CN104784691B - 一种生物相容性良好的蛋白包覆的CuS光热治疗纳米材料的制备方法 - Google Patents

Abstract

一种生物相容性良好的CuS近红外光热纳米材料的制备方法，采用一锅法制备，步骤如下：称取生物大分子于容器中，加水搅拌溶解，加入Cu(NO₃)₂溶液，充分搅拌混匀后加入NaOH溶液，最后加入Na₂S溶液(Cu:S摩尔比为1:2)，充分搅拌混匀后置于90℃水浴锅中搅拌反应30min，得深绿色溶液；将所得CuS纳米材料透析提纯，透析时间为24h，每隔4h换一次水；将所得透析液冷冻干燥，得到产品。本发明使用试剂绿色环保，制备方法简单，90℃加热反应即可，操作安全简便，毒性小、成本低，易于大规模推广应用。所制备的纳米材料尺寸小、水溶性良好、近红外光热性能稳定、生物相容性良好、无免疫源性。

Description

一种生物相容性良好的蛋白包覆的CuS光热治疗纳米材料的 制备方法

技术领域

本发明涉及光热治疗纳米材料的制备领域，特别是一种具有良好生物相容性的蛋白包覆的CuS光热纳米材料的制备方法。

背景技术

光热治疗是由光热纳米材料将所吸收的光能转化为热量，使肿瘤组织温度升高，导致癌细胞凋亡。相对于传统的肿瘤治疗方式，光热治疗作为一种非侵入性治疗方式可有效地杀死癌细胞而避免对正常组织的损伤，对机体的整体毒副作用小，进而成为肿瘤治疗的研究热点。然而，光热纳米材料的毒性问题严重制约其进一步生物应用。

目前研究较多的光热材料主要有金纳米棒、金纳米笼、金纳米管、碳纳米管、石墨烯、氧化石墨烯、有机聚合物纳米材料、氧化钨、硫化钨、硒化铋、硫化铜、硒化铜等。其中CuS纳米材料与其他光热材料相比具有制备简单、价格低廉、毒性低的优点，并且CuS纳米材料的光热产生机理是来源于Cu²⁺d-d电子轨道跃迁，因此，光热效果不受周围环境的影响，光热性能保持时间长。

在制备纳米材料的过程中，配体对其生物相容性及粒径控制具有很大的影响，进而影响纳米材料在生物体内的代谢。生物大分子相对其他生物小分子或者外源性配体而言，具有更好的稳定作用和生物相容性。其中蛋白、核酸、透明质酸和肝素等生物大分子富含丰富的巯基、氨基、羧基或者磷酸基团等官能团，可以通过与金属离子的配位作用来调控纳米晶体的生长，因此是一类构建纳米材料的优良模板。因此以生物大分子为模板构建光热纳米材料对于其生物相容性的改善及粒径控制有很重要的意义。

发明内容

本发明的目的是解决光热纳米材料毒性及稳定性问题，发展基于蛋白为模板的光热治疗纳米探针，提供一种蛋白包覆的具有良好生物相容性的CuS近红外光热纳米探针，该探针近红外光热性能稳定，水溶性好，生物毒性低。

本发明的技术方案：

一种生物相容性良好的蛋白包覆的CuS光热治疗纳米材料的制备方法，采用一锅法制备，步骤如下：

1)将生物大分子(200～300mg)放入容器中，加入水搅拌溶解，加入0.1～1mL 0.2MCu(NO₃)₂溶液，充分搅拌混匀后加入1M NaOH溶液，最后加入Na₂S溶液，其中Cu:S摩尔比为1:2；充分搅拌混匀后置于60～90℃水浴锅中搅拌反应30～60min，得到深绿色CuS纳米材料溶液；

2)将所得CuS纳米材料溶液透析提纯，透析时间为12～24h，每隔3～4h换一次水；

3)将所得透析液冷冻干燥，得到CuS纳米材料固体颗粒。

所述生物大分子为牛血清白蛋白、人血清白蛋白、转铁蛋白、透明质酸或肝素钠。

本发明的优点及效果：

该方法采用一锅法制备纳米探针，制备方法简单，该制备方法不需要苛刻的设备和条件，操作安全简便，毒性小、成本低，反应条件简单，90℃加热反应即可，易于大规模推广应用。使用试剂中不含有毒重金属元素，所制备的纳米材料尺寸小、水溶性良好、近红外光热性能稳定、生物相容性良好、无免疫源性。为光热治疗进一步向临床转化提供了重大的实践意义。

附图说明

图1为CuS纳米材料的紫外-可见-近红外吸收光谱。

图2为CuS纳米材料的光热效果图。

具体实施方式

实施例1：

生物相容性良好的CuS光热治疗纳米材料的制备方法，采用一锅法制备，步骤如下：

1)在50mL圆底烧瓶中，将250mg牛血清白蛋白溶于7.5mL水中，加入1mL 0.2M Cu(NO₃₎₂溶液，混匀后加入0.5mL 1M NaOH溶液，再加入2mL 0.2M Na₂S溶液，将所得溶液在90℃水浴中反应30min。

2)将所得纳米材料透析提纯，透析时间为12～24h，每隔3～4h换一次水。

3)将所得透析液冷冻干燥，得到CuS纳米材料固体颗粒。

该实施例制备的CuS光热纳米材料的紫外-可见-近红外吸收光谱如图1所示，图中显示：CuS光热纳米材料在近红外区有较强的吸收，并且吸收强度随着纳米材料浓度增大而增强。图2为CuS光热纳米材料在808nm激光照射下的光热效果图，图中显示，CuS光热纳米探针在808nm激光照射下有很好的升温效果，并且在相同照射时间下，随着材料浓度增大温度升高越大。

实施例2：

生物相容性良好的CuS光热治疗纳米材料的制备方法，采用一锅法制备，步骤如下：

1)在50mL圆底烧瓶中，将200mg人血清白蛋白溶于7mL水中，加入0.1mL 0.2M Cu(NO₃₎₂溶液，混匀后加入0.5mL 1M NaOH溶液，再加入0.2mL 0.2M Na₂S溶液，将所得溶液在60～90℃水浴中反应30～60min。

2)将所得纳米材料透析提纯，透析时间为24h，每隔4h换一次水。

3)将所得透析液冷冻干燥，得到CuS纳米材料固体颗粒。

取该实施例制备的CuS光热纳米材料作光谱分析和光热效果考查，检测结果与实施例1相近。

实施例3：

生物相容性良好的CuS光热治疗纳米材料的制备方法，采用一锅法制备，步骤如下：

1)在50mL圆底烧瓶中，将260mg转铁蛋白溶于8mL水中，加入0.5mL 0.2M Cu(NO₃₎₂溶液，混匀后加入0.5mL 1M NaOH溶液，再加入1mL 0.2M Na₂S溶液，将所得溶液在90℃水浴中反应30min。

2)将所得纳米材料透析提纯，透析时间为24h，每隔4h换一次水。

3)将所得透析液冷冻干燥，得到CuS纳米材料固体颗粒。

取该实施例制备的CuS光热纳米材料作光谱分析和光热效果考查，检测结果与实施例1相近。

实施例4：

生物相容性良好的CuS光热治疗纳米材料的制备方法，采用一锅法制备，步骤如下：

1)在50mL圆底烧瓶中，将280mg透明质酸溶于8.5mL水中，加入0.6mL 0.2M Cu(NO₃₎₂溶液，混匀后加入0.5mL 1M NaOH溶液，再加入1.2mL 0.2M Na₂S溶液，将所得溶液在90℃水浴中反应30min。

2)将所得纳米材料透析提纯，透析时间为24h，每隔4h换一次水。

3)将所得透析液冷冻干燥，得到CuS纳米材料固体颗粒。

取该实施例制备的CuS光热纳米材料作光谱分析和光热效果考查，检测结果与实施例1相近。

实施例5：

生物相容性良好的CuS光热治疗纳米材料的制备方法，采用一锅法制备，步骤如下：

1)在50mL圆底烧瓶中，将300mg肝素钠溶于9mL水中，加入0.8mL 0.2M Cu(NO₃₎₂溶液，混匀后加入0.5mL 1MNaOH溶液，再加入1.6mL 0.2M Na₂S溶液，将所得溶液在90℃水浴中反应30min。

2)将所得纳米材料透析提纯，透析时间为24h，每隔4h换一次水。

3)将所得透析液冷冻干燥，得到CuS纳米材料固体颗粒。

取该实施例制备的CuS光热纳米材料作光谱分析和光热效果考查，检测结果与实施例1相近。

Claims (1)

1.一种生物相容性良好的牛血清白蛋白包覆的CuS光热治疗纳米材料的制备方法，采用一锅法制备，步骤如下：

1)将牛血清白蛋白放入容器中，加入水后搅拌溶解，加入0.1～1mL 0.2M Cu(NO₃)₂溶液，充分搅拌混匀后加入1M NaOH溶液，最后加入Na₂S溶液，其中Cu:S摩尔比为1:2；充分搅拌混匀后置于60～90℃水浴锅中搅拌反应30～60min，得到深绿色CuS纳米材料溶液；

2)将所得CuS纳米材料溶液透析提纯，透析时间为12～24h，每隔3～4h换一次水；

3)将所得透析液冷冻干燥，得到CuS纳米材料固体颗粒。