一种超微纳米级球形钨酸铋晶粒及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种超微纳米级球形钨酸铋晶粒，该钨酸铋晶粒为球形结构，粒径大小为4‑6nm，表面电位‑36.2±2.4mV。本发明专利技术钨酸铋晶粒由于特殊的结构形状，能够用于CT成像研究和肿瘤治疗，且细胞兼容性良好，对动物无毒害，能够广泛应用于医学研究，扩宽了钨酸铋的应用领域。

【技术实现步骤摘要】
一种超微纳米级球形钨酸铋晶粒及其制备方法与应用
本专利技术涉及一种钨酸铋材料，具体涉及一种超微纳米级球形钨酸铋晶粒。
技术介绍
钨酸铋(Bi2WO6)是Aurivillius结构材料中最简单化合物之一。具备如压电、铁电、热释电及催化等物理化学性能，使其在离子半导体、铁磁材料、催化等诸多领域有着广泛的应用。钨酸铋作为一种理想的光催化材料而被应用于处理有机染料废水、有毒物质废水、空气净化等。1999年，Kudo等通过固相反应合成的钨酸铋，在AgNO3作为牺牲剂的情况下，Bi2WO6能进行光解水产生O2，使得其在催化领域开始崭露头角。Zou等报道合成的Bi2WO6在可见光下对有机物CHCl3和CH3CHO产生降解，至此，人们开始对其开展了广泛的研究。由于半导体纳米材料的性能与其形貌、尺寸等有着重大联系，因此制备不同形貌的纳米材料得到了越来越多研究者的共识。目前合成的钨酸铋的形貌主要有鸟巢状、花状、片状、轮胎状等。虽然文献已报道有许多方法能够制备形貌结构各异的钨酸铋纳米材料，但是制备的形状尺寸大、水溶性不良、生物兼容性差等，使得钨酸铋鲜有在医学方面应用的报道。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决现有技术中存在的缺陷，提供一种适用于医学的钨酸铋材料。为了达到上述目的，本专利技术提供了一种超微纳米级球形钨酸铋晶粒，该钨酸铋晶粒为球形结构，粒径大小为4-6nm，表面电位-36.2±2.4mV。本专利技术还提供了上述钨酸铋晶粒的制备方法，包括以下步骤：(1)取0.2mmolBi(NO3)3·5H2O溶解于5-10mL硝酸；(2)0.1mmolNa2WO4·2H2O溶解于45-75mL蒸馏水中，并加入到步骤(1)制备的溶液中，形成悬浊液；(3)将步骤(2)制备的悬浊液加热到100-120℃，反应50-80分钟；(4)取0.2-0.4mLNH3·H2O及0.1mL-0.3mL油酸加入步骤(3)反应后的产物中，并升温至170-200℃，反应50-80min；(5)将步骤(4)反应结束后的产物离心，收集黄色沉淀，并用无水乙醇和PBS各清洗3次；(6)将步骤(5)清洗后的沉淀加入50-100mL10mg/mL的KMnO4中，超声6-10小时，得到羧基修饰的钨酸铋纳米粒子，PBS清洗3遍，离心分离，即得所述钨酸铋晶粒。制备完成后，进行冷冻干燥，于4℃下保存。本专利技术还提供了上述钨酸铋晶粒在CT成像方面的应用。具体的，进行CT成像包括以下步骤：(1)配置注射溶液：取所述钨酸铋纳米晶粒溶于PBS溶液配置注射溶液，注射溶液中钨的浓度为50mM；(2)瘤内注射：取步骤(1)制备得到的注射溶液40μL进行瘤内注射；(3)CT成像：瘤内注射3h后，进行CT成像，CT成像采用美国通用750HDCT仪，X射线的电压为70KV，电流400μA。本专利技术还提供了上述钨酸铋晶粒在制备治疗肿瘤药物方面的应用。具体的为，上述钨酸铋晶粒在制备用于光热治疗材料方面的应用。或上述钨酸铋晶粒在制备用于光动力治疗药物方面的应用。或上述钨酸铋晶粒在光热治疗和光动力治疗方面的联合应用。本专利技术相比现有技术具有以下优点：本专利技术制备得到的钨酸铋为超微纳米级球形材料，能够溶解于PBS溶液，形成胶体溶液，并保持稳定状态超过7天。本专利技术制备得到的钨酸铋材料由于特殊的结构形状，能够应用于CT成像研究和肿瘤治疗，且细胞兼容性良好，对动物无毒害，能够广泛应用于医学研究，扩宽了钨酸铋的应用领域。附图说明图1为本专利技术钨酸铋晶粒制备的化学反应式；图2为本专利技术钨酸铋晶粒的TEM(透射电子显微镜)图；图3为本专利技术钨酸铋晶粒的粒径分布图；图4为本专利技术钨酸铋晶粒的动态光散射图；图5为本专利技术钨酸铋晶粒在PBS中稳定性曲线；图6为本专利技术钨酸铋晶粒在血清中稳定性曲线；图7为本专利技术钨酸铋晶粒中W元素的EDS表征图；图8为本专利技术钨酸铋晶粒中Bi元素的EDS表征图；图9为本专利技术钨酸铋晶粒对子宫颈癌细胞(HeLa)的细胞兼容性测试结果；图10为本专利技术钨酸铋晶粒对人静脉内皮细胞(HUVEC)的细胞兼容性测试结果；图11为本专利技术钨酸铋晶粒瘤内注射后各脏器的HE染色图；图12、13为本专利技术钨酸铋晶粒瘤内注射后血液生化分析图；图12、13中，LYM-淋巴细胞百分比，NEU-中性粒细胞百分比，EOS-嗜酸性粒细胞，MON-单核细胞比率，RBC-红血球计数，ALT-谷丙转氨酶，TBIL-总胆红素，CRE-肌酐，TP-总蛋白，BUN-血尿素氮，PLT-血小板计数；图14为本专利技术钨酸铋晶粒CT成像效果图；图14中，Untreated为直接CT成像的参照组，Bi2WO6为Bi2WO6瘤内注射后的CT成像实验组，Iodixanol为临床常用碘克沙醇进行CT成像的对照组；图15为采用本专利技术钨酸铋晶粒进行光热治疗的效果图；图16为采用本专利技术钨酸铋晶粒进行光热治疗的温度变化曲线图；图17为HeLa细胞经不同处理后，ROS/hypoxia检测探针处理后的激光共聚焦扫描显微图；图18为光热治疗和光动力治疗联用中不同处理下肿瘤体积变化的对比示意图；图19为光热治疗和光动力治疗联用中不同处理下动物肿瘤消失数量对比示意图；图20为光热治疗和光动力治疗联用治疗肿瘤中不同处理下动物存活率对比示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术进行详细说明。产品制备实施例1如图1所示，本专利技术超微纳米球形钨酸铋晶粒的制备方法如下：(1)取0.2mmolBi(NO3)3·5H2O溶解于5-10mL硝酸(2)0.1mmolNa2WO4·2H2O溶解于45-75mL蒸馏水中，并加入到步骤(1)制备的溶液中，形成悬浊液；(3)将步骤(2)制备的悬浊液加热到100-120℃，反应50-80分钟；(4)取0.2-0.4mLNH3·H2O及0.1mL-0.3mL油酸加入步骤(3)反应后的产物中，并升温至170-200℃，反应50-80min；(5)将步骤(4)反应结束后的产物离心，收集黄色沉淀，并用无水乙醇和PBS各清洗3次；(6)将步骤(5)清洗后的沉淀加入50-100mL10mg/mL的KMnO4中，超声6-10小时，得到羧基修饰的钨酸铋纳米粒子(carboxylicacid-functionalizedBi2WO6NPs)，PBS清洗3遍，离心分离，即得所述钨酸铋晶粒。(7)制备完成后，进行冷冻干燥，于4℃下保存。性能检测实施例2对上述实施例合成的钨酸铋晶粒进行表征结果如下：如图2所示，TEM结果显示纳米钨酸铋为均匀圆形颗粒。如图3所示，对制备得到的钨酸铋晶粒的粒径进行统计，粒径为4-6nm，该结果在动态光散射图(如图4所示)中得到验证。同时在PBS和血清中保存，依然能够保持粒径稳定。如图5、图6所示。通过对纳米钨酸铋进行EDS元素分析，发现W，Bi大量存在，如图7、图8所示。细胞兼容性实施例3在子宫颈癌细胞(HeLa)和人静脉内皮细胞(HUVEC)中加入不同浓度的纳米钨酸铋，浓度按照纳米钨酸铋中的W进行计算。分别在24h和48h，进行细胞活力MTT测试，结果如图9、图10显示：纳米Bi2WO6对细胞无毒。动物毒性实施例4肿瘤模型瘤内注射纳米Bi2WO6后，并采用808激光器照射8分钟。对其重要脏器进行HE染色，并没有发现组织异常，如图11所示。对血液进行生化分析，各项肝、肾指标本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超微纳米级球形钨酸铋晶粒，其特征在于：所述钨酸铋晶粒为球形结构，粒径大小为4‑6nm，表面电位‑36.2 ± 2.4 mV。

【技术特征摘要】
1.一种超微纳米级球形钨酸铋晶粒，其特征在于：所述钨酸铋晶粒为球形结构，粒径大小为4-6nm，表面电位-36.2±2.4mV。2.权利要求1所述钨酸铋晶粒的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：（1）取0.2mmolBi(NO3)3•5H2O溶解于5-10mL硝酸（2）0.1mmolNa2WO4•2H2O溶解于45-75mL蒸馏水中，并加入到步骤（1）制备的溶液中，形成悬浊液；（3）将步骤（2）制备的悬浊液加热到100-120℃，反应50-80分钟；（4）取0.2-0.4mLNH3•H2O及0.1mL-0.3mL油酸加入步骤（3）反应后的产物中，并升温至170-200℃，反应50-80min；（5）将步骤（4）反应结束后的产物离心，收集黄色沉淀，并用无水乙醇和PBS各清洗3次；（6）将步骤（5）清洗后的沉淀加入50-100mL10m...

【专利技术属性】
技术研发人员：何健，张超，周正扬，任双双，
申请(专利权)人：南京鼓楼医院，南京大学，南京市口腔医院，
类型：发明
国别省市：江苏,32