一种掺杂型锌铜压电声敏剂及其制备方法与应用技术

本发明专利技术涉及一种掺杂型锌铜压电声敏剂及其制备方法与应用，属于压电声敏剂技术领域。本发明专利技术所述的掺杂型锌铜压电声敏剂具有Jahn

【技术实现步骤摘要】
一种掺杂型锌铜压电声敏剂及其制备方法与应用


[0001]本专利技术属于压电声敏剂
，尤其涉及一种掺杂型锌铜压电声敏剂及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]现如今，癌症是世界上的第二大死亡原因，研究者们一直致力于寻找治疗癌症的有效方法。现阶段临床应用的癌症治疗方法主要有手术、化疗、放疗和免疫治疗，而这些治疗方法在取得一定治疗效果的同时，也会引起一些副作用以及不良反应。随着纳米技术的肿瘤治疗策略蓬勃发展，如光热治疗、光动力治疗、声动力治疗和磁热治疗等多种新型非侵入性治疗方式涌现，推动着癌症治疗向着精准、有效、安全和低成本的方式不断发展进步。
[0003]其中，声动力疗法(Sonodynamic therapy，SDT)是一种利用低强度超声激发声敏剂产生高细胞毒性的活性氧(ROS)，从而杀死肿瘤细胞的新型治疗方法。超声可以穿透深层组织，精准聚焦于肿瘤区域，激活声敏剂，从而选择性杀伤肿瘤细胞而不损伤周围正常器官和组织，对深部肿瘤具有良好的治疗效果。
[0004]广泛接受的SDT机制是声学惯性空化理论，主要是超声波在液体中传播中，利用声敏化剂作为成核位点，从而促进许多空化气泡的形成、快速膨胀和内爆坍缩。气泡坍塌进一步诱发极端条件(高温、高压和声致激发等)。声致激发诱导的ROS产生过程与光动力疗法相似，但是实际研究过程中，由气泡坍塌引起的高压(≈1
×
108Pa)这一重要因素总是被忽略。有效利用压力的方法是使用压电材料作为声敏化剂。压电材料是一种具有非中心对称晶体结构的介电材料，包括ZnO、钙钛矿结构材料、二维超薄材料和层状铋基材料。在声波振动下，压电材料极化形成内置电场。压电电势作为强大的驱动力，促进声波产生的电荷分离并抑制复合。分离的电子和空穴迁移到相反的表面并继续进行氧化还原反应。然而，压电声敏剂在SDT中的应用很少有报道。

技术实现思路

[0005]为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种掺杂型锌铜压电声敏剂及其制备方法与应用。本专利技术的掺杂型锌铜压电声敏剂可用于肿瘤的声动力治疗，既对肿瘤具有良好杀伤作用，又有效抑制肿瘤转移。使用压电材料作为声敏剂有效利用压力以提高超声波的利用度。此外，压电性归因于结构畸变引起的极化，在过渡金属和具有立体活性的孤对阳离子中发生畸变的Jahn
‑
Teller效应，也为设计压电材料的组成以及提高性能提供可能性。
[0006]本专利技术的第一个目的是提供一种所述的方法制备的掺杂型锌铜压电声敏剂，所述掺杂型锌铜压电声敏剂的结构为层状双金属氢氧化物，尺寸为50nm
‑
200nm，化学组成为[(Zn
(1
‑
x
‑
a)
Cu
a
)1‑
x
M
x
(OH)2]x+
A
n
‑
x/n
·
yH2O；
[0007]其中，M为掺杂的带正电的三价金属离子，为Al
3+
、Fe
3+
或Cr
3+
；
[0008]x为M/(Zn+Cu)的摩尔比，范围为1/1
‑
1/4；
[0009]a为Zn/Cu的摩尔比，范围为0.5
‑
3；
[0010]A
n
‑
为层间的阴离子，为Cl
‑
、CO
32
‑
或NO3‑
；
[0011]y为结晶水的数量，范围为0
‑
10。
[0012]在本专利技术的一个实施例中，所述掺杂型锌铜压电声敏剂具有Jahn
‑
Teller效应。
[0013]在本专利技术的一个实施例中，所述掺杂型锌铜压电声敏剂相较于Zn基压电材料，由于具有Jahn
‑
Teller效应因此展现出更好的压电性。
[0014]在本专利技术的一个实施例中，所述掺杂型锌铜压电声敏剂铜比例过高其结构不稳定，铜比例过小Jahn
‑
Teller效应不明显。
[0015]本专利技术的第二个目的是提供一种掺杂型锌铜压电声敏剂的制备方法，包括以下步骤，混合金属盐溶液和碱液于溶剂中反应，得到所述掺杂型锌铜压电声敏剂；所述混合金属盐溶液为锌盐、铜盐、掺杂金属盐和水的混合液。
[0016]在本专利技术的一个实施例中，所述铜盐为二价铜盐。
[0017]在本专利技术的一个实施例中，所述碱液为氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液和尿素溶液中的一种或多种。
[0018]在本专利技术的一个实施例中，所述金属盐为硝酸盐和/或氯化盐。
[0019]在本专利技术的一个实施例中，所述锌盐、铜盐和掺杂金属盐中的金属的摩尔比为0.5
‑
3：1：1。该比例下合成的掺杂型锌铜压电声敏剂不仅可以进行声动力治疗，同时可以诱导较强的铜死亡，还能调节肿瘤免疫微环境，既能促进肿瘤内DC细胞的成熟，还能下调髓源性抑制细胞(MDSC)和调节性T细胞(Treg)，进而更高效的根除肿瘤。
[0020]在本专利技术的一个实施例中，反应过程中调节pH为9
‑
10；反应的温度为10℃
‑
30℃；反应的时间为22h
‑
26h。
[0021]在本专利技术的一个实施例中，所述溶剂为水。
[0022]在本专利技术的一个实施例中，反应结束后，还包括从反应液中分离所述的掺杂型锌铜压电声敏剂的步骤：通过离心取沉淀并洗涤，得到所述掺杂型锌铜压电声敏剂。
[0023]在本专利技术的一个实施例中，所述离心的转速为7800r/min
‑
8200r/min。
[0024]本专利技术的第三个目的是提供一种所述的掺杂型锌铜压电声敏剂在肿瘤的声动力治疗中的应用。
[0025]在本专利技术的一个实施例中，所述肿瘤为结肠癌、乳腺癌、前列腺癌或黑色素瘤。
[0026]在本专利技术的一个实施例中，所述声动力治疗的超声功率为2W/cm2‑
10W/cm2，频率为10kHz
‑
50kHz，作用时间为10min
‑
30min。
[0027]在本专利技术的一个实施例中，在超声作用下，压电声敏剂在超声波振动产生的局部高压下极化，形成内置电场，压电电势作为一个大的驱动力，使价带(VB)中的电子被激发到导带(CB)中，在价带上形成空穴。为了成为自由电子或空穴，束缚电子必须获得足够的能量从价带过渡到导带。这个能量的最小值是带隙。带隙越小，电子跃迁越容易。
[0028]本专利技术的技术方案相比现有技术具有以下优点：
[0029](1)本专利技术所述的掺杂型锌铜压电声敏剂基于具有压电性能的锌基纳米材料，通过引入能引起Jahn
‑
Teller效应的典型铜金属离子，强化了压电性能提高了超声波的利用度。
[0030](2)本专利技术所述的掺杂型锌铜压电声敏剂中锌和铜的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种掺杂型锌铜压电声敏剂，其特征在于，所述掺杂型锌铜压电声敏剂的结构为层状双金属氢氧化物，尺寸为50nm
‑
200nm，化学组成为[(Zn
(1
‑
x
‑
a)
Cu
a
)1‑
x
M
x
(OH)2]
x+
A
n
‑
x/n
·
yH2O；其中，M为掺杂的带正电的三价金属离子，为Al
3+
、Fe
3+
或Cr
3+
；x为M/(Zn+Cu)的摩尔比，范围为1/1
‑
1/4；a为Zn/Cu的摩尔比，范围为0.5
‑
3；A
n
‑
为层间的阴离子，为Cl
‑
、CO
32
‑
或NO3‑
；y为结晶水的数量，范围为0
‑
10。2.一种权利要求1所述的掺杂型锌铜压电声敏剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：程亮，王莉，唐薇，吴捷，崔晓亮，
申请(专利权)人：苏州大学，
类型：发明
国别省市：