌HepG2细胞接种于96孔板中，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种硒化钴纳米材料，其特征在于：其制备方法包括以下步骤：1）将含硒化合物和钴盐加入到溶剂中，室温剧烈搅拌至混合均匀；2）将步骤1）得到的混合液倒入反应釜，于180℃下加热反应10~20小时；3）将步骤2）得到的沉淀物离心、洗涤，得到硒化钴；4）将步骤3）得到的硒化钴加入到含稳定剂的水溶液中，经超声、搅拌后得到稳定剂修饰的水溶性硒化钴纳米材料。

【技术特征摘要】
1.一种硒化钴纳米材料，其特征在于：其制备方法包括以下步骤：1）将4mmol的SeO2加入到含有5mmolCo(Ac)2•4H2O的20mL苯甲醇中，室温剧烈搅拌1h；2）将所得混合液倒入25mL反应釜，于180℃下加热反应15h；3）将反应得到的沉淀物离心，然后...

【专利技术属性】
技术研发人员：李娟，宋晓荣，杨黄浩，余舒娴，李诗华，
申请(专利权)人：福州大学，
类型：发明
国别省市：福建;35