CN104548094A - 一种镍掺杂硫化铜纳米材料及其制备方法和应用 - Google Patents
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Landscapes
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Abstract
本发明提供了一种镍掺杂硫化铜纳米材料，所述镍掺杂硫化铜纳米材料的化学通式为Cu1-xNixS，其中，CuS为基质，Ni2+为掺杂离子，x的取值范围为0<x≤0.8，本发明提供的镍掺杂硫化铜纳米材料为多功能纳米材料，同时具有磁共振成像功能和光热治疗效果，可作为磁共振成像探针以及光热治疗试剂使用，是一种检测、治疗一体化的纳米材料。本发明还提供了一种镍掺杂硫化铜纳米材料的制备方法和应用。
Description
技术领域
本发明涉及医学纳米材料领域，尤其涉及一种镍掺杂硫化铜纳米材料及其制备方法和应用。
背景技术
近年来，癌症发病率及死亡率不断上升，已成为21世纪最具挑战性的医学问题之一。早查、早诊、早治是治疗肿瘤的有效方法。然而，正常组织与早期病变组织通常难以区分。在现有的成像技术中，磁共振成像在一定程度能够显示生理学和解剖学上的细节且没有电离辐射，是最有效的非侵入性的成像技术，在临床医学上被广泛应用。应用磁共振成像对肿瘤进行成像，能够在手术前对肿瘤的主要轮廓进行判断，达到术前引导的目的。
近年来，利用纳米颗粒的光热效应对肿瘤进行光热治疗吸引了人们的注意。光热转换的纳米材料能吸收某种光尤其是近红外光(其波长范围赋予了它的独特光学安全性质，可透过人体皮肤和深组织)，并通过等离子体共振或者能量跃迁带产生热，从而在局部形成高温，最终杀死肿瘤细胞。
光热转换材料在生物医学上具有很大的应用潜能，很多研究者致力于合成这种材料，将它应用于光热治疗。Advanced Materials(2011,23,3542-3547)研究报道了一种花瓣状CuS超结构材料，该材料在0.51W/cm2的980nm激光辐照5分钟，可使水温升高10.7℃，体外和体内试验都证明了该材料能有效地杀死癌细胞；2011年，ACS Nano杂志上报道了一种亲水性盘状Cu9S5纳米材料，其平均大小约为70nm×13nm，在近红外区(650～1100nm)，浓度为40ppm的该Cu9S5纳米材料水溶液有很强的吸收，在功率为0.51W/cm2的980nm激光辐射7分钟，可使溶液温度升高15.1℃，Cu9S5纳米材料因为其小尺寸、高的光热转换效率，低廉的成本和低毒性使得它作为光热转换试剂具有很大的优势。
越来越多的研究发现，发展具有成像及治疗功能的纳米材料对肿瘤的个体化治疗具有重要意义，然而，如何制备出粒径小、粒径大小均匀、纳米颗粒分散的纳米材料仍然有待解决。因此，有必要提供一种粒径小、粒径大小均匀、纳米颗粒分散、同时具备磁共振成像以及光热疗效果的多功能硫化铜纳米材料及其制备方法和应用。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种镍掺杂硫化铜纳米材料，该镍掺杂硫化铜纳米材料为多功能纳米材料，粒径小、粒径大小均匀、纳米颗粒分散、同时具有磁共振成像功能和光热治疗效果，可作为磁共振成像探针以及光热治疗试剂使用，是一种检测、治疗一体化的纳米材料；此外，本发明还提供了一种镍掺杂硫化铜纳米材料的制备方法，该方法步骤简单，成本较低；本发明还提供了一种镍掺杂硫化铜纳米材料的应用。
第一方面，本发明提供了一种镍掺杂硫化铜纳米材料，所述镍掺杂硫化铜纳米材料的化学通式为Cu1-xNixS，其中，CuS为基质，Ni2+为掺杂离子，x的取值范围为0<x≤0.8。
优选地，所述x的取值为0.001≤x≤0.3。
优选地，所述x的取值为0.001≤x≤0.2。
优选地，所述x的取值为0.001≤x≤0.15。
优选地，所述镍掺杂硫化铜纳米材料的粒径为5～10nm。
进一步优选地，所述镍掺杂硫化铜纳米材料的粒径为6～9nm。
优选地，所述镍掺杂硫化铜纳米材料为表面经过修饰的所述镍掺杂硫化铜纳米材料；所述镍掺杂硫化铜纳米材料的表面修饰有下述生物相溶性的化合物中的至少一种：二氧化硅、葡聚糖、聚乙二醇、聚乳酸、聚乙醇酸、聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAM)、羟磷灰石、层状双氢氧化物、藻酸盐、或马来酸酐/1-十八碳烯交替共聚物。
本发明通过对所述镍掺杂硫化铜纳米材料的表面进行修饰，得到生物相溶性的多功能的镍掺杂硫化铜纳米材料。
本发明所述生物相溶性的多功能的镍掺杂硫化铜纳米材料优选为水溶性材料。
具体地，所述马来酸酐/1-十八碳烯交替共聚物的分子式为C66H114O9X2，化学结构式如下P1所示：
P1：(Mn 30,000-50,000)
进一步优选地，所述表面经过修饰的所述镍掺杂硫化铜纳米材料的粒径为8～15nm。
更进一步优选地，所述表面经过修饰的所述镍掺杂硫化铜纳米材料的粒径为10～12nm。
本发明提供的镍掺杂硫化铜纳米材料，以CuS为基质，Ni2+为掺杂离子；一方面，由于硫化铜掺杂镍离子后可以显著增加镍的磁共振成像能力，因此，本发明提供的镍掺杂硫化铜纳米材料可作为一种磁共振成像探针。
第二方面，本发明提供了一种镍掺杂硫化铜纳米材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)取硫源溶解在第一溶剂中，得到溶液A，所述溶液A中，硫的摩尔浓度为0.1～0.4mol/L；
(2)取铜源、镍源溶解在第二溶剂中，得到溶液B，所述溶液B中，所述铜的摩尔浓度为0.1～1mol/L，所述镍的摩尔浓度为0.1～0.8mol/L，所述铜源为可溶性铜盐，所述镍源为可溶性镍盐；
(3)取步骤(2)所得的溶液B，氮气保护下加热至160～220℃，再取步骤(1)所得的溶液A加入到所述加热后的溶液B中，混合得到反应液，将所述反应液降温至120～150℃，然后在此温度下保温0.2～0.5小时后冷却至室温，得到反应产物；
(4)在步骤(3)所得反应产物中加入沉淀剂进行沉淀后，离心并收集沉淀，得到镍掺杂硫化铜纳米材料，所述镍掺杂硫化铜纳米材料的化学通式为Cu1-xNixS，其中，CuS为基质，Ni2+为掺杂离子，x的取值范围为0<x≤0.8。
优选地，所述步骤(1)中，所述硫源为硫粉、硫脲、半胱氨酸、硫代硫酸钠、硫代乙酰胺、CH3CSNH2、NH2CSNHNH2或NH2CSNH2中的至少一种。
优选地，所述步骤(1)中，所述第一溶剂和第二溶剂均选自油胺、油酸、十二烷基苯磺酸钠(SDBS)、丁二酸二辛酯磺酸钠、溴化十六烷三甲基铵或聚乙烯砒咯烷酮中的至少一种。
优选地，所述步骤(1)中，所述第一溶剂和第二溶剂均选自油胺和油酸的混合溶液、油胺和硬脂酸的混合溶液、油胺和十二烷基硫醇的混合溶液、油胺和三辛基氧化膦的混合溶液、油胺和短链烷基胺的混合溶液、正辛胺、十二烷基胺和十六烷基胺或水、环已烷、溴化十六烷三甲基铵的混合溶液。
优选地，所述步骤(1)中，采用超声的方式将所述硫源溶解在第一溶剂中。
优选地，所述步骤(1)中，采用超声的方式将所述硫源溶解在油胺中。
进一步优选地，所述硫源为硫粉。
优选地，所述步骤(1)中，所述溶液A中，硫的摩尔浓度为0.1～0.25mol/L。
如本文所用的，计算所述硫、铜、镍的摩尔浓度时，是分别以硫元素、铜元素、镍元素的摩尔质量计算的。
优选地，所述步骤(2)中，采用超声的方式将所述铜源、镍源溶解在油胺中。
优选地，所述步骤(2)中，所述可溶性铜盐为氯化铜、硫酸铜、硝酸铜、溴化铜或醋酸铜中的至少一种。
优选地，所述步骤(2)中，所述可溶性镍盐为氯化铜、硫酸铜、硝酸铜、溴化铜或醋酸铜中的至少一种。
优选地，所述步骤(2)中，所述溶液B中，所述铜的摩尔浓度为0.4～1mol/L。
进一步优选地，所述步骤(2)中，所述溶液B中，所述铜的摩尔浓度为0.8～1mol/L。
优选地，所述步骤(2)中，所述溶液B中，所述镍的摩尔浓度为0.0002～0.5mol/L。
进一步优选地，所述步骤(2)中，所述溶液B中，所述镍的摩尔浓度为0.1～0.5mol/L。
优选地，所述步骤(2)中，所述取步骤(1)所得的溶液A加入到所述加热后的溶液B中的方式为将所述步骤(1)所得的溶液A注入到所述加热后的溶液B中。
进一步优选地，以2.5～10mL/s的速度将溶液A注入到所述加热后的溶液B中。
更进一步优选地，采用注射器将溶液A注入到所述加热后的溶液B中。
在该优选条件下，有利于镍掺杂硫化铜纳米颗粒的成核和长晶。
如本文所述的，所述“注入”包括行业内常用的能将溶液A与溶液B进行快速混合的方式。
优选地，所述步骤(2)中，所述取步骤(1)所得的溶液A加入到所述加热后的溶液B中的量为：根据所要制备的镍掺杂硫化铜纳米颗粒中各元素的化学计量比添加。
优选地，所述步骤(3)中，氮气保护下将溶液B加热至160～220℃。
进一步优选地，在加热溶液B之前，先将装载溶液B的容器抽真空30～60分钟，再通氮气保护。
优选地，所述步骤(3)中，将所述反应液降温至120～150℃，然后在此温度下保温0.2～0.5小时。
优选地，所述步骤(3)中，所述保温的时间为0.4～0.5小时。
在保温过程中，Cu1-xNixS得以生长，有利于纳米颗粒的成形，从而有利于获得形貌较好的镍掺杂硫化铜纳米颗粒。
优选地，所述步骤(3)中，所取溶液A中的硫元素的摩尔数为所取溶液B中铜元素摩尔数的0.5～1倍。
优选地，所述步骤(3)中，所述冷却至室温的方式为自然冷却至室温。
优选地，所述步骤(4)中，所述沉淀剂为无水乙醇、无水甲醇和丙酮中的至少一种。
若反应源(硫源、铜源、镍源)的浓度较大，反应产物冷却至室温后可能会有大颗粒出现，所述的大颗粒是镍掺杂硫化铜大颗粒，由于所述大颗粒的粒径较大，不能在溶液中分散，从而影响该材料的进一步应用，所以并非本发明要制备的小粒径、分散度好的镍掺杂硫化铜纳米材料；因此，所述步骤(4)中，在步骤(3)所得反应产物中加入无水乙醇等沉淀剂进行沉淀之前，优选地，先对步骤(3)所得反应产物进行离心，去除大颗粒，再在所得上清液中加入沉淀剂进行沉淀。
进一步优选地，所述的去除大颗粒时所采用的离心条件为2000～4000g/min。
优选地，所述步骤(4)中，所述反应产物中加入的沉淀剂的体积为所述反应产物体积的2～4倍。
优选地，所述步骤(4)中，所述的采用无水乙醇等沉淀剂进行沉淀的时间的判断标准为：在加入沉淀剂并混匀后，根据肉眼判断，溶液由澄清变为浑浊即沉淀完毕。
优选地，所述步骤(4)中，所述的采用沉淀剂进行沉淀的时间为1～10分钟。
优选地，所述步骤(4)中，所述x的取值为0.001≤x≤0.3。
优选地，所述步骤(4)中，所述x的取值为0.001≤x≤0.2。
优选地，所述步骤(4)中，所述x的取值为0.001≤x≤0.15。
优选地，所述步骤(4)中，所述镍掺杂硫化铜纳米材料的粒径为5～10nm。
进一步优选地，所述步骤(4)中，所述镍掺杂硫化铜纳米材料的粒径为6～9nm。
第三方面，本发明提供了一种镍掺杂硫化铜纳米材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)根据化学计量比，取硫源溶解在第一溶剂中，得到溶液A，所述溶液A中，硫的摩尔浓度为0.1～0.4mol/L；
(2)根据化学计量比，取铜源、镍源溶解在第二溶剂中，得到溶液B，所述溶液B中，所述铜的摩尔浓度为0.1～1mol/L，所述镍的摩尔浓度为0.1～0.8mol/L，所述铜源为可溶性铜盐，所述镍源为可溶性镍盐；
(3)取步骤(2)所得的溶液B，氮气保护下加热至160～220℃，再取步骤(1)所得的溶液A加入到所述加热后的溶液B中，混合均匀得到反应液，将所述反应液降温至120～150℃，然后在此温度下保温0.2～0.5小时后冷却至室温，得到反应产物；
(4)在步骤(3)所得反应产物中加入无水乙醇进行沉淀后，离心并收集沉淀，得到镍掺杂硫化铜纳米材料；
(5)采用生物相溶性的化合物对步骤(4)所得的镍掺杂硫化铜纳米材料的表面进行修饰，所述生物相溶性的化合物包括如下化合物中的至少一种：二氧化硅、葡聚糖、聚乙二醇、聚乳酸、聚乙醇酸、聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAM)、羟磷灰石、层状双氢氧化物、藻酸盐、或马来酸酐/1-十八碳烯交替共聚物；
得到表面经过修饰的所述镍掺杂硫化铜纳米材料，所述镍掺杂硫化铜纳米材料的化学通式为Cu1-xNixS，其中，CuS为基质，Ni2+为掺杂离子，x的取值范围为0<x≤0.8。
优选地，所述步骤(1)中，所述硫源为硫粉、硫脲、半胱氨酸、硫代硫酸钠、硫代乙酰胺、CH3CSNH2、NH2CSNHNH2或NH2CSNH2中的至少一种。
优选地，所述步骤(1)中，所述第一溶剂和第二溶剂均选自油胺、油酸、十二烷基苯磺酸钠(SDBS)、丁二酸二辛酯磺酸钠、溴化十六烷三甲基铵或聚乙烯砒咯烷酮中的至少一种。
优选地，所述步骤(1)中，所述第一溶剂和第二溶剂均选自油胺和油酸的混合溶液、油胺和硬脂酸的混合溶液、油胺和十二烷基硫醇的混合溶液、油胺和三辛基氧化膦的混合溶液、油胺和短链烷基胺的混合溶液、正辛胺、十二烷基胺和十六烷基胺或水、环已烷、溴化十六烷三甲基铵的混合溶液。
优选地，所述步骤(1)中，采用超声的方式将所述硫源溶解在第一溶剂中。
优选地，所述步骤(1)中，采用超声的方式将所述硫源溶解在油胺中。
进一步优选地，所述硫源为硫粉。
优选地，所述步骤(1)中，所述溶液A中，硫的摩尔浓度为0.1～0.25mol/L。
如本文所用的，计算所述硫、铜、镍的摩尔浓度时，是分别以硫元素、铜元素、镍元素的摩尔质量计算的。
优选地，所述步骤(2)中，采用超声的方式将所述铜源、镍源溶解在油胺中。
优选地，所述步骤(2)中，所述可溶性铜盐为氯化铜、硫酸铜、硝酸铜、溴化铜或醋酸铜中的至少一种。
优选地，所述步骤(2)中，所述可溶性镍盐为氯化铜、硫酸铜、硝酸铜、溴化铜或醋酸铜中的至少一种。
优选地，所述步骤(2)中，所述溶液B中，所述铜的摩尔浓度为0.4～1mol/L。
进一步优选地，所述步骤(2)中，所述溶液B中，所述铜的摩尔浓度为0.8～1mol/L。
优选地，所述步骤(2)中，所述溶液B中，所述镍的摩尔浓度为0.0002～0.5mol/L。
进一步优选地，所述步骤(2)中，所述溶液B中，所述镍的摩尔浓度为0.1～0.5mol/L。
优选地，所述步骤(2)中，所述取步骤(1)所得的溶液A加入到所述加热后的溶液B中的方式为将所述步骤(1)所得的溶液A注入所述加热后的溶液B中。
进一步优选地，以2.5～10mL/s的速度将溶液A注入到所述加热后的溶液B中。
更进一步优选地，采用注射器将溶液A注入到所述加热后的溶液B中。
在该优选条件下，有利于镍掺杂硫化铜纳米颗粒的成核和长晶。
优选地，所述步骤(2)中，所述取步骤(1)所得的溶液A加入所述加热后的溶液B中的量为：根据所要制备的镍掺杂硫化铜纳米颗粒中各元素的化学计量比添加。
如本文所有的，所述“注入”包括行业内常用的能将溶液A与溶液B进行快速混合的方式。
优选地，所述步骤(3)中，氮气保护下将溶液B加热至160～220℃。
进一步优选地，在加热溶液B之前，先将装载溶液B的容器抽真空30～60分钟，再通氮气保护。
优选地，所述步骤(3)中，将所述反应液降温至120～150℃，然后在此温度下保温0.2～0.5小时。
优选地，所述步骤(3)中，所述保温的时间为0.4～0.5小时。
在保温过程中，Cu1-xNixS得以生长，有利于纳米颗粒的成形，从而有利于获得形貌较好的镍掺杂硫化铜纳米颗粒。
优选地，所述步骤(3)中，所取溶液A中的硫元素的摩尔数为所取溶液B中铜元素摩尔数的0.5～1倍。
优选地，所述步骤(3)中，所述冷却至室温的方式为自然冷却至室温。
优选地，所述步骤(4)中，所述沉淀剂为无水乙醇、无水甲醇和丙酮中的至少一种。
若反应源(硫源、铜源、镍源)的浓度较大，反应产物冷却至室温后可能会有大颗粒出现，所述的大颗粒是镍掺杂硫化铜大颗粒，由于所述大颗粒的粒径较大，不能在溶液中分散，从而影响该材料的进一步应用，所以并非本发明要制备的小粒径、分散度好的镍掺杂硫化铜纳米材料；因此，所述步骤(4)中，在步骤(3)所得反应产物中加入无水乙醇等沉淀剂进行沉淀之前，优选地，先对步骤(3)所得反应产物进行离心，去除大颗粒，再在所得上清液中加入沉淀剂进行沉淀。
进一步优选地，所述的去除大颗粒时所采用的离心条件为2000～4000g/min。
优选地，所述步骤(4)中，所述反应产物中加入的沉淀剂的体积为所述反应产物体积的2～4倍。
优选地，所述步骤(4)中，所述的采用无水乙醇等沉淀剂进行沉淀的时间的判断标准为：在加入沉淀剂并混匀后，根据肉眼判断，溶液由澄清变为浑浊即沉淀完毕。
优选地，所述步骤(4)中，所述的采用沉淀剂进行沉淀的时间为1～10分钟。
优选地，所述步骤(4)中，所述x的取值为0.001≤x≤0.3。
优选地，所述步骤(4)中，所述x的取值为0.001≤x≤0.2。
优选地，所述步骤(4)中，所述x的取值为0.001≤x≤0.15。
优选地，所述步骤(4)中，所述镍掺杂硫化铜纳米材料的粒径为5～10nm。
进一步优选地，所述步骤(4)中，所述镍掺杂硫化铜纳米材料的粒径为6～9nm。
优选地，所述步骤(5)中，所述的在镍掺杂硫化铜纳米材料的表面修饰马来酸酐/1-十八碳烯交替共聚物的步骤包括：
(a)取马来酸酐/1-十八碳烯交替共聚物，将所述马来酸酐/1-十八碳烯交替共聚物和所述镍掺杂硫化铜纳米材料溶解在氯仿中，然后去除氯仿，得到初级产物；
(b)再将所得初级产物溶解在四甲基氢氧化铵和水的混合溶液中，得到所述表面修饰有马来酸酐/1-十八碳烯交替共聚物的镍掺杂硫化铜纳米材料。
进一步优选地，所述步骤(a)中，采用超声的方式将所述马来酸酐/1-十八碳烯交替共聚物和所述镍掺杂硫化铜纳米材料溶解在氯仿中。
进一步优选地，所述步骤(a)中，所述马来酸酐/1-十八碳烯交替共聚物在氯仿中的浓度为0.05～0.5g/mL。
进一步优选地，所述步骤(a)中，所述镍掺杂硫化铜纳米材料在氯仿中的浓度为1～5mg/mL。
进一步优选地，所述步骤(a)中，采用旋转蒸发仪去除氯仿。
本发明所得初级产物中，马来酸酐/1-十八碳烯交替共聚物附着在所述镍掺杂硫化铜纳米材料的表面。
进一步优选地，所述步骤(b)中，采用超声的方式将所述初级产物溶解在四甲基氢氧化铵和水的混合溶液中。
进一步优选地，所述混合溶液中，所述四甲基氢氧化铵和水的体积比为1:5～1:10。
进一步优选地，所述步骤(b)中，所述四甲基氢氧化铵的加入量为所述步骤(a)中马来酸酐/1-十八碳烯交替共聚物的摩尔量的1～2倍。
本发明采用四甲基氢氧化铵制备的表面修饰有马来酸酐/1-十八碳烯交替共聚物的镍掺杂硫化铜纳米材料，马来酸酐/1-十八碳烯交替共聚物在四甲基氢氧化铵的催化下开环，得到一端为水溶性的亲水基团以及一端为疏水基团的共聚物，疏水基团和镍掺杂硫化铜纳米材料表层的疏水分子相互作用，而水溶性的亲水基团则呈现在纳米颗粒表层，使得纳米颗粒具有生物相容性、水溶性。
本发明通过对所述镍掺杂硫化铜纳米材料的表面进行修饰，从而得到具有生物相容性的多功能的镍掺杂硫化铜纳米材料，优选为水溶性纳米材料。
具体地，所述马来酸酐/1-十八碳烯交替共聚物的分子式为C66H114O9X2，化学结构式如P1所示。
进一步优选地，所述表面经过修饰的所述镍掺杂硫化铜纳米材料的粒径为8～15nm。
更进一步优选地，所述表面经过修饰的所述镍掺杂硫化铜纳米材料的粒径为10～12nm。
第四方面，本发明提供了一种镍掺杂硫化铜纳米材料在制备磁共振成像探针和/或光热治疗药物中的应用。
本发明提供的镍掺杂硫化铜纳米材料及其制备方法和应用，具有如下有益效果：
1)本发明提供的镍掺杂硫化铜纳米材料同时具有磁共振成像功能和光热治疗效果，可作为磁共振成像探针以及光热治疗试剂使用，是一种检测、治疗一体化的纳米材料；
2)通过设计高温油相反应，一步合成高质量、粒径小、大小均匀、分散性好的镍掺杂硫化铜纳米材料；
3)本发明提供了一种表面具有生物修饰的镍掺杂硫化铜纳米材料，具有生物相容性，且负载、吸附或偶联多种功能性材料后，所述镍掺杂硫化铜纳米材料的的尺寸变化不大，有利于生物体内的应用。
附图说明
图1本发明实施例1提供的镍掺杂硫化铜纳米材料的制备工艺流程图。
图2为本发明实施例1制备的镍掺杂硫化铜纳米材料Cu0.8Ni0.2S的透射电镜(TEM)图。
图3为本发明实施例1制备的镍掺杂硫化铜Cu0.8Ni0.2S的纳米颗粒在氯仿中粒径分布图。
图4为本发明实施例1制备的镍掺杂硫化铜Cu0.8Ni0.2S的纳米颗粒的紫外吸收光谱图。
图5为本发明实施例1制备的镍掺杂硫化铜Cu0.8Ni0.2S的纳米颗粒在不同溶剂中的紫外吸收图。
图6为本发明实施例1在制备镍掺杂硫化铜Cu0.8Ni0.2S的纳米颗粒时，不同时间Cu0.8Ni0.2S的纳米颗粒中的Ni含量。
图7为本发明实施例1制备的镍掺杂硫化铜Cu0.8Ni0.2S的纳米颗粒的XRD图。
图8为本发明实施例1提供的不同Ni比例的Cu1-xNixS纳米颗粒的紫外吸收图。
图9为本发明实施例1提供的不同S比例的Cu0.82Ni0.2S纳米颗粒的紫外吸收图。
图10为本发明实施例5制备的表面经过修饰的镍掺杂硫化铜纳米材料转水前后的对比图。
图11为本发明实施例5制备的表面经过修饰的镍掺杂硫化铜Cu0.8Ni0.2S纳米颗粒转水后在水中粒径。
图12为本发明实施例5制备的表面经过修饰的镍掺杂硫化铜Cu0.8Ni0.2S纳米颗粒的体外磁共振成像图。
图13为本发明实施例5制备的表面经过修饰的镍掺杂硫化铜Cu0.8Ni0.2S纳米颗粒的弛豫率测定曲线。
图14为本发明效果实施例提供的细胞活性实验结果。
图15为本发明效果实施例提供的大鼠的淋巴结成像实验结果。
图16为效果实施例提供的3T磁共振仪对大鼠进行磁共振成像结果。
图17为效果实施例提供的热成像仪对小鼠进行的肿瘤热成像结果。
图18～22为对比实施例1～5提供的镍掺杂硫化铜纳米颗粒电镜图。
具体实施方式
以下所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
实施例1
结合图1所示的镍掺杂硫化铜纳米材料的制备工艺流程图，本发明提供了一种镍掺杂硫化铜纳米材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)S前体的制备：在手套箱中将S粉(按S元素计，加入量为2mmol)加入10mL玻璃瓶中，接着加入油胺(8mL，密度0.813g/mL)；然后给玻璃瓶盖上盖子并从手套箱中取出，超声直到S完全溶解；
(2)将CuCl2(按Cu元素计，加入量为1.6mmol)、NiCl2(按Ni元素计，加入量为0.4mmol)和油胺(4mL，密度0.813g/mL)加入到25mL三口圆底烧瓶中，抽真空30min，然后通N2并加热到180℃，再将步骤(1)所得的S前体溶液注射到反应器中的溶液中(注射速度为4ml/s)，降温到150℃并保温0.5小时后，冷却至室温；
(3)等反应产物冷却至室温后，4000g/min离心去除大颗粒，然后按照反应产物4倍的体积，加入无水乙醇使之沉淀1分钟，6000g/min离心5min，弃去上层清液，即得到镍掺杂硫化铜纳米材料，化学通式为Cu0.8Ni0.2S，粒径为6-8nm。
为了充分说明本发明的有益效果，本发明还提供了实施例1制备的镍掺杂硫化铜纳米材料Cu0.8Ni0.2S的透射电镜(TEM)图，如图2所示。处理过程为：室温条件下,将含有适量实施例1制备的Cu0.8Ni0.2S纳米颗粒的氯仿溶液滴在超薄碳膜金网上，溶液挥发后，样品使用FEI高分辨透射电子显微镜观察形貌。由图2可知，本发明实施例1制备的Cu0.8Ni0.2S纳米颗粒粒径小(约为5～10nm)、颗粒大小均匀，颗粒分散性很好。
本发明还提供了实施例1制备的镍掺杂硫化铜Cu0.8Ni0.2S的纳米颗粒在氯仿中粒径分布情况(动态光散射粒度仪)，如图3所示。由图3可知，70％以上的Cu0.8Ni0.2S的纳米颗粒的颗粒粒径分布在6～8nm之间。
本发明还提供了实施例1制备的镍掺杂硫化铜Cu0.8Ni0.2S的纳米颗粒的紫外吸收光谱图，如图4所示。由图4可知，在大约1064nm处，Cu0.8Ni0.2S纳米颗粒有最大吸收。
本发明还提供了实施例1制备的镍掺杂硫化铜Cu0.8Ni0.2S的纳米颗粒在不同溶剂中的紫外吸收，如图5所示，在图5中，从下往上依次与箭头依次相交的曲线分别为己烷(hexane,nD＝1.375)、氯仿(chloroform,nD＝1.448)、甲苯(toluene,nD＝1.496)和二硫化碳(carbon disulfide,nD＝1.629)，4种溶剂的折射率各不相同。由图5可知，随着折射率的增大(二硫化碳、甲苯、氯仿、己烷顺次减少)，Cu0.8Ni0.2S的纳米颗粒具有明显红移，表明Cu0.8Ni0.2S的纳米颗粒具有较好的等离子体效应。
本发明还提供了实施例1在制备镍掺杂硫化铜Cu0.8Ni0.2S的纳米颗粒时，对不同保温时间进行取样，检测跟踪Cu0.8Ni0.2S的纳米颗粒中的Ni含量，结果如图6所示。由图6可知，不同时间的Ni含量基本稳定，说明Ni掺杂到了CuS的晶格中。
本发明还提供了实施例1制备的镍掺杂硫化铜Cu0.8Ni0.2S的纳米颗粒的XRD图，如图7所示。由图7可知掺杂Ni的纳米颗粒的峰位置与CuS与NiS相比均有一定偏移，由此说明Ni掺杂进CuS颗粒，而不是CuS与NiS的混合物。
为了进一步说明本发明的有益效果，本发明还参考实施例1的步骤，制备了不同Ni比例的Cu1-xNixS纳米颗粒(和实施例1相比，只是步骤2投料时，其他条件不变，变化Ni和Cu的摩尔比，Ni/(Ni+Cu)分别为0、0.2、0.4、0.6、0.8和1，比如，在实施例1制备的Cu0.8Ni0.2S中，Ni/(Ni+Cu)为0.2/(0.2+0.8)＝0.2)，其中，步骤2投料时，Ni离子的摩尔浓度分别为0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5mol/L，Cu离子的摩尔浓度分别为0.5、0.4、0.3、0.2、0.1和0mol/L。
不同Ni比例的Cu1-xNixS纳米颗粒的紫外吸收结果如图8所示。由图8可知不同Ni掺杂的Cu1-xNixS纳米颗粒的紫外吸收峰位置基本没有变化，随着Ni掺杂含量的增加，吸收峰强度逐渐降低。
本发明还参考实施例1的步骤，提供了反应液中加入的S、Cu、Ni的含量对制备的纳米颗粒的影响：具体研究了不同S比例的Cu0.8Ni0.2S纳米颗粒的性质(和实施例1相比，只是变化S和(Ni+Cu)的摩尔比，S/(Ni+Cu)分别为0.25、0.5、1和4，比如，在实施例1制备的Cu0.8Ni0.2S中，S/(Ni+Cu)为1/(0.2+0.8)＝1)。
不同S比例的Cu0.8Ni0.2S那里颗粒的紫外吸收结果如图9所示。由图9可知，随着硫源加入量的增加，纳米颗粒的紫外吸收峰出现蓝移(即向短波长方向移动)，这表明硫源增加使纳米颗粒产生了硫空缺，进而影响了纳米颗粒的紫外吸收。
实施例2
(1)S前体的制备：在手套箱中将硫脲(按S元素计，加入量为2mmol)加入10mL玻璃瓶中，接着加入油酸(20mL)；然后给玻璃瓶盖上盖子并从手套箱中取出，超声直到S完全溶解；
(2)将硝酸铜(按Cu元素计，加入量为1.998mmol mmol)、硝酸镍(按Ni元素计，加入量为0.002mmol)和油酸(10mL)加入到25mL三口圆底烧瓶中，抽真空45min，然后通N2并加热到160℃，再将步骤(1)所得的S前体溶液注射到反应器中的溶液中(注射速度为2.5ml/s)，降温到120℃并保温20分钟后，冷却至室温；
(3)等反应产物冷却至室温后，3000g/min离心去除大颗粒，然后按照反应产物3倍的体积，加入无水乙醇使之沉淀5分钟，4000g/min离心5min，弃去上层清液，即得到镍掺杂硫化铜纳米材料，化学通式为Cu0.999Ni0.0001S，粒径为5-7nm。
实施例3
(1)S前体的制备：在手套箱中将硫代硫酸钠(按S元素计，加入量为5mmol)加入25mL玻璃瓶中，接着加入油胺和油酸(体积比为8:2)的混合溶液(12.5mL)；然后给玻璃瓶盖上盖子并从手套箱中取出，超声直到S完全溶解；
(2)将硫酸铜(按Cu元素计，加入量为1mmol)、硫酸镍(按Ni元素计，加入量为4mmol)和油胺和油酸的混合溶剂(体积比为8:2)(5mL)加入到25mL三口圆底烧瓶中，抽真空15min，然后通N2并加热到220℃，再将步骤(1)所得的S前体溶液注射到反应器中的溶液中(注射速度为10ml/s)，降温到130℃并保温12分钟后，冷却至室温；
(3)等反应产物冷却至室温后，2000g/min离心去除大颗粒，然后按照反应产物2倍的体积，加入无水乙醇使之沉淀10分钟，4000g/min离心5min，弃去上层清液，即得到镍掺杂硫化铜纳米材料，化学通式为Cu0.2Ni0.8S，粒径为7-8nm。
实施例4
(1)S前体的制备：在手套箱中将硫代硫酸钠(按S元素计，加入量为4mmol)加入10mL玻璃瓶中，接着加入油胺和油酸(体积比为8:2)的混合溶液(10mL)；然后给玻璃瓶盖上盖子并从手套箱中取出，超声直到S完全溶解；
(2)将硫酸铜(按Cu元素计，加入量为3.4mmol)、硫酸镍(按Ni元素计，加入量为0.6mmol)和油胺和油酸的混合溶剂(体积比为8:2)(3.4mL)加入到25mL三口圆底烧瓶中，抽真空15min，然后通N2并加热到220℃，再将步骤(1)所得的S前体溶液注射到反应器中的溶液中(注射速度为10ml/s)，降温到130℃并保温12分钟后，冷却至室温；
(3)等反应产物冷却至室温后，2000g/min离心去除大颗粒，然后按照反应产物2倍的体积，加入无水乙醇使之沉淀10分钟，4000g/min离心5min，弃去上层清液，即得到镍掺杂硫化铜纳米材料，化学通式为Cu0.85Ni0.15S，粒径为6-8nm。
实施例5
本发明提供了一种表面修饰有马来酸酐/1-十八碳烯交替共聚物的镍掺杂硫化铜纳米材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)S前体的制备：在手套箱中将S粉(按S元素计，加入量为2mmol)加入10mL玻璃瓶中，接着加入油胺(8mL，密度0.813g/mL)；然后给玻璃瓶盖上盖子并从手套箱中取出，超声直到S完全溶解；
(2)将CuCl2(按Cu元素计，加入量为1.6mmol)、NiCl2(按Ni元素计，加入量为0.4mmol)和油胺(4mL，密度0.813g/mL)加入到25mL三口圆底烧瓶中，抽真空30min，然后通N2并加热到180℃，再将步骤(1)所得的S前体溶液注射到反应器中的溶液中(注射速度为4ml/s)，降温到150℃并保温0.5小时后，冷却至室温；
(3)等反应产物冷却至室温后，4000g/min离心去除大颗粒，然后按照反应产物4倍的体积，加入无水乙醇使之沉淀1分钟，6000g/min离心5min，弃去上层清液，将沉淀物取出，加入10ml氯仿溶解；
(4)取上述溶液1ml加入4ml氯仿，然后加入0.1g马来酸酐/1-十八碳烯交替共聚物，超声将聚合物溶解，通过旋转蒸发仪将氯仿抽走，其中，在所述氯仿溶液中，纳米颗粒的浓度为50mg/mL，共聚物的浓度为50mg/mL，超声时间为30分钟；
(5)加入0.1ml四甲基氢氧化铵及4ml水，超声溶解，所述表面修饰有马来酸酐/1-十八碳烯交替共聚物的镍掺杂硫化铜纳米材料，其中，所述镍掺杂硫化铜纳米材料的化学通式为Cu0.8Ni0.2S，所述表面修饰有马来酸酐/1-十八碳烯交替共聚物的镍掺杂硫化铜纳米材料的粒径为9-15nm。
实施例6
本发明提供了一种表面修饰有马来酸酐/1-十八碳烯交替共聚物的镍掺杂硫化铜纳米材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)S前体的制备：在手套箱中将硫脲(按S元素计，加入量为2mmol)加入10mL玻璃瓶中，接着加入油酸(20mL)；然后给玻璃瓶盖上盖子并从手套箱中取出，超声直到S完全溶解；
(2)将硝酸铜(按Cu元素计，加入量为1.998mmol mmol)、硝酸镍(按Ni元素计，加入量为0.002mmol)和油酸(10mL)加入到25mL三口圆底烧瓶中，抽真空45min，然后通N2并加热到160℃，再将步骤(1)所得的S前体溶液注射到反应器中的溶液中(注射速度为2.5ml/s)，降温到120℃并保温20分钟后，冷却至室温；
(3)等反应产物冷却至室温后，3000g/min离心去除大颗粒，然后按照反应产物3倍的体积，加入无水乙醇使之沉淀5分钟，4000g/min离心5min，弃去上层清液，将沉淀物取出，加入10ml正己烷溶解；
(4)取适量上述溶液加入4ml正己烷，然后加入马来酸酐/1-十八碳烯交替共聚物，超声将聚合物溶解，通过旋转蒸发仪将氯仿抽走，其中，在所述氯仿溶液中，纳米颗粒的浓度为30mg/mL，共聚物的浓度为30mg/mL，超声时间为10分钟；
(5)按照0.5mg纳米颗粒加入1微升四甲基氢氧化铵的比例计算，加入0.1ml四甲基氢氧化铵及4ml水，超声溶解，所述表面修饰有马来酸酐/1-十八碳烯交替共聚物的镍掺杂硫化铜纳米材料，其中，所述镍掺杂硫化铜纳米材料的化学通式为Cu0.999Ni0.001S，所述表面修饰有马来酸酐/1-十八碳烯交替共聚物的镍掺杂硫化铜纳米材料的粒径为8-14nm。
实施例7
本发明提供了一种表面修饰有马来酸酐/1-十八碳烯交替共聚物的镍掺杂硫化铜纳米材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)S前体的制备：在手套箱中将硫代硫酸钠(按S元素计，加入量为2mmol)加入10mL玻璃瓶中，接着加入油胺和油酸(体积比为8:2)的混合溶液(5mL)；然后给玻璃瓶盖上盖子并从手套箱中取出，超声直到S完全溶解；
(2)将硫酸铜(按Cu元素计，加入量为0.4mmol)、硫酸镍(按Ni元素计，加入量为1.6mmol)和油胺和油酸的混合溶剂(体积比为8:2)(10mL)加入到25mL三口圆底烧瓶中，抽真空15min，然后通N2并加热到220℃，再将步骤(1)所得的S前体溶液注射到反应器中的溶液中(注射速度为10ml/s)，降温到130℃并保温12分钟后，冷却至室温；
(3)等反应产物冷却至室温后，2000g/min离心去除大颗粒，然后按照反应产物2倍的体积，加入无水乙醇使之沉淀10分钟，4000g/min离心5min，弃去上层清液，将沉淀物取出，加入10ml环己烷溶解；
(4)取适量上述溶液加入4ml环己烷，然后加入马来酸酐/1-十八碳烯交替共聚物，超声将聚合物溶解，通过旋转蒸发仪将氯仿抽走，其中，在所述氯仿溶液中，纳米颗粒的浓度为20mg/mL，共聚物的浓度为20mg/mL，超声时间为20分钟；
(5)按照1mg纳米颗粒加入1微升四甲基氢氧化铵的比例计算，加入0.1ml四甲基氢氧化铵及4ml水，超声溶解，所述表面修饰有马来酸酐/1-十八碳烯交替共聚物的镍掺杂硫化铜纳米材料，其中，所述镍掺杂硫化铜纳米材料的化学通式为Cu0.2Ni0.8S，所述表面修饰有马来酸酐/1-十八碳烯交替共聚物的镍掺杂硫化铜纳米材料的粒径为10-15nm。
为了充分说明本发明的有益效果，本发明还提供了实施例5制备的表面经过修饰的镍掺杂硫化铜纳米材料转水前后的对比图，转水前，表面没有经过修饰的镍掺杂硫化铜纳米材料存在与氯仿相中，与上层水相分开；转水后，表面经过修饰的镍掺杂硫化铜纳米材料存在与水相中，与下层氯仿相分开，如图10所示。由图10可知，表面经过修饰的镍掺杂硫化铜纳米材料为水溶性，溶解在水相中。
本发明还提供了实施例5制备的表面经过修饰的镍掺杂硫化铜Cu0.8Ni0.2S纳米颗粒转水后在水中粒径，如图11所示。由图11可知，70％以上的Cu0.8Ni0.2S纳米颗粒的颗粒粒径分布在8～15nm之间，相比图3，即与没有修饰的Cu0.8Ni0.2S纳米颗粒(6～8nm)相比，表面修饰了生物相容性分子后，Cu0.8Ni0.2S纳米颗粒的大小并没有变化很大，而且大小均匀，仍具有良好的单分散性。
本发明还提供了实施例5制备的表面经过修饰的镍掺杂硫化铜Cu0.8Ni0.2S纳米颗粒的体外磁共振成像图，即对Cu0.8Ni0.2S纳米颗粒进行不同程度的溶解，并测定磁共振成像性能。结果如图12所示，在图12中，每个成像圈由左向右的Cu0.8Ni0.2S纳米颗粒浓度逐渐增加，其中Ni离子的含量依次为0，0.0113，0.0337，0.101，0.304，0.912(毫摩尔/升)。由图12可知，表面经过修饰的镍掺杂硫化铜Cu0.8Ni0.2S纳米颗粒的浓度越大，成像圈的亮度越高，即磁共振成像能力越强。
本发明还提供了实施例5制备的表面经过修饰的镍掺杂硫化铜Cu0.8Ni0.2S纳米颗粒的弛豫率测定曲线。如图13所示，在图13中，(曲线1：聚合物镍离子水溶液，曲线2：镍离子水溶液，曲线3：硫化铜的聚合物水溶液吸附镍离子，曲线4：镍掺杂硫化铜的聚合物水溶液)，其中，所述硫化铜的聚合物水溶液吸附镍离子的制备步骤与实施例5的区别在于：用实施例5相同步骤合成不掺杂镍的硫化铜，修饰聚合物后转水，再加入一定量的镍离子。由图13可知，曲线4的斜率最高，弛豫率最高，不难看出，相对而言，本发明实施例5提供的表面经过修饰的镍掺杂硫化铜Cu0.8Ni0.2S纳米颗粒的核磁共振的成像效果最好。
效果实施例
细胞存活率实验
采用本发明实施例5制备的表面经过修饰的镍掺杂硫化铜Cu0.8Ni0.2S纳米颗粒转染乳腺癌细胞(MCF-7)，同时设置PBS空白对照组，其中，实验组为不同的浓度的表面经过修饰的镍掺杂硫化铜Cu0.8Ni0.2S纳米颗粒，浓度设置分别为：0.15ug/mL、0.74ug/mL、3.71ug/mL、18.6ug/mL、92.8ug/mL以及464ug/mL，37℃，培养24小时后，对活细胞计数，结果如图14所示。由图14可知，实验组的细胞存活率均与PBS空白对照组相近，说明本发明4制备的表面经过修饰的镍掺杂硫化铜Cu0.8Ni0.2S纳米颗粒细胞相容性好，不影响细胞存活，对细胞毒性很小。
大鼠的淋巴结成像实验
备好9周的大鼠，进行前爪注射，设置PBS对照组，实验组注射实施例5制备的表面经过修饰的镍掺杂硫化铜Cu0.8Ni0.2S纳米颗粒，浓度为10ug/ml，按每kg大鼠注射15ug的Cu0.8Ni0.2S进行注射。0.5小时后，采用光声仪器，在1064nm的激光下观察，结果如图15所示(A和B分别为注射前后)，图15中，大鼠淋巴结有明显的表面经过修饰的镍掺杂硫化铜Cu0.8Ni0.2S纳米颗粒聚集，有明显的光声信号，在注射前后利用3T磁共振仪对大鼠进行磁共振成像，结果如图16所示，可以看出，大鼠右侧淋巴结信号明显增强(图中虚线圆圈为淋巴结)。
实验小鼠肿瘤热成像
用7周的balb/c小鼠造乳腺癌模型，三周后进行光热治疗，实验组注射实施例5制备的表面经过修饰的镍掺杂硫化铜Cu0.8Ni0.2S纳米颗粒，浓度为10ug/ml，按每kg小鼠注射15ug的Cu0.8Ni0.2S进行瘤周注射。然后用1064nm激光器照射5分钟，用热成像仪进行成像，结果如图17所示，肿瘤部位(黑色虚线圆圈)具有较高的温度，因此有利于杀死肿瘤细胞。由此可知，本发明提供的表面经过修饰的镍掺杂硫化铜Cu0.8Ni0.2S纳米颗粒能作为磁共振光声成像双模态探针以及光热疗试剂使用，是一种检测治疗一体化纳米材料。
对比实施例
进一步地，本发明还提供了实施例1的对比实施例，包括对比实施例1-5：
与实施例1相比，对比实施例1和2的区别仅在于“步骤(2)降温到150℃时的保温时间和实施例1不同”，其中，对比实施例1步骤(2)为降温到150℃时的保温1小时，结果如图18所示，可以看出，保温时间过长，纳米颗粒大小不均一；对比实施例2步骤(2)为降温到150℃时的保温5分钟，结果如图19所示，可以看出，保温时间太短，纳米颗粒大小不均一，并且形貌不成球形。
与实施例1相比，对比实施例3和4的区别仅在于“步骤(2)通N2并加热到180℃的加热温度和实施例1不同”；其中，对比实施例3步骤(2)为通N2并加热到150℃，结果如图20所示，可以看出，反应温度太低，纳米颗粒生长慢，晶型差；对比实施例5步骤(2)为通N2并加热到230℃，结果如图21所示，可以看出，温度过高，粒径分布不均匀，同时形貌变化。
与实施例1相比，对比实施例5的区别仅在于“步骤(2)CuCl2、NiCl2的加入量”和实施例1不同；其中，对比实施例5中，步骤(2)为：“将CuCl2(按Cu元素计，加入量为16mmol)、NiCl2(按Ni元素计，加入量为4mmol)和油胺(4mL，密度0.813g/mL)加入到25mL三口圆底烧瓶中，抽真空30min，然后通N2并加热到180℃，再将步骤(1)所得的S前体溶液注射到反应器中的溶液中(注射速度为4ml/s)，降温到150℃并保温0.5小时后，冷却至室温；”结果如图22所示，可以看出，当离子Ni浓度和Cu离子浓度过大，纳米颗粒出现团聚。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种镍掺杂硫化铜纳米材料，其特征在于，所述镍掺杂硫化铜纳米材料的化学通式为Cu1-xNixS，其中，CuS为基质，Ni2+为掺杂离子，x的取值范围为0<x≤0.8。
2.如权利要求1所述的镍掺杂硫化铜纳米材料，其特征在于，所述镍掺杂硫化铜纳米材料的表面修饰有下述成分中的至少一种：二氧化硅、葡聚糖、聚乙二醇、聚乳酸、聚乙醇酸、聚N-异丙基丙烯酰胺、羟磷灰石、层状双氢氧化物、藻酸盐、或马来酸酐/1-十八碳烯交替共聚物。
3.如权利要求1所述的镍掺杂硫化铜纳米材料，其特征在于，所述镍掺杂硫化铜纳米材料的粒径为5～10nm。
4.一种镍掺杂硫化铜纳米材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)取硫源溶解在第一溶剂中，得到溶液A，所述溶液A中，硫的摩尔浓度为0.1～0.4mol/L；
(2)取铜源、镍源溶解在第二溶剂中，得到溶液B，所述溶液B中，所述铜的摩尔浓度为0.1～1mol/L，所述镍的摩尔浓度为0.1～0.8mol/L，所述铜源为可溶性铜盐，所述镍源为可溶性镍盐；
(3)取步骤(2)所得的溶液B，氮气保护下加热至160～220℃，再取步骤(1)所得的溶液A加入到所述加热后的溶液B中，混合均匀得到反应液，将所述反应液降温至120～150℃，然后在此温度下保温0.2～0.5小时后冷却至室温，得到反应产物；
(4)在步骤(3)所得反应产物中加入无水乙醇进行沉淀后，离心并收集沉淀，得到镍掺杂硫化铜纳米材料，所述镍掺杂硫化铜纳米材料的化学通式为Cu1-xNixS，其中，CuS为基质，Ni2+为掺杂离子，x的取值范围为0<x≤0.8。
5.如权利要求4所述的镍掺杂硫化铜纳米材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，所述硫源为硫粉、硫脲、半胱氨酸、硫代硫酸钠、硫代乙酰胺、二硫化碳、硫酸钠、CH3CSNH2、NH2CSNHNH2或NH2CSNH2中的至少一种。
6.如权利要求4所述的镍掺杂硫化铜纳米材料的制备方法，其特征在于，所述第一溶剂和第二溶剂均选自油胺、油酸、十二烷基苯磺酸钠、丁二酸二辛酯磺酸钠、溴化十六烷三甲基铵或聚乙烯砒咯烷酮。
7.如权利要求4所述的镍掺杂硫化铜纳米材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，所述可溶性铜盐为氯化铜、硫酸铜、硝酸铜、溴化铜或醋酸铜中的至少一种，所述可溶性镍盐为氯化铜、硫酸铜、硝酸铜、溴化铜或醋酸铜中的至少一种。
8.如权利要求4所述的镍掺杂硫化铜纳米材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中，所述镍掺杂硫化铜纳米材料的粒径为5～10nm。
9.一种镍掺杂硫化铜纳米材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)取硫源溶解在第一溶剂中，得到溶液A，所述溶液A中，硫的摩尔浓度为0.1～0.4mol/L；
(2)取铜源、镍源溶解在第二溶剂中，得到溶液B，所述溶液B中，所述铜的摩尔浓度为0.1～1mol/L，所述镍的摩尔浓度为0.1～0.8mol/L，所述铜源为可溶性铜盐，所述镍源为可溶性镍盐；
(3)取步骤(2)所得的溶液B，氮气保护下加热至160～220℃，再取步骤(1)所得的溶液A加入所述加热后的溶液B中，混合均匀得到反应液，将所述反应液降温至120～150℃，然后在此温度下保温0.2～0.5小时后冷却至室温，得到反应产物；
(4)在步骤(3)所得反应产物中加入无水乙醇进行沉淀后，离心并收集沉淀，得到镍掺杂硫化铜纳米材料；
(5)采用生物相溶性的化合物对步骤(4)所得的镍掺杂硫化铜纳米材料的表面进行修饰，所述生物相溶性的化合物包括如下化合物中的至少一种：二氧化硅、葡聚糖、聚乙二醇、聚乳酸、聚乙醇酸、聚N-异丙基丙烯酰胺、羟磷灰石、层状双氢氧化物、藻酸盐、或马来酸酐/1-十八碳烯交替共聚物；得到表面经过修饰的所述镍掺杂硫化铜纳米材料，所述镍掺杂硫化铜纳米材料的化学通式为Cu1-xNixS，其中，CuS为基质，Ni2+为掺杂离子，x的取值范围为0<x≤0.8。
10.一种镍掺杂硫化铜纳米材料在制备磁共振成像探针和/或光热治疗药物中的应用。
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