一种新型硫化铜基高效抗肿瘤的复合材料及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种新型的硫化铜基高效抗肿瘤复合材料及其制备方法与应用。所述方法包括：在海藻酸钠水溶液中制备硫化铜纳米粒子，将硫化铜纳米粒子与葡萄糖氧化酶共负载于介孔有机硅，快速合成一种新型的硫化铜基高效抗肿瘤复合材料。该复合材料具有制备便捷、使用方便及抗肿瘤效果显著等优点。与现有技术相比，该复合材料联合利用了硫化铜纳米粒子的光热效应、光动力效应，葡萄糖氧化酶的加入能够显著增强硫化铜纳米粒子的光动力效应，能够实现基于纳米硫化铜的高效肿瘤治疗。该复合材料在光诱导高效肿瘤治疗领域具有重大的应用价值。

A New Copper Sulfide-Based Composite Material with High Efficiency and Anti-Tumor Activity and Its Preparation Method and Application

【技术实现步骤摘要】
一种新型硫化铜基高效抗肿瘤的复合材料及其制备方法与应用
本专利技术属于纳米
，具体涉及一种新型的硫化铜基高效抗肿瘤复合材料及其制备方法与应用。
技术介绍
癌症是全世界死亡的主要原因，每年造成数百万人死亡。目前基于光疗的癌症治疗手段由于具有便利性和微创性引起了广泛的关注。光热疗法和光动力疗法是两种主要的光疗手段，两者均通过近红外激光激发光敏剂，高效地将光能转换成热能或产生高毒性活性氧簇(通常为羟基自由基(·OH)，单线态氧(1O2))，这两种方法均可以杀灭肿瘤细胞。因此，光热和光动力协同抗肿瘤具有客观的前景。当前，许多无机纳米材料已被用于光热和光动力协同治疗肿瘤，如金纳米壳，金纳米棒，碳纳米管和石墨等。然而，这种组合策略往往有局限性。因为这些材料的光热疗法和光动力疗法通常需要两种不同的激发波长，导致治疗时间漫长，方法复杂。相比之下，最近发现的硫化铜纳米粒子(CuSNPs)已被证明在近红外激光下具有高光热转换效率，可用于癌症光热疗法。幸运的是，硫化铜纳米粒子在相同波长下通过光动力效应生成活性氧簇。此外，硫化铜纳米粒子尺寸小，生产成本低和细胞毒性低，这些优势使得硫化铜纳米粒子成为协同光热和光动力治疗肿瘤的理想材料。然而，据我们所知，光动力治疗产生活性氧簇的过程依赖于肿瘤微环境中的过氧化氢(H2O2)的含量，然而体内细胞的过氧化氢含量显著偏低，因此硫化铜纳米粒子的光动力疗法治疗肿瘤的效果并不如人所愿。因此，通过提高肿瘤微环境中的H2O2含量以增强硫化铜纳米粒子对肿瘤的光动力治疗十分必要。作为一种关键的营养物质，葡萄糖在为肿瘤生长提供能量方面发挥了重要作用。葡萄糖氧化酶(GOD)可以将葡萄糖氧化成葡萄糖酸和过氧化氢，这为增强光动力疗法治疗肿瘤提供了可行的策略。另一方面，高效的肿瘤治疗需要将纳米载体选择性地到达特定病变位置并将药物释放到靶向肿瘤细胞或肿瘤组织中。在众多纳米载体中，介孔材料是优异的纳米结构载体，其能够在介孔结构中负载高度分散的催化材料，确保优异的反应性能和反应物或产物的自由扩散。已经证实介孔二氧化硅纳米粒子(MSNs)在体外和体内均具有良好的生物相容性。因此，介孔二氧化硅纳米粒子被认为是有潜力的肿瘤治疗纳米载体之一。为拓展纳米硫化铜基材料在肿瘤治疗中的应用，本专利技术利用纳米硫化铜在单一波长近红外激光下的光热和光动力效应协同治疗肿瘤，并通过用将纳米硫化铜和葡萄糖氧化酶共同负载到介孔有机硅中。葡萄糖氧化酶能够将肿瘤区域的葡萄糖催化成丰富的过氧化氢，在近红外激光的激发下，过氧化氢可以被纳米硫化铜催化产生更多的活性氧簇，诱导肿瘤细胞凋亡和死亡，进一步地增强纳米硫化铜的光动力效果。这种集光热治疗、光动力治疗一体的抗肿瘤复合材料有望实现更加高效的肿瘤治疗，为纳米硫化铜基抗肿瘤药物的开发提供新方法。
技术实现思路
为了克服现有技术存在的不足，本专利技术的目的是提供一种新型硫化铜基高效抗肿瘤的复合材料及其制备方法与应用。本专利技术提供的制备方法在室温条件下，以海藻酸钠为模板和稳定剂绿色制备硫化铜纳米粒子，并将其与葡萄糖氧化酶共负载于介孔有机硅，制备得到集光热治疗、光动力治疗于一体的高效抗肿瘤复合材料。制得的复合材料同时利用硫化铜纳米粒子的光热效应、光动力效应，实现了更加高效的肿瘤治疗。本专利技术的目的至少通过如下技术方案之一实现。本专利技术提供的一种新型硫化铜基高效抗肿瘤的复合材料的制备方法，包括如下步骤：(1)将氨水滴加到硫酸铜溶液中，得到铜氨络合物溶液(即[Cu(NH3)4]2+溶液)；(2)将步骤(1)所述铜氨络合物溶液加入到海藻酸钠溶液中，搅拌处理(常温)，得到复合溶液；(3)在常温搅拌状态下将硫化钠溶液滴加到步骤(2)得到的复合溶液中，然后搅拌处理(常温)，得到硫化铜纳米粒子溶液；(4)将介孔有机硅加入到水中，搅拌均匀得到介孔有机硅悬浮液；然后将葡萄糖氧化酶溶液与介孔有机硅悬浮液加入步骤(3)所述硫化铜纳米粒子溶液中，搅拌处理(常温)，离心取沉淀，得到所述新型硫化铜基高效抗肿瘤的复合材料。进一步地，步骤(1)所述氨水的质量百分比浓度为1-10wt％；所述硫酸铜溶液的浓度为0.2-3mg/mL；步骤(1)中所述硫酸铜溶液的溶质硫酸铜与氨水的溶质氨气的摩尔比为1:(1-10)。进一步地，步骤(2)所述铜氨络合物溶液与海藻酸钠溶液之间的体积比为1:1-2；步骤(2)所述海藻酸钠溶液的浓度为1-10mg/mL。进一步地，步骤(2)所述搅拌处理的搅拌速率为200-600rpm，搅拌时间为0.5h-5h。进一步地，步骤(3)所述在搅拌状态下的搅拌速率为200-600rpm；所述硫化钠溶液的浓度为1-10mg/mL；所述硫化钠溶液与复合溶液的体积比为1：2-6；所述硫化铜纳米粒子溶液的浓度为0.2-3mg/mL；所述搅拌处理的搅拌速率为200-600rpm，搅拌处理的时间为0.5-2h。进一步地，步骤(4)所述介孔有机硅与水的质量体积比为1-10：1mg/L；所述葡萄糖氧化酶溶液的浓度为1-10mg/mL；步骤(4)所述硫化铜纳米粒子溶液与葡萄糖氧化酶溶液的体积比为15-30:1；所述硫化铜纳米粒子溶液与介孔有机硅悬浮液的体积比为15-30:1。进一步地，步骤(4)所述搅拌处理的速率为200-600rpm，搅拌处理的时间为8-15h；所述离心的速率为3000-8000rpm，离心的时间为5-15min。本专利技术提供一种由上述的制备方法制得新型硫化铜基高效抗肿瘤的复合材料。本专利技术提供的新型硫化铜基高效抗肿瘤的复合材料能够应用于在杀灭肿瘤细胞。进一步地，所述新型硫化铜基高效抗肿瘤的复合材料的应用，包括如下步骤：将肿瘤细胞接种细胞培养板，将所述新型硫化铜基高效抗肿瘤的复合材料溶解于DMSO溶液中，加入细胞培养板上，与肿瘤细胞共同孵育，洗涤，更换培养基，采用近红外激光照射，采用实时动态活细胞成像系统监测细胞杀伤情况。进一步地，步骤(1)中所述硫酸铜溶液的溶质硫酸铜与步骤(2)中所述海藻酸钠溶液的溶质海藻酸钠之间的质量比为1:1-10。进一步地，步骤(1)中所述硫酸铜溶液的溶质硫酸铜与步骤(3)中所述硫化钠溶液的溶质硫化钠之间的质量比为1:1-10。进一步地，步骤(4)中所述硫化铜纳米粒子溶液的溶质硫化铜纳米粒子与步骤(4)中所述介孔有机硅之间的质量比为1:1-10。进一步地，步骤(4)中所述葡萄糖氧化酶溶液的溶质葡萄糖氧化酶与介孔有机硅的质量比为1：1-10。本专利技术提供的一种由上述的制备方法制得新型硫化铜基高效抗肿瘤的复合材料。与现有技术相比，本专利技术具有如下优点和有益效果：(1)本专利技术提供的制备方法利用纳米硫化铜光热效应、光动力效应，并通过葡萄糖氧化酶的加入增强光动力效应，制得新型硫化铜基高效抗肿瘤的复合材料，该材料有很好的抗肿瘤效果。(2)本专利技术提供的的制备方法，步骤简单、成本低廉、绿色高效。附图说明图1a为实施例2制得的硫化铜纳米粒子的TEM图；图1b为实施例2制得的硫化铜纳米粒子的粒径分布图；图2a为实施例2制得的硫化铜纳米粒子溶液的紫外吸收光谱图；图2b为实施例2制得的硫化铜纳米粒子的XRD谱图；图3a和图3b均为实施例2的介孔有机硅的TEM图；图3c和图3d均为实施例2制得的葡萄糖氧化酶和硫化铜纳米粒子共同负载于介孔有机硅的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新型硫化铜基高效抗肿瘤的复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）将氨水滴加到硫酸铜溶液中，得到铜氨络合物溶液；（2）将步骤（1）所述铜氨络合物溶液加入到海藻酸钠溶液中，搅拌处理，得到复合溶液；（3）在搅拌状态下将硫化钠溶液滴加到步骤（2）得到的复合溶液中，然后搅拌处理，得到硫化铜纳米粒子溶液；（4）将介孔有机硅加入到水中，搅拌均匀得到介孔有机硅悬浮液；然后将葡萄糖氧化酶溶液与介孔有机硅悬浮液加入步骤（3）所述硫化铜纳米粒子溶液中，搅拌处理，离心取沉淀，得到所述新型硫化铜基高效抗肿瘤的复合材料。

【技术特征摘要】
1.一种新型硫化铜基高效抗肿瘤的复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）将氨水滴加到硫酸铜溶液中，得到铜氨络合物溶液；（2）将步骤（1）所述铜氨络合物溶液加入到海藻酸钠溶液中，搅拌处理，得到复合溶液；（3）在搅拌状态下将硫化钠溶液滴加到步骤（2）得到的复合溶液中，然后搅拌处理，得到硫化铜纳米粒子溶液；（4）将介孔有机硅加入到水中，搅拌均匀得到介孔有机硅悬浮液；然后将葡萄糖氧化酶溶液与介孔有机硅悬浮液加入步骤（3）所述硫化铜纳米粒子溶液中，搅拌处理，离心取沉淀，得到所述新型硫化铜基高效抗肿瘤的复合材料。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述氨水的质量百分比浓度为1-10wt%；所述硫酸铜溶液的浓度为0.2-3mg/mL；步骤（1）中所述硫酸铜溶液的溶质硫酸铜与氨水的溶质氨气的摩尔比为1:（1-10）。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）所述铜氨络合物溶液与海藻酸钠溶液之间的体积比为1:1-2；步骤（2）所述海藻酸钠溶液的浓度为1-10mg/mL。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）所述搅拌处理的搅拌速率为200-600rpm，搅拌时间为0.5h-5h。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（3）所述在搅拌状态下的搅拌速率为200-600rpm；所...

【专利技术属性】
技术研发人员：王小英，黄修杰，罗碧崇，孙润仓，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东,44