一种二维硫化铁纳米片及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种二维硫化铁纳米片及其制备方法和应用，属于生物医药技术领域。将硫酸亚铁铵和柠檬酸三钠溶解于乙二醇中得到溶液A，将聚乙烯亚胺溶解于乙二醇中得到溶液B，将溶液B加入至溶液A中，常温下搅拌反应得到混合液；混合液中加入硫代乙酰胺溶液，然后滴加三乙醇胺，常温下搅拌反应，搅拌结束后进行溶剂热反应，反应结束后离心、洗涤产物，得到二维硫化铁纳米片。二维硫化铁纳米片用mPEG

【技术实现步骤摘要】
mL；所述溶液A中乙二醇的体积与溶液B中乙二醇的体积之比为3：1。
[0008]优选的，步骤（1）中，所述搅拌为磁力搅拌，其转速为600~800rpm；所述搅拌反应的时间为2h。
[0009]优选的，步骤（2）中，所述硫代乙酰胺溶液的浓度为0.05M；所述硫酸亚铁铵与硫代乙酰胺溶液、三乙醇胺的加入量之比为0.6mmol：15mL：2mL；所述搅拌为磁力搅拌，转速为600~800rpm，所述搅拌反应的时间为1~10min。
[0010]优选的，步骤（2）中，所述溶剂热反应的温度为200℃，时间为24h；所述离心的转速为14000rpm、时间为10min；所述洗涤为用无水乙醇洗3遍。
[0011]本专利技术的第二方面，提供上述制备方法得到的二维硫化铁纳米片，所述二维硫化铁纳米片的最小厚度为2.5nm。
[0012]本专利技术的第三方面，提供二维硫化铁纳米片在制备可降解的光热制剂中的用途。
[0013]本专利技术的第四方面，提供一种可降解光热制剂，所述可降解光热制剂由二维硫化铁纳米片包覆生物相容性材料得到。
[0014]优选的，所述生物相容性材料为甲氧基聚乙二醇巯基（mPEG
‑
SH）；所述可降解光热制剂由以下方法制备：将二维硫化铁纳米片和mPEG
‑
SH溶于无水乙醇中，在冰浴条件下搅拌反应，反应结束离心收集沉淀、洗涤后，得到可降解光热制剂。
[0015]优选的，所述mPEG
‑
SH的分子量为2000
‑
10000；所述二维硫化铁纳米片、mPEG
‑
SH和无水乙醇的加入量之比为1mg：1mg：1mL；所述搅拌的转速为350rpm、时间为6h。
[0016]本专利技术的有益效果：（1）本专利技术制备二维硫化铁纳米片光热制剂的合成方法简单，可操作性强；合成的光热制剂稳定，具有可重复性。
[0017]（2）本专利技术合成的硫化铁纳米片为非晶形，具有优异的光热性能和酸响应降解性，更有利于临床应用。
[0018]（3）本专利技术合成二维硫化铁纳米片的方法可以有效避免硫化铁纳米片在合成过程中的氧化；通过与甲氧基聚乙二醇巯基结合制备的硫化铁纳米片制剂具有优异的光热性能、生物相容性好，安全无毒，可用于包括肿瘤在内的光热治疗。
附图说明
[0019]图1为实施例制得的二维FeS纳米片的透射电镜图片；图2为实施例制得的二维FeS纳米片的原子力显微图片：（a）二维FeS纳米片的原子力显微镜图厚度测试图，（b）二维FeS纳米片原子力显微镜电镜图，（c）对应线的高度剖面图；图3为实施例制得的二维FeS纳米片的XRD结果图；图4为实施例制得的二维FeS纳米片的XPS结果图；图5为不同浓度的二维FeS纳米片水分散液照片；图6为不同浓度的二维FeS纳米片水分散液的吸收光谱图；图7为不同浓度的二维FeS纳米片水分散液的升温曲线；图8为不同频率的二维FeS纳米片水分散液的升温曲线；
800rpm的磁力搅拌下反应120min。随后，在溶液中加入15mL的0.05M的硫代乙酰胺溶液，然后向混合物中以500μL/min滴入2mL的三乙醇胺。在常温，800rpm的磁力搅拌下反应1min。搅拌结束后，将混合溶液全部转移至高压釜中，在200℃下加热反应24h。最后，以14000rpm，10min离心收集，用无水乙醇洗3遍，得到二维硫化铁纳米片。
[0026]（2）硫化铁纳米片光热制剂的制备将1mg步骤（1）制备的硫化铁纳米片和1mg的mPEG
5000
‑
SH溶于1mL无水乙醇中，在冰浴条件下，以350rpm搅拌6h。将得到的产物以14000rpm离心5min，弃上清收集沉淀，用无水乙醇洗3遍，得到最终的硫化铁纳米片诊疗一体化制剂（记作FeS
‑
PEG）。
[0027]（3）性能分析如图1所示，取适量二维硫化铁纳米片溶解于无水乙醇中，配置为1mg/mL的溶液，使用移液器取20μL滴加至铜网上，烘干制备成透射电镜检测样品，并用透射电镜观察，所述制备的硫化铁的形状为二维薄片状，粒径约为100
‑
150nm。
[0028]如图2所示，本实施例制备的二维硫化铁纳米片的原子力显微镜。由原子力显微镜图及其厚度量化图结果可知，硫化铁呈二维薄片状，分散均匀，长径100
‑
150nm，与其透射电镜图相符，该纳米片厚度约2.5nm。
[0029]如图3所示，在XPS测量谱中，二维硫化铁纳米片含有Fe、S、C、N、O元素，证实了硫化铁纳米片的合成。
[0030]如图4所示，在XRD结果中显示，二维硫化铁纳米片显示出典型的无定形结构特征，说明该纳米片可能具有良好的生物降解性。
[0031]如图5所示，分别配制10、20、40、80和160
µ
g/mL的硫化铁纳米片水分散液。
[0032]如图6所示，不同浓度的硫化铁纳米片分散液各取200
µ
L，使用紫外分光光度计检测不同浓度的吸收曲线。在808 nm处的紫外吸收越高，可以反映在808 nm的激光照射下光热能力越强。
[0033]如图7所示，配制20、40、80和160
µ
g/mL的硫化铁纳米片水分散液。采用808nm激光进行照射，并同时记录温度曲线。结果显示的是不同浓度的温度随激光照射时间的升温图。
[0034]如图8所示，配制80
µ
g/mL的硫化铁纳米片水分散液，采用808nm激光，分别用1，1.5和2 W/cm2的不同功率进行照射，并同时记录温度曲线。结果显示的是不同功率条件下的温度随激光照射时间的升温图。
[0035]如图9所示，配制80
µ
g/mL的硫化铁纳米片水分散液，采用808nm激光，五次开关循环下的温度曲线，可以看到经历了5次升温降温循环，温度变化还能大致保持一致，说明硫化铁纳米片良好的光热稳定性。
[0036]如图10所示，经计算二维硫化铁纳米片的光热转化效率为25.49%。
[0037]如图11所示，将100
µ
g/mL的硫化铁纳米片分别置于不同pH的缓冲液环境中，结果显示，硫化铁纳米片在pH 5.5的缓冲液中溶液颜色逐渐透明，说明该材料具有酸响应性降解的能力，可在体内作用后，在酸性环境中降解，从体内排出，不积累在体内。
[0038]如图12所示，使用流式细胞术检测步骤（2）制得的FeS
‑
PEG光热制剂被肿瘤细胞摄取的能力。首先将1mg的FeS
‑
PEG与1mg的FITC混合于2mL的PBS中，搅拌6h后，使用去离子水洗涤2次，制备FeS
‑
PEG
‑
FITC。将FeS
‑
PEG
‑
FITC以0
µ
g/mL（对照组）、10
µ
g/mL、40
µ
g/mL的浓度于MDA
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种二维硫化铁纳米片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）将硫酸亚铁铵和柠檬酸三钠溶解于乙二醇中得到溶液A，将聚乙烯亚胺溶解于乙二醇中得到溶液B，将溶液B加入至溶液A中，常温下搅拌反应得到混合液；（2）混合液中加入硫代乙酰胺溶液，然后滴加三乙醇胺，常温下搅拌反应，搅拌结束后进行溶剂热反应，反应结束后离心、洗涤产物，得到二维硫化铁纳米片。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述溶液A中，硫酸亚铁铵、柠檬酸三钠和乙二醇的加入量之比为0.6mmol：0.2mmol：15mL；所述溶液B中，聚乙烯亚胺和乙二醇的加入量之比为500mg：5mL；所述溶液A中乙二醇的体积与溶液B中乙二醇的体积之比为3：1。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述搅拌为磁力搅拌，其转速为600~800rpm；所述搅拌反应的时间为2h。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，所述硫代乙酰胺溶液的浓度为0.05M；所述硫酸亚铁铵与硫代乙酰胺溶液、三乙醇胺的加入量之比为0.6 mmol：15mL：2mL；所述搅拌为磁力搅拌，转速为600~800rpm，所述搅拌反应的时间为1~10mi...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙晓，张鑫宇，许学莉，王辰宇，高媛，
申请(专利权)人：山东第一医科大学山东省医学科学院，
类型：发明
国别省市：