CN105902517A - 一种硫化铜纳米囊颗粒的制备方法和应用 - Google Patents

一种硫化铜纳米囊颗粒的制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种硫化铜纳米囊颗粒的制备方法，包括以下步骤：(1)称取L‑半胱氨酸和Cu(NO3)2·3H2O，分别溶于双蒸水中；(2)将Cu(NO3)2溶液逐滴加入L‑半胱氨酸溶液中，于常温下搅拌，得到混合溶液；(3)称取Na2S2O3溶于双蒸水中，溶解均匀，得到Na2S2O3溶液；将Na2S2O3溶液逐滴加入混合溶液中，得到深棕色的混合溶液；(4)深棕色的混合溶液在80～100℃反应；(5)反应结束后经离心、清洗、干燥后得到黑色沉淀，即为硫化铜纳米囊颗粒。本发明制备得到的硫化铜纳米囊颗粒具有均一的囊状结构，制备温度低，节省能源，工艺简单。

Description

一种硫化铜纳米囊颗粒的制备方法和应用
技术领域
本发明涉及硫化铜纳米材料，特别涉及一种硫化铜纳米囊颗粒的制备方法和应用。
背景技术
肿瘤已成为威胁人类健康和致死的重要疾病，传统的治疗方法如手术、化疗、放疗等均存在一定的不足，如同时杀伤正常细胞和癌细胞，降低人体免疫力，其中化疗容易产生多药耐药等特点，无法完全满足癌症的治疗发展需要。新的治疗方法急需发展起来。其中纳米材料和技术的发展为肿瘤联合治疗提供了更加丰富的契机。光热治疗是利用光热材料将其在近红外处的吸收转换成热，通过局部高温杀死肿瘤，具有快速、高效和选择性等特点。而通过光热纳米材料包裹抗肿瘤药物，减少其在体内其它部位的释放，增大肿瘤部分的药物浓度，提高抗肿瘤药物作用时间和降低作用频率，克服单一光热治疗的不足，协同提高治疗效果。目前联合光热治疗和化疗治疗肿瘤已成为研究的热点。
合成同时具有光热治疗和化疗作用的纳米材料，多数研究通常通过介孔氧化硅或SiO2对光热材料表面进行包裹以获得多孔结构或核壳结构，使其能够具备载药作用。然而该合成方法步骤繁琐，产率低，严重限制其实际应用。目前报道的关于硫化铜作为光热转换的材料较多，然而硫化铜本身作为药物载体的报道几乎没有。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺点与不足，本发明的目的在于一种硫化铜纳米囊颗粒的制备方法，制备得到的硫化铜纳米囊颗粒具有均一的囊状结构。
本发明的另一目的在于提供上述硫化铜纳米囊颗粒的应用。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
一种硫化铜纳米囊颗粒的制备方法，包括以下步骤：
(1)称取L-半胱氨酸和Cu(NO3)2·3H2O，分别溶于双蒸水中，得到L-半胱氨酸溶液和Cu(NO3)2溶液；
(2)将Cu(NO3)2溶液逐滴加入L-半胱氨酸溶液中，于常温下搅拌，得到混合溶液；
(3)称取Na2S2O3溶于双蒸水中，溶解均匀，得到Na2S2O3溶液；将Na2S2O3溶液逐滴加入步骤(2)得到的混合溶液中，得到深棕色的混合溶液；所述深棕色的混合溶液中，L-半胱氨酸的浓度为0.5～1.5mmol/L，Cu(NO3)2的浓度为2～6mmol/L，Na2S2O3的浓度为1.5～4.5mmol/L；
(4)步骤(3)得到的深棕色的混合溶液在80～100℃反应；
(5)步骤(4)反应结束后经离心、清洗、干燥后得到黑色沉淀，即为硫化铜纳米囊颗粒。
步骤(1)所述的L-半胱氨酸溶液的浓度为0.66～2.1mmol/L。
步骤(1)所述的Cu(NO3)2溶液的浓度为8～24mmol/L。
步骤(3)所述的Na2S2O3溶液的浓度为150～450mmol/L。
步骤(2)所述搅拌，具体为：搅拌30～60min。
步骤(4)所述在80～100℃反应，具体为：在80～100℃反应100～140min。
步骤(5)所述离心，具体为：以5000～8000rpm的速度离心10～15min。
步骤(5)所述清洗，具体为：使用双蒸水清洗3～5次。
所述的制备方法制备得到的硫化铜纳米囊颗粒的应用，作为药物载体和光热转换的材料。
与现有技术相比，本发明具有以下优点和有益效果：
(1)本发明制备的CuS纳米囊颗粒具有均一的囊状结构，且尺寸在25～50nm之间分布，主要尺寸为40nm左右。
(2)本发明的硫化铜纳米囊颗粒的制备方法，反应产物不需要经后续烧结处理，工艺控制及合成所需仪器设备简单，进一步降低了生产成本。
(3)本发明配置的Cu(NO3)2溶液加入后溶液pH值保持在3左右，无需HNO3调节pH值，有利于进一步反应。
(4)本发明的制备方法，能在90℃下合成，产率高，耗能少，一次性制备具有高产量的CuS纳米囊颗粒。
(5)本发明制备的CuS纳米囊颗粒具有良好的载药效果，对抗肿瘤药物阿霉素(DOX)的包封率在99.5％以上，且具有良好的光热效果。
附图说明
图1为本发明的实施例1所制备的硫化铜纳米囊颗粒的x射线衍射图谱。
图2(A)为本发明的实施例1所制备的硫化铜纳米囊颗粒的透射电镜照片(放大倍数为12万倍)。
图2(B)为本发明的实施例1所制备的硫化铜纳米囊颗粒的高分辨透射电镜照片(放大倍数为20万倍)。
图3为本发明的实施例1所制备的硫化铜纳米囊颗粒的升温曲线。
图4为本发明的实施例1所制备的硫化铜纳米囊颗粒载药前后OD值变化曲线。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
分别称取0.3m mol的L-半胱氨酸溶于150mL双蒸水中，0.4m mol的Cu(NO3)2·3H2O溶于50mL双蒸水中，溶解均匀，并将Cu(NO3)2溶液逐滴加入溶液赖氨酸溶液中，磁力搅拌器于常温条件下搅拌30min；称取0.3m mol的Na2S2O3溶于2mL双蒸水中，溶解均匀，逐滴加入上述混合液中，混合液变为深棕色；上述溶液加热至90℃反应120min；反应结束后5000rpm离心10min,双蒸水清洗3次，干燥得到黑色沉淀。
将所得到的黑色沉淀分别配制成0.125，0.25，0.5，1mg/mL的CuS-Cy溶液，于近红外光808nm以1W/cm2的功率照射6min，每10秒测试其温度变化。将5mg CuS-Cy纳米囊颗粒溶于10mL PBS中，搅拌均匀，加入5mg DOX溶于上述溶液中搅拌均匀，并持搅拌24h。离心，于485nm下测试上清吸光度及1mg/mL DOX吸光度。
图1为本实施例制备的硫化铜纳米囊颗粒的x射线衍射图谱，由图1可知，本实施例制备的硫化铜纳米囊颗粒与标准CuS卡片晶面吻合良好，晶像纯净。
图2(A)、图2(B)为本实施例制备的硫化铜纳米囊颗粒的透射电镜图，由图可知，本实施例制备的硫化铜纳米囊颗粒的尺寸在25nm～50nm之间，呈良好规则的囊状结构。
图3为本实施例制备的硫化铜纳米囊颗粒的升温曲线(硫化铜纳米囊颗粒在水中的浓度分别为0.125,0.25,0.50,1.0mg/mL)，由图3可知，本实施例制备的硫化铜纳米囊颗粒在近红外光808nm以1W/cm2的功率照射6min下，1.0mg/mL的硫化铜纳米囊颗粒其升温变化可达到28℃，而纯水对照组变化仅为6℃，所制备材料具有良好的光热转换效果。
图4为DOX加入硫化铜纳米囊颗粒前和混合搅拌后上清OD值的变化，由图可以得知CuS-Cy纳米颗粒对DOX的吸附能力良好，经过混合24小时后其在485nm处的OD基本为零，其包封率经过计算为99.5％，具有良好的载药效果。
实施例2
分别称取0.2m mol的L-半胱氨酸溶于150mL双蒸水中，0.4m mol的Cu(NO3)2·3H2O溶于50mL双蒸水中，溶解均匀，并将Cu(NO3)2溶液逐滴加入溶液赖氨酸溶液中，磁力搅拌器于常温条件下搅拌30min；称取0.3m mol的Na2S2O3溶于2mL双蒸水中，溶解均匀，逐滴加入上述混合液中，混合液变为深棕色；上述溶液加热至90℃反应120min；反应结束后5000rpm离心10min,双蒸水清洗3次，干燥得到黑色沉淀，即为硫化铜纳米囊颗粒。
本实施例制备的硫化铜纳米囊颗粒的性能与实施例1类似，在此不再赘述。
实施例3
分别称取0.1m mol的L-半胱氨酸溶于150mL双蒸水中，0.4m mol的Cu(NO3)2·3H2O溶于50mL双蒸水中，溶解均匀，并将Cu(NO3)2溶液逐滴加入溶液赖氨酸溶液中，磁力搅拌器于常温条件下搅拌60min；称取0.3m mol的Na2S2O3溶于2mL双蒸水中，溶解均匀，逐滴加入上述混合液中，混合液变为深棕色；上述溶液加热至90℃反应120min；反应结束后5000rpm离心10min,双蒸水清洗3次，干燥得到黑色沉淀，即为硫化铜纳米囊颗粒。
本实施例制备的硫化铜纳米囊颗粒的性能与实施例1类似，在此不再赘述。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受所述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种硫化铜纳米囊颗粒的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)称取L-半胱氨酸和Cu(NO3)2·3H2O，分别溶于双蒸水中，得到L-半胱氨酸溶液和Cu(NO3)2溶液；
(2)将Cu(NO3)2溶液逐滴加入L-半胱氨酸溶液中，于常温下搅拌，得到混合溶液；
(3)称取Na2S2O3溶于双蒸水中，溶解均匀，得到Na2S2O3溶液；将Na2S2O3溶液逐滴加入步骤(2)得到的混合溶液中，得到深棕色的混合溶液；
所述深棕色的混合溶液中，L-半胱氨酸的浓度为0.5～1.5mmol/L，Cu(NO3)2的浓度为2～6mmol/L，Na2S2O3的浓度为1.5～4.5mmol/L；
(4)步骤(3)得到的深棕色的混合溶液在80～100℃反应；
(5)步骤(4)反应结束后经离心、清洗、干燥后得到黑色沉淀，即为硫化铜纳米囊颗粒。
2.根据权利要求1所述的硫化铜纳米囊颗粒的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述的L-半胱氨酸溶液的浓度为0.66～2.1mmol/L。
3.根据权利要求1所述的硫化铜纳米囊颗粒的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述的Cu(NO3)2溶液的浓度为8～24mmol/L。
4.根据权利要求1所述的硫化铜纳米囊颗粒的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述的Na2S2O3溶液的浓度为150～450mmol/L。
5.根据权利要求1所述的硫化铜纳米囊颗粒的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述搅拌，具体为：搅拌30～60min。
6.根据权利要求1所述的硫化铜纳米囊颗粒的制备方法，其特征在于，步骤(4)所述在80～100℃反应，具体为：在80～100℃反应100～140min。
7.根据权利要求1所述的硫化铜纳米囊颗粒的制备方法，其特征在于，步骤(5)所述离心，具体为：以5000～8000rpm的速度离心10～15min。
8.根据权利要求1所述的硫化铜纳米囊颗粒的制备方法，其特征在于，步骤(5)所述清洗，具体为：使用双蒸水清洗3～5次。
9.权利要求1～8任一项所述的制备方法制备得到的硫化铜纳米囊颗粒的应用，其特征在于，作为药物载体和光热转换的材料。
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