本发明专利技术提供了一种金属有机框架介孔结构的多功能纳米材料及制备方法。本发明专利技术采用高温热解法和静电吸附法结合制备的高稳定性、分散性良好及优异亲水性的MOFs介孔纳米材料，不仅为引入大量的功能分子团提供了较大的表面积，还为吸收和封装生物分子提供了较大的孔径；采用Fe3O4作为光热试剂和靶向试剂，通过对外部磁场和红外光源的响应，实现对癌细胞的靶向和光热治疗；采用Au25作为光敏剂，能够直接被红外光敏化，产生大量的单线态氧，进而起到抗癌的作用；通过改变反应物质量可以合成尺寸大小不一的MOFs结构的多功能纳米复合材料。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及的是一种纳米复合材料。本专利技术也涉及一种纳米复合材料的制备方法。
技术介绍
药物载体是最重要和有最吸引力的研究领域之一，对于控制药物储存容量和它的功能性效果，载体是最关键的。最近十年，这项研究已经获得了重大提高，在药物载体体系中，大量的有机体系作为药物载体的候选人已经被调查研究，比如胶团、微脂囊和聚合物。然而，他们都有各种各样的局限，比如较差的热稳定性和化学稳定性，在免疫系统中快速分解等。相比之下，无机有机杂化的介孔材料却有很好的生物相容性，稳定的选择性而且无毒，因此在制药技术中作为佐剂是非常有潜力的。众所周知，介孔材料是最重要的载体材料之一。因其拥有介孔结构和大的表面积，以及可调的孔径和孔体积，所以有利于介孔材料表面性质的改性和生物活性分子嵌入到结构中，也为这些分子之后的扩散提供了通道。此外，一方面金属有机框架的比表面积较相同尺寸的其它常规载体要大得多，在大规模扩散和运输中展现了很好的优势，另一方面，MOFs拥有良好的水溶性和化学稳定性，因此介孔材料在药物载体方面的应用受到了越来越多的关注。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种稳定性高、分散性好、亲水性优异的金属有机框架介孔结构的多功能纳米材料。本专利技术的目的还在于提供一种绿色环保、简单易行、原材料廉价的金属有机框架介孔结构的多功能纳米材料的制备方法。本专利技术的金属有机框架介孔结构的多功能纳米材料的化学表达式为:Fe304/ZIF_8_Au25。本专利技术的金属有机框架介孔结构的多功能纳米材料的的制备方法包括:(I)利用高温热解过程合成单分散的磁性胶簇。具体方案如下:先合成过程中关键的NaOH/DEG储备原液，2.5mmol/mL NaOH溶解到6_10mL 二甘醇(DEG)中，该溶液加热到120°C并在搅拌下维持Ih后，冷却到70°C待用。再将0.5g-0.6g聚丙烯酸(PAA)和0.9g-l.5gFeCl3溶解在28mL_34mL DEG中形成透明溶液后，在氮气存在的环境下伴随着搅拌加热到220°C，当烧瓶中的混合物的颜色变为浅黄色时，在搅拌下向其快速注入2mL-3.5mL NaOH/DEG混合溶液，在220°C保持2h后冷却到室温。最后得到的产物，用蒸馏水和无水乙醇各洗三次，最后分散到1mL的去离子水中，即可获得粒径可调(1nm-70nm)的磁性胶簇。PAA/Fe304粒径的大小主要由NaOH/DEG储备原液的量决定。(2)室温下的水溶液反应制得Fe304/ZIF-8纳米粒子。具体步骤如下:取3.45mol/L的2-甲基咪唑(MelM) 15mL-25mL与上一步合成的PAA/Fe304水溶液在超声下混合均匀，然后在室温下以400rpm的转速搅拌。然后4mL_6mL的Zn (NO3)2 (0.35mol/L)水溶液慢慢滴加到上述混合溶液中，保证在20分钟以上滴完。Zn(NO3)2水溶液滴加完结束反应后对产物进行离心分离、洗涤和60°C干燥，最后再在氮气存在下300°C干燥2h。即可得到金属有机框架为主体的磁性纳米粒子，表示为Fe304/ZIF-8。(3)制备高稳定性的Au25簇，并通过静电吸附到Fe 304/ZIF_8纳米复合材料的表Mo具体内容如下:称量75mg-80mg HAuCl4.3H20和12mg-13mg四辛基溴化铵(TOAB)(0.23mmol)分散在15mL-20mL乙醇中，搅拌20分钟后，快速加入4mL_6mL的Immol开普士林乙醇溶液，并搅拌30分钟。然后在快速搅拌下快速加入溶于4mL-6mL冰水的NaBH4 (2mmol)。室温搅拌8h后离心，乙醇洗涤待用。称取100mg-150mg Fe304/ZIF-8分散到20mL去离子水后，加入0.1mL-0.2mL氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)。再在搅拌下加热到45°C保持8h，然后离心、洗涤、干燥。此时获得的产物分散到20mL乙醇后，加入lmL-5mL Au2^，黑暗下60°C搅拌4h。获得的最终复合材料表示为Fe304/ZIF-8-Au25 (IZA)。本专利技术提出:①采用高温热解法和静电吸附法结合制备的高稳定性、分散性良好及优异亲水性的MOFs介孔纳米材料，不仅为引入大量的功能分子团提供了较大的表面积，还为吸收和封装生物分子提供了较大的孔径；②采用Fe3O4作为光热试剂和靶向试剂，通过对外部磁场和红外光源的响应，实现对癌细胞的靶向和光热治疗；③采用Au25作为光敏剂，能够直接被红外光敏化，产生大量的单线态氧，进而起到抗癌的作用；④通过改变反应物质量我们可以合成尺寸大小不一的MOFs结构的多功能纳米复合材料。本专利技术采用高温热解法和静电吸附法结合制备金属有机框架介孔结构的Fe3O4/ZIF-8-Au25#功能纳米复合材料。具有以下特点，①该复合材料具有介孔结构和大的表面积，可用于存储大量药物分子。②该复合材料中的Fe3O4磁性粒子，不仅可用于癌症的光热治疗，而且还可以作为靶向试剂。③该复合材料在808nm激发光下产出高效的单线态氧，可用于癌症的光动力治疗。④制备过程绿色环保简单易行，且原材料廉价，易于方法的生产及推广。本专利技术对制备的样品进行一系列(XRD、TEM、N2吸附、UV-vis光谱和体外光热成像)和分析以证实我们设计的方法成功的合成了多功能材料。最后再对材料光热和光动力性能进行了研究，确定其抗癌性能。所制备的复合材料将传统的MOFs结构与功能性粒子相结合，MOFs结构的大孔径和大比表面积，适合装载大量药物分子以及功能性粒子的改性，功能性粒子可用于有效的抗癌作用，并且可以运用药物靶向对肿瘤进行跟踪检测，在生物医学领域具有很大的应用潜力。本专利技术采用高温热解法和静电吸附法结合制备金属有机框架介孔结构的Fe3O4/ZIF-8-Au25m米复合材料。具有以下特点，一是该复合材料具有介孔结构和较大的表面积，可用于引入大量的功能分子团和存储大量药物分子；二是该复合材料采用Fe3O4作为光热试剂和靶向试剂，在外部磁场和808nm激发光下，实现对癌细胞的靶向和光热治疗；三是该复合材料采用Au25作为光敏剂，能够直接被近红外光敏化，产生大量的高效的能杀死癌细胞的单线态氧；四是过程中都不会产生有毒产物绿色环保，且原材料廉价，过程简单易行，易于生产及推广。【附图说明】图1为合成过程各样品的广角X射线衍射图，JCPDS 19 - 0629为Fe3O4标准卡片；其中，A 部分(a-d)分别为 ZIF-8、Fe304/ZIF-8、Fe304/ZIF-8-Au2、PAA/Fe304的广角 X 射线衍射图。由图可以看出，虽然Fe304/ZIF-8和Fe304/ZIF-8-AuJ^ XRD图与ZIF-8的很相似，但在36。的Fe3O4的特征峰处明显不同，这就说明在Fe304/ZIF-8和Fe304/ZIF-8_Au^结构中成功引入了 Fe3O4粒子。此外，当引入Au25簇后，与Fe 304/ZIF-8XRD图比较Fe304/ZIF-8_Au25的XRD图中峰的强度明显降低，这表明Au25簇的引入对材料的晶体结构没有影响。图2A-图2G为样品的TEM图像、HRTEM图像和元素的映射图像；图2A-图2B、图2C-图 2D、图 2E-图 2F 分别为 Au25簇、PAA/Fe 30本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种金属有机框架介孔结构的多功能纳米材料，其特征是化学表达式为：Fe3O4/ZIF‑8‑Au25。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：杨飘萍，杨丹，盖世丽，杨桂欣，毕惠婷，徐加廷，冯莉莉，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23
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