本发明专利技术公开了一种水溶性超薄氮化碳二维纳米片制备方法与应用，其制备过程为：含氮前驱体在550℃下煅烧，得到初始块状氮化碳；将初始块状氮化碳在浓硫酸和浓硝酸的混酸溶液中进行剥离，得到多孔氮化碳；将多孔氮化碳长时超声剥离反应，获得最终产品。本发明专利技术制备工艺简单，成本低，重复性好。本发明专利技术所提供的纳米片具有良好的荧光成像功能，能够对细胞进行染色；本发明专利技术提供的纳米片在光照条件下能够产生大量的活性氧，从而实现光动力治疗的功能；本发明专利技术提供的纳米片可以作为光响应的非病毒基因载体，从而促进DNA的递送并且可以靶向细胞核。本发明专利技术提供的纳米片可以负载P53基因，能够实现对肿瘤的基因及光动力联合治疗。实现对肿瘤的基因及光动力联合治疗。实现对肿瘤的基因及光动力联合治疗。
【技术实现步骤摘要】
nm；所述纳米片具有水溶性且具有细胞内吞作用；所述纳米片可有效负载DNA与其形成纳米颗粒。
[0009]本专利技术的实施例提供一种水溶性超薄氮化碳二维纳米片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）在氮气保护气氛下对含氮前驱体进行煅烧，得到初始块状氮化碳；（2）将步骤（1）所得到的块状氮化碳置于 98% 浓硫酸和 68% 浓硝酸的混酸溶液中反应，得到多孔氮化碳；（3）将步骤（2）的多孔氮化碳在水中超声剥离，离心后取上层清液，得到水溶性超薄氮化碳二维纳米片。
[0010]进一步的，所述步骤（1）中制备初始块状氮化碳具体包括：在氮气或氩气条件下，将含氮前驱体为三聚氰胺，在管式炉中，煅烧的温度为500℃～550℃；煅烧1～3 h；升温速度为2～8℃/min，得到初始块状氮化碳。
[0011]进一步的，所述步骤（2）中制备多孔氮化碳具体包括：将得到的初始块状氮化碳在40 mL的 98% 浓硫酸和 68% 浓硝酸的混酸溶液中搅拌反应2 h，其中浓硫酸和浓硝酸的比例为1:1。反应结束后收集过滤白色絮状物，得到多孔氮化碳。
[0012]进一步的，所述步骤（3）中制备水溶性超薄氮化碳二维纳米片具体包括：将步骤（2）所得到的多孔氮化碳分散在100 mL的超纯水中，超声6～14 h，优选12 h。
[0013]进一步的，所述步骤（3）中，离心转速为3000～7000 rpm，离心时长为30 min。
[0014]本专利技术上述方法制得的水溶性超薄氮化碳二维纳米片也在保护范围之内。本专利技术的所述步骤（3）所得的氮化碳为水溶性超薄二维纳米片状结构为纳米片状，纳米片尺寸为100
‑
170 nm，厚度为20
‑
50 nm。
[0015]本专利技术的实施例还提供一种水溶性超薄氮化碳二维纳米片作为非病毒基因载体在基因治疗中的应用。
[0016]本专利技术的实施例还提供一种水溶性超薄氮化碳二维纳米片作为光敏剂在光动力治疗中的应用。
[0017]本专利技术的实施例还提供一种水溶性超薄氮化碳二维纳米片在肿瘤基因及光动力联合治疗中的应用。
[0018]本专利技术的实施例还提供一种水溶性超薄氮化碳二维纳米片作为DNA标记物的应用。
[0019]本专利技术至少包括以下有益效果：1、本专利技术构建了一种水溶性超薄氮化碳二维纳米片，其自身的毒性小，易于在生物医学领域的应用，可以对光进行刺激响应，在光照条件下，能够产生活性氧，促使该复合物溶酶体逃逸，并实现光动力治疗。
[0020]2、本专利技术的纳米片可以有效地负载DNA，与其形成纳米颗粒。
[0021]3、本专利技术的纳米片与DNA自组装后的二元复合物能够进入细胞核，实现基因转染，并且在负载P53基因后，能够实现基因治疗。
[0022]4、本专利技术的纳米片可以实现肿瘤的基因及光动力联合治疗，具有实际应用的潜力。
[0023]5、本专利技术的纳米片可以对基因转染的过程荧光成像并实时示踪，有利于研究转染
机理，为新型基因载体的研发奠定基础。
[0024]本专利技术的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本专利技术的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
[0025]附图说明
[0026]图1为本专利技术纳米片的X射线衍射（XRD）图谱。
[0027]图2本专利技术纳米片的透射电镜（TEM）图片。
[0028]图3为本专利技术纳米片的原子力显微镜（AFM）图谱。
[0029]图4 为本专利技术纳米片在400 nm波长光照不同时间条件下的细胞存活率。
[0030]图5 为本专利技术纳米片对pUC 18 DNA的琼脂糖凝胶阻滞实验图。
[0031]图6 为本专利技术纳米片对EGFP基因的绿色荧光蛋白转染表达共聚焦图。
[0032]图7 为本专利技术纳米片负载P53基因在非光照和光照条件下的细胞存活率。
[0033]图8 为本专利技术纳米片在非光照和光照条件下与溶酶体探针的共定位图片。
[0034]图9 为在不同时间段，细胞摄取本专利技术阳纳米片与FAM
‑
DNA复合物的共聚焦图。
[0035]具体实施方式
[0036]下面结合附图对本专利技术做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
[0037]应当理解，本专利技术所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
[0038]<实施例1>一种水溶性超薄氮化碳二维纳米片，以氮化碳为载体，进一步将氮化碳构建成为水溶超薄二维纳米片。
[0039]上述本实施例的水溶性超薄氮化碳二维纳米片的制备方法，包括以下步骤：（1）将5 g三聚氰胺置于坩埚中，盖好坩埚盖，在氮气保护下放入管式炉中煅烧，控制管式炉的升温速率为5℃/min，在550℃下保持2 h，煅烧产物经冷却研磨后，得到块状氮化碳。
[0040]（2）将1 g块状氮化碳加入到40 mL的98%浓硫酸和68%浓硝酸的混酸溶液中搅拌反应2 h，其中浓硫酸和浓硝酸的比例为1:1。反应结束后收集过滤白色絮状物，得到多孔氮化碳。
[0041]（3）将100 mg多孔氮化碳分散在100 mL的超纯水中，超声12 h，离心后取上层清液，得到水溶性超薄氮化碳二维纳米片。
[0042]如图1所示，所有样品均包含氮化碳的特征峰（002），说明所有样品的主体均为氮化碳，没有多余的杂质。
[0043]从图2和图3可以看出，本专利技术所制备的氮化碳纳米片具有典型的热聚合物的形貌，呈现片状结构。本专利技术所制备的氮化碳纳米片同时具备超薄的片状结构，说明成功制备了水溶性超薄氮化碳二维纳米片。
[0044]<实施例2>配制50 μg/mL的超薄氮化碳纳米片的溶液，将其与Hela细胞共孵育培养12 h后分别用400 nm 波长的LED光源（450 mW/cm2）照射不同的时长，没有光照的作为对照。然后更换培养基，再孵育12 h，将 20 μL MTT 溶液 (5 mg/mL) 添加到细胞中。孵育 4 小时后，将培养基更换为 200 μL DMSO。 在Bio Tech Synergy H4中以570 nm的波长测量所得溶液，得到细胞活性。
[0045]图4是本专利技术氮化碳纳米片在光照条件下，Hela细胞的存活率；由图4可见，氮化碳纳米片在光照条件下，随着时间的增加，Hela细胞的存活率越来越低。本专利技术所制备的氮化碳纳米片在光照条件下，可以促进癌细胞凋亡。由实施例2可以得出，本专利技术制备的水溶性超薄氮化碳纳米片具有光动力治疗的效果。
[0046]<实施例3>将不同浓度的氮化碳纳米片和pUC18质粒DNA（9 μg/mL）置于37
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C水浴中，孵育1 h，然后进行DNA琼脂糖凝胶阻滞实验得到不同浓度化合物对pUC18 DNA的凝胶阻滞结果。
[0047]图5是本专利技术氮化碳纳米片对pU本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1. 一种水溶性超薄氮化碳二维纳米片，其特征在于，所述水溶性超薄氮化碳二维纳米片的结构为纳米片状，其纳米片尺寸为100
‑
170 nm，其厚度为20
‑
50 nm；所述纳米片具有水溶性且具有细胞内吞作用；所述纳米片可有效负载DNA并与其形成纳米颗粒。2.一种水溶性超薄氮化碳二维纳米片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）在氮气保护气氛下对含氮前驱体进行煅烧，得到初始块状氮化碳；（2）将步骤（1）所得到的块状氮化碳置于 98% 浓硫酸和 68% 浓硝酸的混酸溶液中反应，得到多孔氮化碳；（3）将步骤（2）所得到的多孔氮化碳在水中超声剥离，离心后取上层清液，得到水溶性超薄氮化碳二维纳米片。3.根据权利要求1所述的一种水溶性超薄氮化碳二维纳米片的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中，所述含氮前驱体为三聚氰胺；煅烧的温度为500℃～550℃；煅烧时间为1～3 h；升温速度为2～8℃/min。4.根据权利要求1所述的一种水溶性超薄氮化碳二维纳米片...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘名轩，张小玲，
申请(专利权)人：南通大学，
类型：发明
国别省市：
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