一种黑色二氧化锡纳米光热材料的制备及其应用制造技术

本发明专利技术公开了一种黑色二氧化锡纳米光热材料的制备及其应用，制备时以二氧化锡和透明质酸为原料，采用高温还原法，加入硅烷偶联剂反应，最后通过透明质酸HA修饰得到最终产物黑色二氧化锡纳米光热材料。该纳米材料经实验证明，不仅能够响应肿瘤细胞中的双氧水（H

Preparation and application of a black SnO 2 Nano photothermal material

【技术实现步骤摘要】
一种黑色二氧化锡纳米光热材料的制备及其应用
本专利技术涉及二氧化锡纳米材料，具体一种生物相容性良好的黑色二氧化锡纳米光热材料的制备及其应用。
技术介绍
近年来，肿瘤组织固有的生理微环境如较低的PH，乏氧微环境，过量的过氧化氢，氧化还原态等成为人们设计肿瘤识别药物的靶点。针对肿瘤微环境的特点，已经引入了先进的纳米材料来生成羟基自由基（•OH），主要用于通过Fenton和类Fenton反应进行肿瘤化学动力学治疗（CDT）。CDT疗法不仅具有高度逻辑性和选择性，并且能够被内源性刺激激发。肿瘤中的过氧化氢含量不足以生成足够量的（•OH）来杀死肿瘤细胞，因此，开发具有多功能的纳米复合药物用于肿瘤治疗成为我们的追求目标。光热协同光动力治疗是通过在近红外光照射下进行光热升温，并利用细胞中的氧气和水或材料自身产生活性氧的协同治疗，通过结合光热、光动力和化学动力学治疗能够显著提高肿瘤部位热量，并特异性响应肿瘤微环境产生大量活性氧达到杀死肿瘤细胞的目的。二氧化锡纳米材料不仅具有价格低廉，材料制备方式简便，生物毒性低等优点，还能在紫外光光照射下产生活性氧，应用于光催化等领域，并因此受到人们的广泛关注。但二氧化锡通常由紫外光激发，其较差的组织渗透深度成为治疗深部肿瘤的致命弱点。因此，设计和开发具有近红外光响应的，具有较高光热转换效率的二氧化锡纳米材料成为我们的追求目标。
技术实现思路
本专利技术针对金属氧化物纳米粒子的制备现状进行分析，旨在拓展二氧化锡吸收波长范围，发展材料的生物医学应用。本专利技术提供了一种生物可降解，具有光热光动力协同功效的透明质酸修饰的黑色二氧化锡纳米光热材料及其制备方法和应用。实现本专利技术目的的技术方案是：一种黑色二氧化锡纳米光热材料的制备方法，以二氧化锡和透明质酸为原料，制备方法包括下述步骤：（1）分别称取二氧化锡和硼氢化钠，研磨后将二者混合均匀，随后将其转移至马弗炉进行煅烧；（2）煅烧后，用水和乙醇分别洗涤，并用离心机进行离心，清除未反应的硼氢化钠，得到黑色二氧化锡固体；（3）在得到的黑色二氧化锡固体中，加入50%的乙醇水溶液，然后加入氨水调节至pH=9，在搅拌条件下加入硅烷偶联剂反应，得到氨基化硅烷偶联剂修饰的黑色二氧化锡；（4）在步骤（3）得到的黑色二氧化锡中加入活化后的透明质酸溶液，搅拌反应得到透明质酸修饰的黑色二氧化锡；（5）对搅拌好的溶液进行化学透析，得到最终产物黑色二氧化锡纳米光热材料。制备方法步骤（1）中所述二氧化锡与硼氢化钠的质量比为1:0.4-0.6，煅烧在Ar气环境中，煅烧温度为400-450℃，反应时间为2-3h。步骤（2）中所述用水和乙醇分别洗涤3次，离心机转速为8000r/min，离心时间为5min。步骤（3）中所述乙醇水溶液，乙醇和水的比例为1:1，加入硅烷偶联剂的体积为20微升。所述硅烷偶联剂选用KH550（APTES），化学名为γ-氨丙基三乙氧基硅烷，是硅烷化过程经常使用的一种氨基硅烷，以烷氧基硅烷分子将表面官能化。步骤（4）中所述活化后的透明质酸溶液的制备，是取透明质酸溶于其重量50倍的水中，再加入30%透明质酸重量的1-（3-二甲基氨基丙基）-3-乙基碳二亚氨盐酸盐和25%透明质酸重量的N-甲基琥珀酰亚胺活化制得；透明质酸与二氧化锡的质量比为2:1。步骤(5)中所述化学透析采用截留分子量为10000Da透析袋透析。本专利技术方法，利用二氧化锡的几何可控性和化学表面性质，通过高温还原在其表面引入氧空位的形式，将二氧化锡的禁带宽度降低，外层无定形态的形成，使其还原为黑色二氧化锡。并通过透明质酸修饰增强二氧化锡的生物相容性，提高其在肿瘤部位的富集能力。富集在肿瘤部位的黑色二氧化锡能够特异性的与肿瘤中的过氧化氢反应，产生羟基自由基，并在近红外光激发下，发生光生电子空穴的分离并结合生理环境中的氧气和水产生活性氧，同时光热升温达到光热光动力联合治疗的效果。研究发现，通过本专利技术方法制备的黑色二氧化锡纳米材料具有生物可降解性，并且还可以响应肿瘤微环境中的过氧化氢产生羟基自由基。结合材料的光热光动力性能，可将材料用于肿瘤的治疗，具有重要的意义。本专利技术的另外一个目的是：将制备的黑色二氧化锡纳米光热材料作为药物用于肿瘤的光热、光动力治疗。本专利技术的优点是：1）制备黑色二氧化锡纳米光热材料的原料低廉易得；2）制备的黑色二氧化锡纳米光热材料生物相容性好；3）制备方法简单，操作容易。附图说明图1为实施例中的透明质酸HA，二氧化锡SnO2，黑色二氧化锡SnO2-x，透明质酸修饰的黑色二氧化锡SnO2-x@SiO2-HA材料分散液的紫外吸收变化图。具体实施方式下面结合实施例和附图对本
技术实现思路
作进一步的说明，但不是对本专利技术的限定。实施例1制备黑色二氧化锡纳米光热材料，包括下述步骤：（1）称取1g二氧化锡纳米颗粒SnO2与0.4g硼氢化钠固体，充分研磨后，将二者混合均匀，转移至马弗炉进行煅烧，在Ar气环境中，煅烧温度为400℃，高温反应3小时；（2）煅烧后，用水和乙醇分别洗涤3次，并用离心机进行离心，离心机转速为8000r/min，离心时间为5min，清除未反应的硼氢化钠，得到黑色二氧化锡SnO2-x固体；（3）在得到的黑色二氧化锡SnO2-x中，加入50%的乙醇水溶液，然后加入氨水调节至pH=9，在搅拌条件下加入20微升硅烷偶联剂KH550（APTES）反应，得到氨基二氧化硅包裹的黑色二氧化锡分散液；（4）制备活化后的透明质酸HA溶液，将2g酶切寡聚透明质酸溶于100毫升水中，加入0.6g1-（3-二甲基氨基丙基）-3-乙基碳二亚氨盐酸盐（EDC）和0.5gN-甲基琥珀酰亚胺（NHS）活化4小时制得；在步骤（3）得到的二氧化锡分散液中加入活化后的透明质酸溶液，搅拌反应得到透明质酸修饰的黑色二氧化锡SnO2-x@SiO2-HA；（5）采用截留分子量为10000Da透析袋透析，得到最终产物黑色二氧化锡纳米光热材料。实施例2制备黑色二氧化锡纳米光热材料，包括下述步骤：（1）称取1g二氧化锡纳米颗粒SnO2与0.6硼氢化钠固体，充分研磨后，将二者混合均匀，转移至马弗炉进行煅烧，在Ar气环境中，煅烧温度为450℃，高温反应2小时；（2）煅烧后，用水和乙醇分别洗涤3次，并用离心机进行离心，离心机转速为8000r/min，离心时间为5min，清除未反应的硼氢化钠，得到黑色二氧化锡SnO2-x固体；（3）在得到的黑色二氧化锡SnO2-x固体中，加入50%的乙醇水溶液，然后加入氨水调节至pH=9，在搅拌条件下加入20微升硅烷偶联剂KH550（APTES）反应，得到氨基二氧化硅包裹的黑色二氧化锡分散液；（4）制备活化后的透明质酸HA溶液，将2g酶切寡聚透明质酸溶于100毫升水中，加入0.6g1-（3-二甲基氨基丙基）-3-乙基碳二亚本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种黑色二氧化锡纳米光热材料的制备方法，其特征在于：以二氧化锡和透明质酸为原料，制备方法包括下述步骤：/n（1）分别称取二氧化锡和硼氢化钠，研磨后将二者混合均匀，随后将其转移至马弗炉进行煅烧；/n（2）煅烧后，用水和乙醇分别洗涤，并用离心机进行离心，清除未反应的硼氢化钠，得到黑色二氧化锡固体；/n（3）在得到的黑色二氧化锡固体中，加入50%的乙醇水溶液，然后加入氨水调节至pH=9，在搅拌条件下加入硅烷偶联剂反应，得到氨基化硅烷偶联剂修饰的黑色二氧化锡；/n（4）在步骤（3）得到的黑色二氧化锡中加入活化后的透明质酸溶液，搅拌反应得到透明质酸修饰的黑色二氧化锡；/n（5）对搅拌好的溶液进行化学透析，得到最终产物黑色二氧化锡纳米光热材料。/n

【技术特征摘要】
1.一种黑色二氧化锡纳米光热材料的制备方法，其特征在于：以二氧化锡和透明质酸为原料，制备方法包括下述步骤：
（1）分别称取二氧化锡和硼氢化钠，研磨后将二者混合均匀，随后将其转移至马弗炉进行煅烧；
（2）煅烧后，用水和乙醇分别洗涤，并用离心机进行离心，清除未反应的硼氢化钠，得到黑色二氧化锡固体；
（3）在得到的黑色二氧化锡固体中，加入50%的乙醇水溶液，然后加入氨水调节至pH=9，在搅拌条件下加入硅烷偶联剂反应，得到氨基化硅烷偶联剂修饰的黑色二氧化锡；
（4）在步骤（3）得到的黑色二氧化锡中加入活化后的透明质酸溶液，搅拌反应得到透明质酸修饰的黑色二氧化锡；
（5）对搅拌好的溶液进行化学透析，得到最终产物黑色二氧化锡纳米光热材料。


2.根据权利要求1所述的黑色二氧化锡纳米光热材料的制备方法，其特征在于：步骤（1）中所述二氧化锡与硼氢化钠的质量比为1:0.4-0.6，煅烧在Ar气环境中，煅烧温度为400-450℃，反应时间为2-3h。

【专利技术属性】
技术研发人员：沈星灿，郭文伟，丁兆扬，李金灵，
申请(专利权)人：广西师范大学，
类型：发明
国别省市：广西;45