一种黑磷量子点复合材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种黑磷量子点复合材料，包括黑磷量子点，以及修饰在黑磷量子点表面的阳离子和聚乙二醇或聚乙二醇衍生物，阳离子包括金属阳离子或铵离子，阳离子通过静电力与黑磷量子点结合，聚乙二醇或聚乙二醇衍生物通过范德华力与黑磷量子点结合。本发明专利技术提供的黑磷量子点复合材料，阳离子通过静电力与所述黑磷量子点结合，使得其抗氧化能力大大提高，聚乙二醇或聚乙二醇衍生物通过范德华力与黑磷量子点结合，使黑磷量子点能够在水中稳定分散。本发明专利技术第二方面提供了一种黑磷量子点复合材料的制备方法，方法简单易操作。本发明专利技术提供的黑磷量子点复合材料可用于制备光声成像药物、光热治疗药物、光动力治疗药物或载药靶向治疗药物。

【技术实现步骤摘要】
一种黑磷量子点复合材料及其制备方法和应用
本专利技术涉及量子点材料领域，具体涉及一种黑磷量子点复合材料及其制备方法和应用。
技术介绍
黑磷量子点因为其强的光吸收和光热转化效率以及高生物兼容性以及无长期生物毒性等优点，在生物医学领域(如光声成像、光热治疗、光动力治疗和载药治疗)中有突破性的应用。相比于生物医学领域中常用的材料(包括金属纳米粒子、碳基纳米材料、以及如二硫化钛和二硫化钼等其它的二维材料)，黑磷量子点具有更高的光热转化效率，最重要的是黑磷量子点的生物兼容性高，在生物体内是可以降解的。这种无长期生物毒性的优势是其它材料所无法比拟的，这也决定了黑磷量子点在生物医学领域具有巨大的应用潜力和研究价值。生物医学应用多在水体系中进行，黑磷量子点目前在生物医学应用面临着两大挑战:一个是黑磷量子点极不稳定，在水中很快就被氧化了，所以黑磷量子点进入生物体内后往往还没发挥出作用就已经降解了，这是我们应用时所不希望看见的；第二个是黑磷量子点在水溶液中的分散性比较差，无法均匀分散到细胞培养液中，阻碍了其正常应用。因此，有必要提供一种稳定且在水溶液中的分散性较好的黑磷量子点。
技术实现思路
鉴于此，本专利技术提供了一种黑磷量子点复合材料，其中，阳离子通过静电力与所述黑磷量子点结合，使得其抗氧化能力大大提高，聚乙二醇或聚乙二醇衍生物通过范德华力与黑磷量子点结合，使黑磷量子点能够在水中稳定分散。本专利技术第一方面提供了一种黑磷量子点复合材料，包括黑磷量子点，以及修饰在所述黑磷量子点表面的阳离子和聚乙二醇或聚乙二醇衍生物，所述阳离子包括金属阳离子或铵离子，所述阳离子通过静电力与所述黑磷量子点结合，所述聚乙二醇或所述聚乙二醇衍生物通过范德华力与所述黑磷量子点结合。可选地，所述阳离子在所述黑磷量子点表面形成阳离子层，所述聚乙二醇或聚乙二醇衍生物排列在所述阳离子层的表面。可选地，所述黑磷量子点与所述阳离子的摩尔比为1×102-5×104:1。可选地，所述黑磷量子点与所述阳离子的摩尔比为3.22×104-5×104:1。可选地，所述黑磷量子点与所述聚乙二醇或所述聚乙二醇衍生物的质量比为1:1-100。可选地，所述黑磷量子点与所述聚乙二醇或所述聚乙二醇衍生物的质量比为1:5-10。可选地，所述金属阳离子包括金离子、银离子、铁离子、镁离子、汞离子和钙离子中的至少一种。可选地，所述聚乙二醇衍生物包括氨基化聚乙二醇、酯化聚乙二醇、羧基化聚乙二醇、醛基化聚乙二醇和聚乙二醇-聚氨基酸共聚物中的至少一种。本专利技术第一方面提供的黑磷量子点复合材料，抗氧化性能较好，在水中可以稳定分散，促进了其在各个领域尤其是在生物医学领域的应用，具有巨大的应用和研究潜力。本专利技术第二方面提供了一种黑磷量子点复合材料的制备方法，包括：(1)将黑磷量子点置于第一有机溶剂中得到黑磷量子点分散液；将金属盐或铵盐置于第二有机溶剂中得到阳离子溶液；(2)将所述黑磷量子点分散液与所述阳离子溶液混合，混合均匀后，在室温下反应10-150分钟，得到第一混合液，将所述第一混合液离心去上清后，得到阳离子修饰的黑磷量子点；(3)将所述阳离子修饰的黑磷量子点分散在水中，加入聚乙二醇或聚乙二醇衍生物，混合均匀后，室温下反应2-12小时，得到第二混合液，将所述第二混合液离心去上清后，得到黑磷量子点复合材料；所述黑磷量子点复合材料包括黑磷量子点，以及修饰在所述黑磷量子点表面的阳离子和聚乙二醇或聚乙二醇衍生物，所述阳离子包括金属阳离子或铵离子，所述阳离子通过静电力与所述黑磷量子点结合，所述聚乙二醇或所述聚乙二醇衍生物通过范德华力与所述黑磷量子点结合。本专利技术第二方面提供黑磷量子点复合材料的制备方法，方法简单易操作，制得的黑磷量子点复合材料抗氧化性能较好，且在水中能稳定分散。本专利技术第三方面提供的如第一方面所述的黑磷量子点复合材料或者如第二方面所述的制备方法制得的黑磷量子点复合材料在制备光声成像药物、光热治疗药物、光动力治疗药物或载药靶向治疗药物中的应用。综上，本专利技术有益效果包括以下几个方面：1、本专利技术提供的黑磷量子点复合材料，抗氧化性能较好，在水中可以稳定分散，促进了其在各个领域尤其是在生物医学领域的应用，具有巨大的应用和研究潜力；2、本专利技术提供的黑磷量子点复合材料的制备方法，方法简单易操作，制得的黑磷量子点复合材料抗氧化性能较好，且在水中能稳定分散。附图说明图1为本专利技术一实施方式中黑磷量子点复合材料的结构示意图；图2为本专利技术实施例1制得的新鲜的黑磷量子点复合材料分散液(左图)及其静置一周后(右图)的外观图。具体实施方式以下所述是本专利技术的优选实施方式，应当指出，对于本
的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本专利技术的保护范围。本专利技术实施例第一方面提供了一种黑磷量子点复合材料，包括黑磷量子点，以及修饰在黑磷量子点表面的阳离子和聚乙二醇或聚乙二醇衍生物，阳离子包括金属阳离子或铵离子，阳离子通过静电力与所述黑磷量子点结合，聚乙二醇或聚乙二醇衍生物通过范德华力与黑磷量子点结合。本专利技术实施方式中，金属阳离子包括金离子、银离子、铁离子、镁离子、汞离子和钙离子中的至少一种。具体地，阳离子的来源为含有阳离子的盐，如为含有阳离子的硝酸盐、氯化盐或硫酸盐等。可选地，黑磷量子点与阳离子的摩尔比为1×102-5×104:1，进一步可选地，黑磷量子点与所述阳离子的摩尔比为3.22×104-5×104:1。本专利技术通过阳离子修饰黑磷量子点，通过阳离子占据黑磷量子点表面热点位置，抑制其和氧气反应，从而大大提高黑磷量子点的抗氧化能力，扩大了应用范围。本专利技术实施方式中，聚乙二醇衍生物包括氨基化聚乙二醇、酯化聚乙二醇、羧基化聚乙二醇、醛基化聚乙二醇和聚乙二醇-聚氨基酸共聚物中的至少一种。具体地，酯化聚乙二醇包括聚乙二醇-对甲苯磺酸酯。具体地，聚乙二醇衍生物为氨基化的聚乙二醇(PEG-NH2)。可选地，聚乙二醇或聚乙二醇衍生物的分子量为100-100000，进一步可选地，聚乙二醇或聚乙二醇衍生物的分子量为1800-2200。本专利技术实施方式中，黑磷量子点与聚乙二醇或聚乙二醇衍生物的质量比为1:1-100。可选地，黑磷量子点与聚乙二醇或聚乙二醇衍生物的质量比为1:5-10。本专利技术中，聚乙二醇或聚乙二醇衍生物与黑磷量子点通过范德华作用力吸附在黑磷量子点的表面，聚乙二醇或聚乙二醇衍生物为亲水物质，利于水分子而非黑磷量子点吸附在聚乙二醇或聚乙二醇衍生物的表面，形成一层稳定的水隔离保护层，防止黑磷量子点之间因静电作用力相互吸引，发生团聚，从而可以提高黑磷量子点在水中的分散性。本专利技术一实施方式中，阳离子和聚乙二醇或聚乙二醇衍生物共同排布在黑磷量子点表面。阳离子通过静电力与黑磷量子点结合，聚乙二醇或聚乙二醇衍生物通过范德华力与黑磷量子点结合，聚乙二醇或聚乙二醇衍生物穿插在阳离子之间，聚乙二醇或聚乙二醇衍生物和阳离子共同排列在黑磷量子点的表面形成修饰层。如图1所示，图1为本专利技术另一实施方式提供的黑磷量子点复合材料的结构示意图，阳离子在所述黑磷量子点1表面形成阳离子层2，聚乙二醇或聚乙二醇衍生物3排列在阳离子层2的表面。本专利技术另一实施方式中，阳离子通过静电力与黑磷量子点结合，部分聚乙二醇或聚乙二醇衍生物穿插在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种黑磷量子点复合材料，其特征在于，包括黑磷量子点，以及修饰在所述黑磷量子点表面的阳离子和聚乙二醇或聚乙二醇衍生物，所述阳离子包括金属阳离子或铵离子，所述阳离子通过静电力与所述黑磷量子点结合，所述聚乙二醇或所述聚乙二醇衍生物通过范德华力与所述黑磷量子点结合。

【技术特征摘要】
1.一种黑磷量子点复合材料，其特征在于，包括黑磷量子点，以及修饰在所述黑磷量子点表面的阳离子和聚乙二醇或聚乙二醇衍生物，所述阳离子包括金属阳离子或铵离子，所述阳离子通过静电力与所述黑磷量子点结合，所述聚乙二醇或所述聚乙二醇衍生物通过范德华力与所述黑磷量子点结合。2.如权利要求1所述的黑磷量子点复合材料，其特征在于，所述阳离子在所述黑磷量子点表面形成阳离子层，所述聚乙二醇或聚乙二醇衍生物排列在所述阳离子层的表面。3.如权利要求1所述的黑磷量子点复合材料，其特征在于，所述黑磷量子点与所述阳离子的摩尔比为1×102-5×104:1。4.如权利要求3所述的黑磷量子点复合材料，其特征在于，所述黑磷量子点与所述阳离子的摩尔比为3.22×104-5×104:1。5.如权利要求1所述的黑磷量子点复合材料，其特征在于，所述黑磷量子点与所述聚乙二醇或所述聚乙二醇衍生物的质量比为1:1-100。6.如权利要求5所述的黑磷量子点复合材料，其特征在于，所述黑磷量子点与所述聚乙二醇或所述聚乙二醇衍生物的质量比为1:5-10。7.如权利要求1所述的黑磷量子点复合材料，其特征在于，所述金属阳离子包括金离子、银离子、铁离子、镁离子、汞离子和钙离子中的至少一种。8.如权利要求1所述的黑磷量子点复...

【专利技术属性】
技术研发人员：张晗，陈思，张家宜，汤贤，
申请(专利权)人：深圳大学，
类型：发明
国别省市：广东,44