一种碳化锆纳米片光热制剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种碳化锆纳米片光热制剂，包括碳化锆纳米片以及包覆所述碳化锆纳米片的聚乙二醇。本发明专利技术碳化锆纳米片光热制剂包括碳化锆纳米片以及包覆所述碳化锆纳米片的聚乙二醇，碳化锆纳米片具有对光的吸收较好、光热转化率高、毒性低、价格便宜、制备过程简单、化学稳定性高等优点。碳化锆是一种窄带隙的材料，这种材料可以用于1064nm波长的光热治疗，可直达组织更深处，在光热治疗领域有很广阔的应用前景。本发明专利技术还提供了碳化锆纳米片光热制剂的制备方法和应用。

【技术实现步骤摘要】
一种碳化锆纳米片光热制剂及其制备方法和应用
本专利技术涉及纳米医药
，具体涉及一种用于光热治疗的碳化锆纳米片光热制剂，本专利技术还涉及一种碳化锆纳米片光热制剂的制备方法，本专利技术还涉及前述碳化锆纳米片光热制剂在光热治疗上的应用。
技术介绍
光热治疗是近些年发展起来的一种副作用小、效率高的癌症疗法。它主要是利用光热剂在激光的照射下产生局部高温来杀伤癌细胞。纳米材料尺寸较小，比表面积较大，同时可以通过细胞的内吞作用进入肿瘤细胞内，因此将纳米材料应用于光热剂的前景十分广阔。目前，人们研究较多的光热剂包括金、银、铂等贵金属，石墨烯、氧化石墨烯、碳纳米棒等碳类材料还有黑磷，碲硒新型二维材料。但是这些光热剂都存在着各自的不足，金等贵金属的光热性质主要来源于表面等离子体共振效应，而这一效应受纳米结构的表面形貌、大小、周围介质的介电常数等的影响很大，导致实际的光热治疗效果不明显。另外，昂贵的价格也限制了贵金属光热剂的市场应用。专利公开号为CN104606676，专利名称为水溶性FeNi3纳米合金在光热治疗中的应用公开了一种水溶性FeNi3纳米合金的光热制剂，该类纳米材料普遍存在着制备功能化条件较为复杂，吸光系数较低等缺点。二维黑磷、碲硒等材料带隙较大，不适合长波长光热治疗，治疗深度有限。开发一种价格便宜、毒性低、制备过程简单、化学稳定性高的新型光热制剂成为目前研究的热点和难点。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种碳化锆纳米片光热制剂，本专利技术还提供了一种碳化锆纳米片光热制剂的制备方法，本专利技术还提供了一种碳化锆纳米片光热制剂在制备肿瘤光热制剂上的应用，以解决现有光热制剂存在的光热效果不明显、光热转化率低、制备过程复杂、不适合长波长光热治疗、治疗深度有限等缺陷。第一方面，本专利技术提供了一种碳化锆纳米片光热制剂，包括碳化锆纳米片以及包覆所述碳化锆纳米片的聚乙二醇。本专利技术碳化锆纳米片光热制剂包括碳化锆纳米片以及包覆所述碳化锆纳米片的聚乙二醇，碳化锆纳米片具有对光的吸收较好、光热转化率高、毒性低、价格便宜、制备过程简单、化学稳定性高等优点。碳化锆是一种窄带隙的材料，这种材料可以用于1064nm波长的光热治疗，可直达组织更深处，在光热治疗领域有很广阔的应用前景。聚乙二醇修饰可以提高ZrC纳米片的生物相容性和稳定性，提高其在水中的分散性。优选的，所述碳化锆纳米片的长宽尺寸为30～100nm，厚度为1～20nm。更优选的，所述碳化锆纳米片的长宽尺寸为40～70nm，厚度为2～8nm。选择适合的尺寸能够保证碳化锆纳米片作为光热剂在肿瘤部位具有较好的被动富集效果。尺寸过大导致光热剂难以进入肿瘤部位，而尺寸过小导致光热剂容易从肿瘤部位泄露。选择较薄的厚度可以增大碳化锆纳米片的比表面积，从而增强其光热效果。优选的，所述碳化锆纳米片与所述聚乙二醇的质量之比为1:0.5～3。更有选的，所述碳化锆纳米片与所述聚乙二醇的质量之比为1:1～2。聚乙二醇修饰可以提高碳化锆纳米片的生物相容性和稳定性，提高其在水中的分散性。优选的，所述聚乙二醇分子链两端分别为叶酸和氨基。叶酸通过酰胺键与聚乙二醇结合在一起，能够提升光热制剂的肿瘤的靶向特异性，用于特异性靶向杀伤肿瘤细胞。氨基基团能够显著提升该碳化锆纳米片光热制剂的水溶性和稳定性。优选的，所述聚乙二醇的重均分子量为2000-30000。合适大小的聚乙二醇既能有效进入肿瘤部位，也避免轻易从肿瘤部位泄露。第二方面，本专利技术还提供了一种碳化锆纳米片光热制剂的制备方法，包括以下步骤：制备碳化锆纳米片：提供碳化锆粉末并分散于去离子水中得到分散液，将分散液转移至10～35℃下水浴超声8～12小时，随后离心收集沉淀，烘干，得到碳化锆纳米片；制备碳化锆纳米片光热制剂：将所述碳化锆纳米片分散于去离子水中得到碳化锆纳米片的水分散液，再向所述碳化锆纳米片的水分散液中加入聚乙二醇，搅拌10～16小时，离心收集沉淀，得到碳化锆纳米片光热制剂。本专利技术第二方面提供的碳化锆纳米片光热制剂的制备方法中，水浴温度过高会导致ZrC纳米片降解，因此将水浴超声的温度保持在10-35℃，本专利技术采用的温度范围能够保证材料的稳定，并且使本专利技术的制备方法易于实现，操作难度低。当水浴温度升高，也可通过换水或其他降温措施以保证水浴温度在上述范围内。专利技术碳化锆纳米片光热制剂的制备方法具有步骤简单、成本低、带隙窄、光热效应显著等优点，可用于大规模工业化生产。优选的，在制备碳化锆纳米片步骤中，水浴超声前将分散液采用探头超声4～8小时，所述探头超声的探头功率为150～600w，所述探头超声过程中的温度为5～20℃。由于探头超声直接作用于碳化锆纳米片，为避免碳化锆纳米片降解，探头超声过程中保持温度为5～20℃，更优选保持为10～15℃。当温度升高时，可使用冰袋进行降温。通过将探头超声与水浴超声结合使用，使得最终得到的碳化锆纳米片尺寸更小，更均一，获得所需尺寸的碳化锆纳米片的产率更高。优选的，在制备碳化锆纳米片步骤中，所述分散液的浓度为0.5～5mg/mL。合适浓度的分散液既能提升超声的分散效率，也有利于提升后续碳化锆纳米片光热制剂的产量。优选的，在制备碳化锆纳米片步骤中，所述离心收集沉淀的具体操作为：先以3000～6000转/分钟的转速离心0.5～1h，取上清液，然后将所述上清液以15000～20000转/分钟的转速离心0.5-1h，收集沉淀，得到碳化锆纳米片。第一步的低转速离心是为了分离去除尺寸较大的部分碳化锆纳米片，第二步的高速离心分离即获得所需尺寸的碳化锆纳米片。优选的，在制备碳化锆纳米片步骤中，所述烘干在真空条件下进行。优选的，在制备碳化锆纳米片光热制剂步骤中，所述碳化锆纳米片的水分散液的浓度为0.1～2mg/mL。合适的碳化锆纳米片的水分散液的浓度可以确保聚乙二醇与碳化锆纳米片充分混合、包覆，提升碳化锆纳米片光热制剂的水溶性、稳定性以及光热效应。优选的，所述聚乙二醇为叶酸修饰的聚乙二醇；其中，叶酸修饰的聚乙二醇采用如下方式制备：将羟基琥珀酰亚胺活化叶酸加入到双氨端聚乙二醇的二甲基亚砜溶液中，再加入三乙胺，得到混合溶液；将所述混合溶液在室温、避光条件下以300～600rpm的转速搅拌反应16～32小时，反应完成后过滤，得到叶酸修饰的聚乙二醇。三乙胺作为催化剂催化羟基琥珀酰亚胺活化叶酸与双氨端聚乙二醇反应，生成叶酸修饰的聚乙二醇。优选的，所述羟基琥珀酰亚胺活化叶酸可采用如下方式制备：将叶酸溶解于无水二甲基亚砜中，再加入羟基琥珀酰亚胺和N,N'-二环己基碳酰亚胺得到混合液，所述混合液在室温、避光和三乙胺催化条件下进行搅拌反应16-32小时，反应完成后过滤，得到羟基琥珀酰亚胺活化叶酸。优选的，在制备碳化锆纳米片光热制剂步骤中，所述离心收集沉淀的具体操作为：15000～20000转/分钟的转速离心0.5～1小时后，收集沉淀。第三方面，本专利技术还提供了一种如本专利技术第一方面所述的碳化锆纳米片光热制剂在制备肿瘤光热制剂上的应用。本本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种碳化锆纳米片光热制剂，其特征在于，包括碳化锆纳米片以及包覆所述碳化锆纳米片的聚乙二醇。/n

【技术特征摘要】
1.一种碳化锆纳米片光热制剂，其特征在于，包括碳化锆纳米片以及包覆所述碳化锆纳米片的聚乙二醇。


2.如权利要求1所述的碳化锆纳米片光热制剂，其特征在于，所述碳化锆纳米片的长宽尺寸为30～100nm，厚度为1～20nm。


3.如权利要求1所述的碳化锆纳米片光热制剂，其特征在于，所述碳化锆纳米片与所述聚乙二醇的质量之比为1:0.5～3。


4.如权利要求1所述的碳化锆纳米片光热制剂，其特征在于，所述聚乙二醇分子链两端分别为叶酸和氨基。


5.一种碳化锆纳米片光热制剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
制备碳化锆纳米片：提供碳化锆粉末并分散于去离子水中得到分散液，将分散液转移至10～35℃下水浴超声8～12小时，随后离心收集沉淀，烘干，得到碳化锆纳米片；
制备碳化锆纳米片光热制剂：将所述碳化锆纳米片分散于去离子水中得到碳化锆纳米片的水分散液，再向所述碳化锆纳米片的水分散液中加入聚乙二醇，搅拌10～16小时，离心收集沉淀，得到碳化锆纳米片光热制剂。


6.如权利要求5所述的碳化锆纳米片光热制剂的制备方法，其特征在于，在制备碳化锆纳米片步骤中，水浴超声前将分散液采用探头超声4～8小时，所述探头超声的探头功率为150～600w...

【专利技术属性】
技术研发人员：范涛建，谢中建，康建龙，张家宜，
申请(专利权)人：深圳瀚光科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44