用于肿瘤光热治疗的光驱动纳米马达群制造技术

本发明专利技术公开了用于肿瘤光热治疗的光驱动纳米马达群。所述纳米马达即试管状金

【技术实现步骤摘要】
用于肿瘤光热治疗的光驱动纳米马达群


[0001]本专利技术属于材料
，具体涉及用于肿瘤光热治疗的光驱动纳米马达群。

技术介绍

[0002]受自然界中自我迁移的生物体的启发，合成的微纳米马达被设计出来，能够将化学燃料或外部能量转化为自我推动力。这些小型化的移动装置在生物医学领域显示出巨大的潜力，包括主动货物运送、生物治疗、生物传感，甚至精确手术，例如一个微型机器人("neutrobot") 可以主动运送货物到体内的恶性胶质瘤。
[0003]在这些电机中，光驱动的电机系统因其在光学领域的高可编程性而受到越来越多的关注。 Chen等人报道了一个TiO2‑
Au纳米线马达，它可以被紫外光场精确控制并调节单神经元活动。展示了TiO2微电机在光下的精确操纵。Zheng和他的同事开发了由近红外驱动的Janus介孔二氧化硅纳米马达，它可以有效地寻找、粘附和机械地穿透肿瘤细胞作为主动诊断成像剂。虽然在上述情况下，单个马达可以被精确控制，但当涉及到解决实际问题时，单个马达只能装载有限的药物/材料/细胞，而且小的单个马达往往难以观察。申请人非常希望能够模仿生物体的集群来操纵马达群，以实现单个马达无法完成的任务。
[0004]自然界中的许多生物，如鸟类、昆虫和鱼类，都能展示集群运动。这些集体行为在捕食、狩猎和迁移过程中经常涉及。自从专利技术了第一个合成微/纳米马达，使单个马达同步化并精确控制微纳米马达群是一个雄心勃勃的目标，以模仿自然界的集体行为。大量的努力被投入到具有仿生集体行为的人工马达群中。Sun等人展示了近红外光供电的核壳微马达可以聚集成书法/绘画。Altemose等人报告胶体粒子在紫外灯照射下聚集成团，在聚集和分散之间交替进行。Ji和他的同事开发了聚合物刷子接枝的Janus金纳米游泳器，并以葡萄糖的催化分解为动力，这种纳米游泳器能够通过葡萄糖的浓缩实现群落的自向运动，能够有效模仿细菌的运动。虽然电机集群已经开始实现，但利用电机集群来实现某些单个电机无法完成的任务仍然是一个挑战。

技术实现思路

[0005]本专利技术的第一个目的，在于提供一种纳米马达的制备方法。
[0006]本专利技术的第二个目的，在于提供一种纳米马达。
[0007]本专利技术的第三个目的，在于提供上述纳米马达的应用。
[0008]本专利技术的第四个目的，在于提供一种实时光热治疗系统。
[0009]本专利技术的第五个目的，在于提供一种纳米马达的集群运动控制方法。
[0010]本专利技术所采取的技术方案是：
[0011]本专利技术的第一方面，提供一种纳米马达的制备方法，包含以下步骤：
[0012]S1：在聚碳酸酯膜的一侧进行喷金处理；
[0013]S2：以喷金后的聚碳酸酯膜作为工作电极，Ag/AgCl作为参比电极、铂金丝为反电极建立三电极沉积体系；
[0014]S3：在三电极沉积体系中，依次加入Cu沉积液和Au沉积液进行沉积；
[0015]S4：Cu和Au的电镀完成后，取出聚碳酸酯膜，去除膜上的金层后用蚀刻剂蚀刻以释放纳米马达。
[0016]在本专利技术的一些实施方式中，所述聚碳酸酯薄膜孔径为300～500nm，膜的直径为13～ 21mm。
[0017]在本专利技术的一些实施方式中，所述聚碳酸酯薄膜孔径为400nm，膜的直径为19mm。
[0018]在本专利技术的一些实施方式中，所述喷金处理的具体步骤为：在0
‑
1nm厚度时，沉积速度为0.03～0.08A/S，1
‑
15nm厚度时，沉积速度为0.1～0.15A/S，15
‑
200时沉积速度为0.6
‑
0.7A/S。
[0019]在本专利技术的一些实施方式中，所述Cu沉积过程为：在2.5～4mA/cm2的恒定电流密度下沉积10～20min。
[0020]在本专利技术的一些实施方式中，所述Cu沉积过程为：在3.75mA/cm2的恒定电流密度下沉积20min。
[0021]在本专利技术的一些实施方式中，所述Au沉积过程为：在0.4～0.6mA/cm2的恒定电流密度下沉积15～25min。
[0022]在本专利技术的一些实施方式中，所述Au沉积过程为：在0.55mA/cm2的恒定电流密度下沉积15min。
[0023]在本专利技术的一些实施方式中，所述Cu沉积液是为本领域常用的Cu沉积液均可，所述 Cu沉积液为可溶性二价铜离子盐，其中铜为唯一正离子，铜离子浓度为0.3
‑
0.5mol/L，优选为0.375mol/L；使用pH调节剂调节pH为4～5.5。
[0024]在本专利技术的一些实施方式中，所述可溶性二价铜离子盐为硫酸铜、硝酸铜和氯化铜等可溶性二价铜离子盐溶液。
[0025]在本专利技术的一些实施方式中，所述pH调节剂为硫酸、硝酸、盐酸等。
[0026]在本专利技术的一些实施方式中，所述Cu沉积液还包含维持pH稳定物质，优选为硼酸。
[0027]在本专利技术的一些实施方式中，所述Au沉积液为本领域常用的Au沉积液均可。
[0028]在本专利技术的一些实施方式中，所述蚀刻剂为N,N
‑
二甲基甲酰胺(DMF)、二氯甲烷、四氯乙烷或四氢呋喃。
[0029]在本专利技术的一些实施方式中，所述蚀刻的目的为将聚碳酸酯膜充分溶解，将里面的马达释放出来。
[0030]在本专利技术的一些优选实施方式中，加入蚀刻剂后，利用涡旋震荡器震荡8～12min，然后超声分散4～6min。
[0031]在本专利技术的一些实施方式中，所述释放纳米马达后还需要离心、清洗。
[0032]在本专利技术的一些实施方式中，所述离心的条件为：6000～8000rpm/min；时间为2～6min。
[0033]在本专利技术的一些实施方式中，所述清洗为使用不溶解纳米马达的有机溶剂进行清洗；优选为使用乙醇清洗。
[0034]本专利技术的第二方面，提供一种纳米马达，由本专利技术第一方面所述方法制备。
[0035]本专利技术的第三方面，提供本专利技术第二方面所述的纳米马达在(I)～(III)至少一项中的应用：
为在红外光强1.27μwμm
‑2照射下的马达运动轨迹；图4f为Au
‑
Cu马达在近红外光照射下的 MSD曲线图；图4g为Au马达在近红外光照射下的MSD曲线图；图4h为马达的布朗运动速度和在近红外光照射后速度的差异图。
[0051]图5为Au
‑
Cu马达对肿瘤的近红外光热治疗效果。其中图5a、图5b、图5c和图5d分别为在肿瘤细胞中加入马达后，打开紫外灯随时间(0s、100s、200s和300s)照射聚集的图片；图5e为在肿瘤细胞中单纯加入马达而补照射的细胞图；图5f为在肿瘤细胞中单照射近红外光后的细胞图；图5g为肿瘤细胞在加入马达后用近红外光照射后的细胞图。
[0052]图6为Au
‑
Cu马达的元素分析图。
[0053]图7为Au
本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种纳米马达的制备方法，包含以下步骤：S1：在聚碳酸酯膜的一侧进行喷金处理；S2：以喷金后的聚碳酸酯膜作为工作电极，Ag/AgCl作为参比电极、铂金丝为反电极建立三电极沉积体系；S3：在三电极沉积体系中，依次加入Cu沉积液和Au沉积液进行沉积；S4：Cu和Au的电镀完成后，取出聚碳酸酯膜，去除膜上的金层后用蚀刻剂蚀刻以释放纳米马达。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述Cu沉积条件为：在2.5～4mA/cm2的恒定电流密度下沉积10～20min。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述Au沉积条件为：在0.4～0.6mA/cm2的恒定电流密度下沉积15～25min。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述聚碳酸酯薄膜孔径为300～500nm，膜的直径为13～21mm。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述喷金处理的具体步骤为：在0<...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭飞，付少明，谢大智，
申请(专利权)人：中山大学，
类型：发明
国别省市：