一种金属硫化物纳米材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种金属硫化物纳米材料及其制备方法和应用，所述金属硫化物纳米材料包括硫化铋纳米棒以及包覆在所述硫化铋纳米棒表面的高分子材料和一氧化氮供体，所述高分子材料为聚氧乙烯失水山梨醇月桂酸酯Tween‑20，所述一氧化氮供体包括BNN。所述金属硫化物纳米材料能够将光能转化为热量，利用光热转换过程促使一氧化氮供体分解释放一氧化氮，可以同时实现一氧化氮的可控释放和光热治疗，一氧化氮可以降低热疗过程中肿瘤细胞的自我保护作用，能够显著提高肿瘤治疗效果。因此，本发明专利技术克服了传统肿瘤热疗方法的不足，适合应用于有复杂需要的肿瘤治疗。

Metal sulfide nano material, preparation method and application thereof

The present invention discloses a metal sulfide nanomaterial and its preparation method and application. The metal sulfide nanomaterials include bismuth sulfide nanorods and polymer materials and nitric oxide donors coated on the surface of the bismuth sulfide nanorods. The polymer material is polyoxyethylene lost sorbitol laurate Tween 20 The nitric oxide donor includes BNN. The metal sulfide nanomaterials can convert the light energy into heat and use the photothermal conversion process to induce the release of nitric oxide to release nitric oxide, which can simultaneously realize the controlled release of nitric oxide and the photothermal treatment. Nitric oxide can reduce the self protective effect of the tumor cells during the heat treatment process and can significantly improve the effect. The effect of tumor treatment. Therefore, the invention overcomes the deficiency of traditional tumor hyperthermia, and is suitable for treating tumors with complex needs.

【技术实现步骤摘要】
一种金属硫化物纳米材料及其制备方法和应用
本专利技术属于纳米材料
，尤其涉及一种金属硫化物纳米材料及其制备方法和应用。
技术介绍
自1992年一氧化氮(NO)被Science杂志评为年度明星分子以后，人们对NO展开了一系列的研究。研究人员发现，NO可在生物体内充当信使分子，在多种生理调节过程中发挥着极其重要的作用，例如神经传递、血管舒张、激素分泌、血小板凝集、损伤修复、免疫调节等。在临床上，一氧化氮供体药物常用于治疗突发性心绞痛和冠心病等。目前常用的可释放NO的供体主要有以下几类：硝普钠、硝酸\亚硝酸酯、S-亚硝基硫醇、N-偶氮烯二醇类。这几类广泛使用的NO供体的共同特点是可在生物体内自发的释放NO。但一氧化氮自身化学性质活泼，半衰期只有5s左右，并且其生理作用与浓度密切相关。因此，自发缓释型NO供体药物在实际应用中需要严格控制使用量，且疗效受到多种因素影响而不稳定。为克服自发缓释型NO供体的缺陷，研究人员发展了一系列可控释放型NO供体，例如陆森黒盐(RBS)、金属NO配合物、NO修饰的纳米颗粒等。这类可控释放型NO供体多数为光响应材料，在特定波长照射下可以释放一氧化氮分子。但这类材料大多对紫外/可见光敏感，而紫外/可见光在生物体内照射穿透深度不足且可能存在一定的副作用。相比而言，近红外光(NIR)在生物体内具有较强的穿透能力和较低的光毒性。因而，研究近红外光可控释放型NO供体具有很重要的意义。随着一氧化氮供体的发展，有研究者将一氧化氮用于肿瘤治疗领域。一氧化氮自身也是一种自由基，可以使生物活性分子发生硝基化/亚硝基化反应，破坏其结构和功能。同时，一氧化氮也参与细胞信号通路调节，参与了细胞增值、细胞凋亡、自噬等多种细胞生理过程。一定浓度的一氧化氮可以直接杀伤肿瘤细胞或者增加肿瘤细胞对其他治疗方法的敏感度。其中，特别值得关注的是一氧化氮与传统肿瘤治疗策略的协同作用，例如一氧化氮与化疗、放疗、热疗之间的协同关系。因此，在本领域中期望得到一种既能进行肿瘤光热治疗又能够可控释放一氧化氮的纳米材料，并对其肿瘤治疗效果进行深入研究。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种同时具有光热转化和一氧化氮释放功能的金属硫化物纳米材料及其制备方法和在肿瘤治疗中的应用。本专利技术所采用的技术方案为：一种金属硫化物纳米材料，包括硫化铋纳米棒以及包覆在所述硫化铋纳米棒表面的高分子材料和一氧化氮供体，所述高分子材料为聚氧乙烯失水山梨醇月桂酸酯Tween-20，所述一氧化氮供体包括BNN。所述硫化铋纳米棒的长度为10～100nm，所述硫化铋纳米棒的长径比为5～20。所述金属硫化物纳米材料的水合粒径为20～150nm。所述金属硫化物纳米材料的水体系的电势为-5～-30mV。本专利技术还公开了一种如上所述的金属硫化物纳米材料的制备方法，该方法包括如下步骤：步骤1，以铋盐为前驱体，加入有机溶剂，加热反应一段时间，得到溶液；步骤2，向通过步骤1得到的溶液中加入溶于油胺的硫粉，继续加热反应一定时间，冷却降温，制得硫化铋纳米棒；步骤3，将通过步骤(2)得到的硫化铋纳米棒溶于环己烷中，加入Tween-20和去离子水，加热蒸发除去环己烷，得到Tween-20修饰的硫化铋纳米棒；步骤4，选用一氧化氮供体与步骤(3)所得的硫化铋纳米棒在乙醇中混合均匀，搅拌，得到金属硫化物纳米材料。所述步骤(1)中，所述铋盐为硝酸铋、氯化铋或十二辛酸铋；所述有机溶剂为油酸、油胺和十八烯中的一种或几种；所述步骤(1)的溶液中铋元素的摩尔浓度为0.05～0.5mol/L；所述步骤(1)中的加热温度为100～200℃；所述步骤(1)中的反应时间为10～30min。所述步骤(2)的反应中，铋元素与硫元素的摩尔比为1:(1～5)；所述步骤(2)中的加热温度为150～200℃；所述步骤(2)中的反应时间为1～10min。所述步骤(3)中，所述硫化铋纳米棒的浓度与Tween-20的体积之比为1:2至1:5；所述反应中环己烷与去离子水的体积比为1:2至1:5。所述步骤(4)中的一氧化氮供体为BNN及其衍生物中的任意一种或多种，将一氧化氮供体加入所述乙醇中之后，一氧化氮供体的浓度为0.1～4.0mmol/L；所述步骤(4)中的搅拌时间为4～24h。本专利技术还公开了一种如上所述的金属硫化物纳米材料的应用方法，该方法通过将所述金属硫化物纳米材料与治疗肿瘤的方法相结合，以抑制肿瘤细胞的生长。由于采用了上述技术方案，本专利技术所取得的有益效果为：1、本专利技术所述的金属硫化物纳米材料，可以响应近红外光释放一氧化氮，突破了传统光控释放一氧化氮材料只能响应紫外或可见光的局限。使用所述金属硫化物纳米材料，将吸收峰移至近红外窗口，可以有效增加了激光在生物体内的穿透深度，降低了活体组织对激光的吸收，减小了对正常组织的损伤。2、本专利技术的金属硫化物纳米材料具有良好的光热转化功能，可以实现热疗和一氧化氮的有效结合，起到协同增效的作用，大大提高了传统光热治疗效率，取得最优的肿瘤治疗效果。附图说明图1为本专利技术的金属硫化物纳米材料的结构示意图。图2为本专利技术的金属硫化物纳米材料的透射电镜图。图3为本专利技术的金属硫化物纳米材料的X射线衍射谱图。图4为本专利技术的金属硫化物纳米材料的紫外吸收谱图。图5为本专利技术的金属硫化物纳米材料的红外吸收谱图。图6为不同浓度的金属硫化物纳米材料在近红外激光光照下的温度变化图。图7为本专利技术中金属硫化物纳米材料释放一氧化氮的浓度示意图。图8为本专利技术中金属硫化物纳米材料对BEL-7402细胞活力的影响示意图。图9为本专利技术中金属硫化物纳米材料在近红外激光光照条件下对BEL-7402细胞的促凋亡坏死作用示意图。图10为对荷瘤小鼠瘤内给予本专利技术的金属硫化物纳米材料后肿瘤部位在光照条件下的红外热成像图及温度变化曲线图。图11为对荷瘤小鼠瘤内给予本专利技术的金属硫化物纳米材料后联合热疗和一氧化氮的抑瘤结果图。具体实施方式下面结合附图和具体的实施例对本专利技术作进一步的详细说明，但本专利技术并不限于这些实施例。以下实施例所用到的试剂或测试仪器，如无特别说明，均为市售可以获得的。如图1和图2所示，一种金属硫化物纳米材料，包括硫化铋纳米棒以及包覆在所述硫化铋纳米棒表面的高分子材料和一氧化氮供体，所述高分子材料为聚氧乙烯失水山梨醇月桂酸酯Tween-20，所述一氧化氮供体为bis-N-nitrosocompound(简称，BNN)及其衍生物中的任意一种或多种。。所述硫化铋纳米棒的长径比为5～20，例如5,8,10,15,20。所述硫化铋纳米棒的长度为10～100nm，例如10nm、20nm、40nm、55nm、65nm、80nm、90nm或100nm。以金属硫化物纳米材料的重量为基准，所述一氧化氮供体的负载量为5％至100％(质量百分比)，例如5％、10％、20％、40％、50％、65％、80％、90％或100％。所述金属硫化物纳米材料的水合粒径为20～150nm，例如20nm、23nm、35nm、48nm、50nm、63nm、75nm、88nm、100nm、123nm、135nm、140nm或150nm。所述金属硫化物纳米材料的水体系的电势为-5～-30mV，例如-5mV、-8mV、-11mV、-14mV、-17mV、-20mV、-2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种金属硫化物纳米材料，其特征在于，包括硫化铋纳米棒以及包覆在所述硫化铋纳米棒表面的高分子材料和一氧化氮供体，所述高分子材料为聚氧乙烯失水山梨醇月桂酸酯Tween‑20，所述一氧化氮供体包括BNN。

【技术特征摘要】
1.一种金属硫化物纳米材料，其特征在于，包括硫化铋纳米棒以及包覆在所述硫化铋纳米棒表面的高分子材料和一氧化氮供体，所述高分子材料为聚氧乙烯失水山梨醇月桂酸酯Tween-20，所述一氧化氮供体包括BNN。2.根据权利要求1所述的一种金属硫化物纳米材料，其特征在于，所述硫化铋纳米棒的长度为10～100nm，所述硫化铋纳米棒的长径比为5～20。3.根据权利要求1所述的一种金属硫化物纳米材料，其特征在于，所述金属硫化物纳米材料的水合粒径为20～150nm。4.根据权利要求1所述的一种金属硫化物纳米材料，其特征在于，所述金属硫化物纳米材料的水体系的电势为-5～-30mV。5.一种如权利要求1至4任一项权利要求所述的金属硫化物纳米材料的制备方法，该方法包括如下步骤：步骤1，以铋盐为前驱体，加入有机溶剂，加热反应一段时间，得到溶液；步骤2，向通过步骤1得到的溶液中加入溶于油胺的硫粉，继续加热反应一定时间，冷却降温，制得硫化铋纳米棒；步骤3，将通过步骤(2)得到的硫化铋纳米棒溶于环己烷中，加入Tween-20和去离子水，加热蒸发除去环己烷，得到Tween-20修饰的硫化铋纳米棒；步骤4，选用一氧化氮供体与步骤(3)所得的硫化铋纳米棒在乙醇中混合均匀，搅拌，得到金属硫化物纳米材料。6.根据权利要求5所述的一种金属硫化物纳米材料的制备方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：谷战军，张潇，董兴华，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