银纳米立方@枝杈状纳米金核壳结构及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种银纳米立方@枝杈状纳米金核壳结构及其制备方法和应用，属于光热治疗材料技术领域。本发明专利技术提供的银纳米立方@枝杈状纳米金核壳结构，以银纳米立方体为核心，通过氨基酸诱导一层枝杈状的纳米金生长在银纳米立方体上得到。本发明专利技术提供的银纳米立方@枝杈状纳米金核壳结构中枝杈状的纳米粒子具有类似黑体的性质，可以捕获所有的光辐射，不区分波长、角度和偏振，并将其转化为热能，在紫外可见近红外光谱上表现为可见光区至近红外光区的宽波段高吸收。此外，金银之间双金属晶格畸变、协同效应和配位效应，既能得到优异特殊的物理化学性能，保持了稳定和高效的光热转化效率，还可有效降低成本。还可有效降低成本。还可有效降低成本。

【技术实现步骤摘要】
银纳米立方@枝杈状纳米金核壳结构及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于光热治疗材料
，尤其涉及到一种银纳米立方@枝杈状纳米金核壳结构及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]2018年世界卫生组织公布数据表明，全球每年约有1400万新发肿瘤病例，预计到2030年这一数字将增长到2300万，并且每年约有800万人死于肿瘤，死亡人数占总死亡人数的近六分之一。因此，肿瘤是威胁人类健康最严重的疾病之一。目前临床上治疗肿瘤的常规手段有手术治疗、放疗、化疗等方法，但是普遍都存在高毒性、低效能、高耐药性、易造成免疫功能衰退等缺点，因此寻找具备低毒性，高效能等优点的新型肿瘤治疗手段是目前研究的重点。
[0003]光热治疗是一种物理疗法，通过吸收近红外光区的光辐射转化为热能，使局部温度升高，从而依赖热消融有效杀死肿瘤细胞，这种方法具备作用于局部、低毒性、无耐药性等优点。随着纳米材料的发展，已经有许多种类的纳米材料如碳材料、过渡金属硫化物、聚合物颗粒、金纳米颗粒等应用于肿瘤光热治疗，其中金纳米颗粒凭借形态多样、有良好的生物相容性并易于修饰和功能化而受到众多学者的广泛关注。
[0004]决定肿瘤光热治疗疗效的关键因素是光热转换效率，其中对光的吸收大小直接决定光热转化效率的高低。现有技术制备的绝大多数金纳米颗粒的形貌为棒状、块状、片状，这些常规形貌的金纳米颗粒的吸收和散射截面在共振频率同时达到最大值时，易导致大量的光从等离子体加热系统中散射出来，从而降低光热转换效率；另外，808nm近红外光是用于肿瘤光热治疗最有效的光源，虽然可以通过调控颗粒大小来调控金纳米颗粒在紫外可见近红外吸收光谱中最大吸收峰的位置，但是常规金纳米颗粒的最大吸收峰往往不处于近红外光区，且吸收峰较窄，致使对808nm近红外光的吸收不够同时导致低的光热转换效率。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供了一种银纳米立方@枝杈状纳米金核壳结构及其制备方法和应用。该核壳结构基于金银之间双金属晶格畸变、协同效应和配位效应，既能得到优异特殊的物理化学性能，保持了稳定和高效的光热转化效率，还可有效降低成本，同时在紫外可见近红外光谱上表现为可见光区至近红外光区的宽波段高吸收。
[0006]为了达到上述目的，本专利技术提供了一种银纳米立方@枝杈状纳米金核壳结构，以银纳米立方体为核心，通过氨基酸诱导枝杈状的纳米金生长在银纳米立方体上得到。
[0007]在上述方案中，本专利技术提供的银纳米立方@枝杈状纳米金核壳结构依赖于双金属之间存在的晶格畸变、协同效应和配位效应，获得了优异的物理化学性质，在减少金用量的同时保持了材料的稳定和高效的光热转化效率，可有效降低成本。此外，枝杈状的纳米粒子具有类似黑体的性质，极小的散射截面可以捕获所有的光辐射，不区分波长、角度和偏振，并将其转化为热能，在紫外可见近红外光谱上表现为可见光区至近红外光区的宽波段高吸
收，对光的宽波段高吸收表现为高光热转换效率。
[0008]作为优选，所述氨基酸为半胱氨酸。
[0009]本专利技术还提供了一种根据上述任一项技术方案所述的银纳米立方@枝杈状纳米金核壳结构的制备方法，包括以下步骤：
[0010]制备银纳米立方体溶胶；
[0011]在40
‑
50℃不高于450rpm的速度搅拌下，在5
‑
6mL去离子水中加入2
‑
3mL十六烷基三甲基溴化铵溶液；
[0012]在上述混合溶液中加入20
‑
30μL银纳米立方体溶胶，搅拌1
‑
3分钟后加入300
‑
400μL氯金酸溶液；
[0013]随后，在上述混合溶液中加入1
‑
1.2mL抗坏血酸溶液及150
‑
200μL半胱氨酸盐酸盐一水物溶液，得到无色的混合溶液；
[0014]反应持续期间混合溶液颜色逐渐从蓝色转变为黑色，待颜色不再变化后反应0.5
‑
1小时后停止，离心去除上清液，得到溶液沉淀；
[0015]重复离心三次之后将所得溶液沉淀分散于去离子水中，得到黑色银纳米立方@枝杈状纳米金核壳结构。
[0016]在上述方案中，十六烷基三甲基溴化铵作为表面活性剂和保护剂来保证银纳米立方@枝杈状纳米金核壳结构的高度分散性，抗坏血酸作为还原剂来还原氯金酸，L半胱氨酸盐酸盐一水物诱导了枝杈状结构的产生。
[0017]作为优选，所述十六烷基三甲基溴化铵溶液浓度为0.1
‑
0.15mol/L，所述氯金酸溶液浓度为0.01
‑
0.015mol/L，所述抗坏血酸溶液浓度为0.1
‑
0.15mol/L，所述半胱氨酸溶液溶液浓度为0.1
‑
0.15mol/L。
[0018]作为优选，银纳米立方体溶胶的制备方法包括以下步骤：
[0019]将同时作为还原剂和溶液的15
‑
20ml乙二醇加入容器中，在150
‑
160℃下以不高于450rpm的速度搅拌，随后向其中加入0.4
‑
0.5mL硫化钠溶液；
[0020]充分混合后，在上述混合溶液中依次加入2
‑
4mL HCl溶液和4
‑
5mL保护剂聚乙烯吡咯烷酮溶液；
[0021]随后，立即在上述混合溶液中加入1
‑
1.5mL三氟乙酸银溶液；
[0022]反应1.5
‑
2.5小时后停止，待冷却至室温后，将上述混合溶液离心去除上清液，得到溶液沉淀；
[0023]重复离心三次之后将所得溶液沉淀分散于25
‑
35mL去离子水中，得到灰绿色的银纳米立方体溶胶。
[0024]上述方案中，乙二醇作即作为还原剂来保证三氟乙酸银的还原，又作为保护剂来保证银纳米立方的高度分散性，HCl和硫化钠可以与三氟乙酸银反应优先形成小的晶核，来保证最后银纳米立方的规整度。这种多羟基还原法可以一步得到高度分散且规整的银纳米立方，相比于传统的晶种法节省了反应步骤，缩短了反应时间。
[0025]作为优选，所述硫化钠溶液浓度为0.005
‑
0.006mol/L，所述HCl溶液浓度为0.003
‑
0.005mol/L，所述聚乙烯吡咯烷酮溶液浓度为20
‑
30mg/mL，所述三氟乙酸银溶液浓度为0.4
‑
0.5mol/L。
[0026]本专利技术还提供了一种根据上述任一项技术方案所述的银纳米立方@枝杈状纳米金
核壳结构作为光热转换材料在光热治疗领域的应用。
[0027]作为优选，所述银纳米立方@枝杈状纳米金核壳结构的光吸收范围为200
‑
900nm，并且在700
‑
900nm的近红外光区表现出宽波段纵向吸收峰。
[0028]作为优选，采用808nm近红外激本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.银纳米立方@枝杈状纳米金核壳结构，其特征在于，以银纳米立方体为核心，通过氨基酸诱导枝杈状的纳米金生长在银纳米立方体上得到。2.根据权利要求1所述的银纳米立方@枝杈状纳米金核壳结构，其特征在于，所述氨基酸为半胱氨酸。3.根据权利要求1或2所述的银纳米立方@枝杈状纳米金核壳结构的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：制备银纳米立方体溶胶；在40
‑
50℃不高于450rpm的速度搅拌下，在5
‑
6mL去离子水中加入2
‑
3mL十六烷基三甲基溴化铵溶液；在上述混合溶液中加入20
‑
30μL银纳米立方体溶胶，搅拌1
‑
3分钟后加入300
‑
400μL氯金酸溶液；随后，在上述混合溶液中加入1
‑
1.2mL抗坏血酸溶液及150
‑
200μL半胱氨酸盐酸盐一水物溶液，得到无色的混合溶液；反应持续期间混合溶液颜色逐渐从蓝色转变为黑色，待颜色不再变化后反应0.5
‑
1小时后停止，离心去除上清液，得到溶液沉淀；重复离心三次之后将所得溶液沉淀分散于去离子水中，得到黑色银纳米立方@枝杈状纳米金核壳结构。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述十六烷基三甲基溴化铵溶液浓度为0.1
‑
0.15mol/L，所述氯金酸溶液浓度为0.01
‑
0.015mol/L，所述抗坏血酸溶液浓度为0.1
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0.15mol/L，所述半胱氨酸溶液溶液浓度为0.1
‑
0.15mol/L。5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，银纳米立方体溶胶的制备方法包括以下步骤：将同时作为还原剂和溶液的15
‑
20ml乙二醇加入容器中，在150
‑
160℃下以...

【专利技术属性】
技术研发人员：王继乾，刘文亮，王宇琦，李晓晗，王栋，徐海，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：