一种金纳米星/二硫化钼复合材料的制备方法及其应用

摘要

本发明公开了一种金纳米星/二硫化钼复合材料的制备方法及其应用，方法为：将二硫化钼种子溶液和氯金酸溶液混合，经原位生长、提纯得到金纳米星/二硫化钼复合材料。优点为：（1）制备获得的复合材料具有多枝状星形形貌和均一的尺寸；粒子之间无团聚，具有良好的分散性和生物相容性，且在二硫化钼片层结构上，金纳米星的负载密度较大；（2）该复合材料的紫外‑可见吸收光谱峰值在600‑1000nm之间，在近红外激光照射下温度迅速升高，因而具有较好的光热转化性能，在生物医学领域的肿瘤光热治疗方面具有巨大的应用潜力；（3）该金纳米星/二硫化钼复合材料的制备过程工艺简单易操作，设备要求低；制备得到的复合材料的杂质含量少，产量高。

权利要求

1.一种金纳米星/二硫化钼复合材料的制备方法，其特征在于，所述方法为：将二硫化钼种子溶液和氯金酸溶液混合，经原位生长、提纯得到金纳米星/二硫化钼复合材料；所述二硫化钼种子溶液由以下方法制得：（1）将质量浓度为0.01 mg/mL 0.08 mg/mL二硫化钼溶~液和质量分数为1% 10%的聚乙烯吡咯烷酮水溶液搅拌混匀，加入摩尔浓度为1mM 100mM的~ ~氯金酸水溶液；（2）将步骤（1）获得的混合溶液先后置于20℃ 30℃条件下反应5 20min、50~ ~℃ 100℃条件下反应5 10 min，反应液离心弃上清，将产物分散到水中。

~ ~

2.一种金纳米星/二硫化钼复合材料的制备方法，其特征在于，所述方法为：将二硫化钼种子溶液和氯金酸溶液混合，经原位生长、提纯得到金纳米星/二硫化钼复合材料；所述二硫化钼种子溶液由以下方法制得：（1）将质量分数为1% 10%的聚乙烯吡咯烷酮水溶液与~质量浓度为0.01 mg/mL 0.08 mg/mL二硫化钼溶液按体积比1:4 1:40混合，搅拌均匀；（2）~ ~

20 30℃条件下反应5 20min，边搅拌边向步骤（1）的溶液中逐滴加入摩尔浓度为1mM 100mM~ ~ ~的氯金酸溶液，滴加结束后在50℃ 100℃条件下反应5 10 min；（3）溶液从灰黑色变成酒红~ ~色，反应结束，采用离心提纯法浓缩步骤（2）获得的溶液，将离心产物分散到超纯水中。

3.一种金纳米星/二硫化钼复合材料的制备方法，其特征在于，所述方法为：将二硫化钼种子溶液和氯金酸溶液混合，经原位生长、提纯得到金纳米星/二硫化钼复合材料；所述二硫化钼种子溶液和氯金酸溶液原位生长过程如下：（1）向质量浓度为0.01 mg/mL 0.08 ~mg/mL二硫化钼种子溶液中依次加入摩尔浓度为1M的盐酸和100mM的抗坏血酸，搅拌均匀；

（2）向步骤（1）获得的溶液中同时加入摩尔浓度为1mM的硝酸银溶液和10mM氯金酸溶液，反应结束后，离心提纯。

4.一种金纳米星/二硫化钼复合材料的制备方法，其特征在于，所述方法为：将二硫化钼种子溶液和氯金酸溶液混合，经原位生长、提纯得到金纳米星/二硫化钼复合材料；所述二硫化钼种子溶液和氯金酸溶液原位生长过程如下：（1）按体积比1:10 1:100将质量浓度~为0.01 mg/mL 0.08 mg/mL二硫化钼种子溶液分散至超纯水中，搅拌混匀；（2）在步骤（1）获~得的混合胶体溶液中依次加入摩尔浓度为1M的盐酸和100mM的抗坏血酸，盐酸与抗坏血酸的体积比为1:10 1:40，搅拌混合均匀；（3）向步骤（2）获得的溶液中同时加入摩尔浓度为~

1mM的硝酸银溶液和10mM氯金酸溶液，硝酸银与氯金酸的体积比为6:1 1:3，反应结束后离~心提纯两次。

5.权利要求1～4任一所述的金纳米星/二硫化钼复合材料在作为肿瘤光热治疗材料的原材料中的应用。

说明书

一种金纳米星/二硫化钼复合材料的制备方法及其应用

技术领域

[0001] 本发明属于光热治疗复合材料，涉及一种二硫化钼复合材料的制备及应用，尤其涉及一种金纳米星/二硫化钼复合材料的制备方法及其应用。

背景技术

[0002] 热疗（Photo-thermaL Therapy，PTT）是通过加温的方法，改变肿瘤细胞所处环境，使肿瘤细胞变性、坏死。达到治疗目的。热能对细胞产生不同的影响，低剂量热处理有助于损伤的回复，高剂量热处理可能导致细胞死亡，而中等、温和、非致剂量的热处理可使肿瘤细胞对放疗和许多药物变得敏感。

[0003] 近红外区（800nm 1200nm）是机体组织的透过窗口，近红外光在机体组织透过率~高，与其他波段相比，对人体损害小，寻求在近红外区有良好光学特性的材料用于生物医学领域一直是人们的理想选择。二硫化钼等具片层状结构的过渡金属二硫化物，具有优异的物理化学性质，近年来得到人们的广泛关注。二硫化钼纳米片不仅可以利用比表面积大的特点负载特定的药物或光敏分子，而且在近红外区有明显的光热转化能力，在生物医学的光热治疗方面展现出很好的应用前景。

[0004] 金纳米星因其独特的、可调的表面等离子体共振特性以及合成方法简单、化学性质稳定、产率高等优点，使其在生物医学以及疾病诊断和治疗方面的应用也越来越广泛，此外金纳米星吸收近红外光可产生发热行为，这在疾病的光热治疗中具有特殊的优越性。

[0005] 例如文献Adv. Mater., 2014, 26(21): 3433-3440 中报道的二硫化钼本身具有很好的光热性能，用PEG修饰的二硫化钼可以实现高载药量和靶向性，通过光热可控释放药物。但二硫化钼本身的近红外吸收远低于金纳米星/二硫化钼复合材料。

[0006] 中国专利CN104525938A报道了一种二硫化钼/金纳米棒复合材料、制备方法及用途，公开了一种依靠静电作用，将呈负电性的二硫化钼纳米片和呈正电性的金纳米棒复合，得到二硫化钼/金纳米棒复合材料。表明金纳米棒/二硫化钼具有较好的光热性能，但两者结合是通过自组装的方法，实验工艺复杂，密度不可控。我们通过二硫化钼表面丰富裸露的硫原子和金形成稳定的Au-S键，通过控制加入氯金酸的量，调控二硫化钼表面金颗粒的密度，进而控制金纳米星的密度。

[0007] 因此，采用原位生长法合成密度可控的金纳米星/二硫化钼复合材料，结合两者优势，发挥其共同的长处，在实现更大载药量的同时，获得光热效应更加优异的复合材料，是本领域需要解决的一个问题。

发明内容

[0008] 本发明的目的在于，通过原位生长法提供一种密度可控、载药量更大、光热效应更加优异的金纳米星/二硫化钼复合材料的制备方法，且能够使得所述复合材料更好地应用于光热治疗领域。

[0009] 为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

[0010] 一种金纳米星/二硫化钼复合材料的制备方法，所述方法为：将二硫化钼种子溶液和氯金酸溶液混合，经原位生长、提纯得到金纳米星/二硫化钼复合材料。

[0011] 其中二硫化钼种子溶液由以下方法制得：

[0012] （1）将质量浓度为0.01 mg/mL 0.08 mg/mL二硫化钼溶液和质量分数为1% 10%的~ ~聚乙烯吡咯烷酮水溶液搅拌混匀，加入摩尔浓度为1mM 100mM的氯金酸水溶液；
~

[0013] （2）将步骤（1）获得的混合溶液先后置于20℃ 30℃条件下反应5 20min、50℃ 100~ ~ ~℃条件下反应5 10 min，反应液离心弃上清，将产物分散到水中。
~

[0014] 优选地，所述二硫化钼种子溶液由以下方法制得：

[0015] （1）将质量分数为1% 10%的聚乙烯吡咯烷酮水溶液与质量浓度为0.01 mg/mL~ ~0.08 mg/mL二硫化钼溶液按体积比1:4 1:40混合，搅拌均匀；
~

[0016] （2）20 30℃条件下反应5 20min，边搅拌边向步骤（1）的溶液中逐滴加入摩尔浓度~ ~为1mM 100mM的氯金酸溶液，滴加结束后在50℃ 100℃条件下反应5 10 min；
~ ~ ~

[0017] （3）溶液从灰黑色变成酒红色，反应结束，采用离心提纯法浓缩步骤（2）获得的溶液，将离心产物分散到超纯水中。

[0018] 其中，二硫化钼种子溶液和氯金酸溶液原位生长过程如下：

[0019] （1）向质量浓度为0.01 mg/mL 0.08 mg/mL二硫化钼种子溶液中依次加入摩尔浓~度为1M的盐酸和100mM的抗坏血酸，搅拌均匀；

[0020] （2）向步骤（1）获得的溶液中同时加入摩尔浓度为1mM的硝酸银溶液和10mM氯金酸溶液，反应结束后，离心提纯。

[0021] 优选地，所述二硫化钼种子溶液和氯金酸溶液原位生长过程如下：

[0022] （1）按体积比1:10 1:100将质量浓度为0.01 mg/mL 0.08 mg/mL二硫化钼种子溶~ ~液分散至超纯水中，搅拌混匀；

[0023] （2）在步骤（1）获得的混合胶体溶液中依次加入摩尔浓度为1M的盐酸和100mM的抗坏血酸，盐酸与抗坏血酸的体积比为1:10 1:40，搅拌混合均匀；~

[0024] （3）向步骤（2）获得的溶液中同时加入摩尔浓度为1mM的硝酸银溶液和10mM氯金酸溶液，硝酸银与氯金酸的体积比为6:1 1:3，反应结束后离心提纯两次。~

[0025] 一种金纳米星/二硫化钼复合材料的应用，所述材料具有近红外区的光热转化效应，可用于光热治疗。

[0026] 本发明利用种子生长法，先制备均一，高密度的二硫化钼种子溶液，再以氯金酸作为金盐，抗坏血酸作为还原剂，硝酸银作为诱导剂，快速制备金纳米星/二硫化钼复合材料。

[0027] 本发明利用透射电子显微镜表征制备得到的金纳米星/二硫化钼复合材料的形貌，紫外-可见吸收光谱表征材料表面等离子体共振特性。

[0028] 有益效果

[0029] 本发明所述的金纳米星/二硫化钼复合材料的制备方法及其应用具有以下优点：

[0030] （1）采用本发明所述方法制备获得的复合材料具有多枝状星形形貌和均一的尺寸；粒子之间无团聚，具有良好的分散性和生物相容性，且在二硫化钼片层结构上，金纳米星的负载密度较大；

[0031] （2）该复合材料的紫外-可见吸收光谱峰值在600-1000nm之间，在近红外激光照射下温度迅速升高，因而具有较好的光热转化性能，在生物医学领域的肿瘤光热治疗方面具有巨大的应用潜力；

[0032] （3）该金纳米星/二硫化钼复合材料的制备过程工艺简单易操作，设备要求低；制备得到的复合材料的杂质含量少，产量高。

附图说明

[0033] 图1为实施例3在氯金酸量为125μL条件下制得的金纳米星/二硫化钼复合材料的TEM图；

[0034] 图2为实施例1制备得到的二硫化钼种子的TEM图；其中，图a为氯金酸量50μL下二硫化钼种子的TEM图；图b为氯金酸量110μL下二硫化钼种子的TEM图；图c为氯金酸量150μL下二硫化钼种子的TEM图；图d为氯金酸量200μL下二硫化钼种子的TEM图；

[0035] 图3为实施例2在硝酸银不同使用量条件下制得到的金纳米星/二硫化钼复合材料的TEM图；其中，图a为硝酸银50μL条件下制得到的金纳米星/二硫化钼复合材料的TEM图；图b为硝酸银100μL条件下制得的金纳米星/二硫化钼复合材料的TEM图；图c为硝酸银200μL条件下制得的金纳米星/二硫化钼复合材料的TEM图；图d为硝酸银300μL条件下制得的金纳米星/二硫化钼复合材料的TEM图；

[0036] 图4为实施例3在氯金酸量为125μL条件下制得的金纳米星/二硫化钼复合材料的紫外-可见吸收光谱图；

[0037] 图5为实施例3在氯金酸量为125μL条件下制得的金纳米星/二硫化钼复合材料在0.577W/cm2的785nm近红外激光照射下的温度变化曲线。

具体实施方式

[0038] 以下结合实施例对本发明作进一步详细说明：

[0039] 实施例1 制备二硫化钼种子溶液

[0040] （1）将400μL质量分数为5%的聚乙烯吡咯烷酮加入到4mL质量浓度为0.025 mg/mL二硫化钼溶液中，搅拌混匀；按相同组分配比制备四组二硫化钼溶液备用，分别为A、B、C、D；

[0041] （2）在剧烈搅拌下，取体积50μL 、110μL、150μL、200μL的10mM的氯金酸溶液，逐滴分别加入到步骤（1）中制备的四组混合胶体溶液中，常温搅拌10min，再于60℃条件下反应5min；

[0042] （3）步骤（2）反应结束后，采用离心提纯法浓缩上述四组二硫化钼种子溶液，其中离心提纯参数为6000 rpm，10min，最终得到的二硫化钼种子分散在超纯水中，定容至1mL，4℃存储。

[0043] 通过透射电子显微镜表征本实施例制备获得的四组二硫化钼种子的形貌，结果如图2所示。从TEM图结果可见，本实施例制备获得的四组二硫化钼种子材料粒径均一、分布均匀。实施例1制备获得的二硫化钼种子溶液用于实施例2和实施例3中制备金纳米星/二硫化钼复合材料的原料。

[0044] 实施例2 原位生长法制备金纳米星/二硫化钼复合材料

[0045] 取实施例1中氯金酸的量为110μL时制备的二硫化钼种子溶液，制备金纳米星/二硫化钼复合材料：

[0046] （1）将100μL二硫化钼种子溶液，加入5 mL的超纯水中，搅拌混匀；

[0047] （2）依次取5μL 1M盐酸和50μL 100mM抗坏血酸分别加入到步骤（1）制备的混合胶体溶液中，搅拌混匀，按相同组分配比制备四组，分别为E、F、G、H；

[0048] （3）在剧烈搅拌的同时，取体积50μL、100μL、200μL、300μL的1mM硝酸银溶液和125μL的10mM氯金酸溶液同时分别加入到步骤（2）中得到的四组混合溶液中，反应30s完成；

[0049] （4）步骤（3）反应结束后，采用离心提纯法浓缩步骤（3）获得的四组溶液，离心提纯参数为4000 rpm，10min，离心提纯三次，最终得到的金纳米星/二硫化钼复合材料分散于超纯水中。

[0050] 通过透射电子显微镜表征本实施例制备获得的金纳米星/二硫化钼复合材料的形貌，结果如图3所示，从TEM图结果可见：本实施例制备获得的金纳米星/二硫化钼复合材料金纳米星的负载密度较大。

[0051] 实施例3 原位生长法制备金纳米星/二硫化钼复合材料

[0052] 取实施例2中硝酸银量为200μL 的条件下，不同氯金酸浓度下，金纳米星形貌可调的金纳米星/二硫化钼复合材料的制备方法如下：

[0053] （1）将100μL金种子溶液，加入5 mL的超纯水中，搅拌混匀；

[0054] （2）依次取5μL 1M盐酸和50μL 100mM抗坏血酸分别加入到步骤（1）制备的混合胶体溶液中，搅拌混匀，按相同组分配比制备四组，分别为Q、R、S、T；

[0055] （3）在剧烈搅拌的同时，取200μL 1mM硝酸银溶液和体积为50μL、75μL、100μL、125μL的10mM氯金酸溶液同时分别加入到步骤（2）中得到的四组混合溶液中，反应30s完成；

[0056] （4）步骤（3）反应结束后，采用离心提纯法浓缩步骤（3）获得的四组溶液，离心提纯参数为4000 rpm，10min，离心提纯三次，最终得到的金纳米星/二硫化钼复合材料分散于超纯水中。

[0057] 通过透射电子显微镜表征本实施例制备获得的组T金纳米星/二硫化钼复合材料的形貌，结果如图1所示；通过紫外-可见吸收光谱表征材料表面等离子体共振特性，结果如图4所示；并考察材料在0.577W/cm2的785nm近红外激光照射下的温度变化，结果如图5所示。从上述图中显示的结果可见，本实施例制备获得的金纳米星/二硫化钼复合材料具有良好的分散性和生物相容性，且在二硫化钼片层结构上，金纳米星的负载密度较大；其紫外-可见吸收光谱峰值在600-1000nm之间，在近红外激光照射下温度迅速升高，因而具有较好的光热转化性能。