CN107098387B - 一种近红外光热纳米材料硫化铋的水相制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种近红外光热纳米材料硫化铋的水相制备方法，属于功能纳米材料的制备技术领域。本发明的技术方案要点为：一种近红外光热纳米材料硫化铋的水相制备方法，在高温高压水热反应釜中，铋盐水溶液与硫化物水溶液于140‑200℃发生反应，其成核与生长过程均一，最终制得尺寸均一的近红外光热纳米材料硫化铋。本发明制备过程简单，制得的硫化铋可吸收近红外II区光，作为近红外光热材料。

Description

一种近红外光热纳米材料硫化铋的水相制备方法
技术领域
本发明属于功能纳米材料的制备技术领域，具体涉及一种近红外光热纳米材料硫化铋的水相制备方法。
背景技术
近年来，恶性肿瘤的发病率在我国呈现显著的增高趋势。目前，放疗和化疗作为恶性肿瘤的主要治疗手段，但伴随有高的毒副作用，这使得癌症治癒率维持在一个极低的水平。进一步开发新的治疗手段具有重要意义。过高热用于肿瘤的治疗（即热疗）受到极大关注。当温度上升至42℃以上时，热能开始使细胞受损伤。热能对细胞损伤的程度取决于温度高低和暴露在热能下的时间，这一现象对于肿瘤细胞尤其明显。
随着纳米材料和纳米医学的发展，光热治疗肿瘤方法受到广泛的关注，而高效稳定的光热转换材料是影响光热治疗效果的关键，因此光热治疗研发的核心是具有光热转化效率的纳米材料。由于近红外发光波长（700-1000nm）为非电离辐射，故对生物组织的伤害较小，能穿透1cm以下深度的组织而不伤害中间的正常组织，故而研制开发新型近红外光热纳米材料具有重要的意义。
发明内容
本发明解决的技术问题是提供了一种反应条件简单、易于操作且可以用于量产的近红外光热纳米材料硫化铋的水相制备方法。
本发明为解决上述技术问题采用如下技术方案，一种近红外光热纳米材料硫化铋的水相制备方法，其特征在于：在高温高压水热反应釜中，铋盐水溶液与硫化物水溶液于140-200℃发生反应，其成核与生长过程均一，最终制得尺寸均一的近红外光热纳米材料硫化铋。
进一步优选，所述铋盐水溶液包括氯化铋，硝酸铋，次枸橼酸铋，枸橼酸铋钾，枸橼酸铋钠，雷尼替丁铋盐，次硝酸铋、次没食子酸铋。
进一步优选，所述的硫化物为硫代乙酰胺、硫酸软骨素、硫化钠或半胱氨酸。
进一步优选，所述的枸橼酸铋盐水溶液中Bi2+的摩尔浓度为0.001-10mol/L，硫化物水溶液中S2-的摩尔浓度为0.001-10mol/L。
进一步优选，所述的近红外光热纳米材料硫化铋的水相制备方法，其特征在于具体步骤为：将摩尔浓度为0.05mol/L的铋盐水溶液置于反应容器中，在搅拌的条件下加入摩尔浓度为0.09mol/L的硫化物水溶液得到混合溶液，其中铋盐水溶液与硫化物水溶液的体积比为10:7，将混合溶液置于水热反应釜中于180℃水热反应12h，然后自然降至室温，最终反应产物离心用乙醇洗涤三次，再用蒸馏水洗涤至离心上清液无色澄清为止，最终将得到的黑色固体置于真空干燥箱中于40℃干燥得到近红外光热纳米材料硫化铋。
进一步优选，所述的近红外光热纳米材料硫化铋能够重新分散于蒸馏水或磷酸盐缓冲溶液中。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
1、反应条件简单，易于操作，可以用于量产；
2、仅需要简单的实验装置完成制备过程，操作步骤简单；
3、产物粒径、形貌均一；
4、最终产物在蒸馏水和磷酸盐缓冲溶液中具有很好的分散性；
5、产物可吸收近红外区光并升高温度，有望作为光热治疗肿瘤的纳米材料。
总之，本发明采用生物相容性较好的枸橼酸铋钾作为主体材料，通过水热方法制得了尺寸形貌均一的纳米材料硫化铋，其可吸收近红外区光并升高温度，有望作为光热治疗肿瘤的纳米材料。
附图说明
图1是本发明实施例1制得的硫化铋黑色粉末的场发射扫描照片；
图2是本发明实施例1制得的硫化铋黑色粉末的透射电镜图；
图3是本发明实施例1制得的硫化铋黑色粉末的X射线粉末衍射图谱；
图4是本发明实施例1制得的硫化铋黑色粉末的傅里叶变换红外拉曼图谱；
图5是本发明实施例1制得的硫化铋黑色粉末的光热转换图，利用0.8瓦波长为880nm光源照射材料升温循环过程照射，浓度分别为1000μg/mL、100μg/mL，体积均为0.5mL）；
图6是本发明实施例1制得的硫化铋黑色粉末作用于肝癌细胞（HepG2）激光共聚焦图；
图7是本发明实施例2制得的硫化铋黑色粉末的场发射扫描照片；
图8是本发明实施例2制得的硫化铋黑色粉末的X射线粉末衍射图谱；
图9是本发明实施例2制得的硫化铋黑色粉末的傅里叶变换红外拉曼图谱；
图10是本发明实施例1制得的硫化铋黑色粉末的光热转换图，利用0.8瓦波长为880nm光源照射材料升温循环过程照射，浓度分别为1000μg/mL、100μg/mL，体积均为0.5mL。
具体实施方式
以下通过实施例对本发明的上述内容做进一步详细说明，但不应该将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明上述内容实现的技术均属于本发明的范围。
实施例1
将次枸橼酸铋0.11g 溶于盛有10mL蒸馏水的25mL烧杯中加入磁子搅拌5min至溶液混合均匀；称取0.4763g硫代乙酰胺（TAA）溶于盛有7mL蒸馏水的25mL烧杯中加入磁子搅拌5min至溶液澄清得到硫代乙酰胺水溶液；将配制好的硫代乙酰胺水溶液逐滴加入到枸橼酸铋钾水溶液中，继续搅拌5min配成混合溶液；将配制好的混合溶液转入洗净的25mL水热反应釜中装釜拧紧，放入程序升温箱中烧釜，设置温度180℃，维持12h最后自然降至室温；反应产物离心用乙醇洗涤三次，再用蒸馏水洗涤至离心上清液无色澄清为止，最终将得到的黑色固体置于真空干燥箱中于40℃干燥过夜得到硫化铋黑色粉末。
性能测试：将实施例1具体得到的硫化铋黑色粉末进行形貌和成分确定表征，具体表征手段有场发射扫描，X射线粉末衍射，傅里叶变换红外拉曼等。说明得到的产物为直径50-100nm之间得辉铋矿的硫化铋单斜方晶系，在近红外区域有较强的红外光吸收，可用作光热治疗材料。
实施例2
将次枸橼酸铋0.11g溶于盛有10mL蒸馏水的25mL烧杯中加入磁子搅拌5min至溶液混合均匀；称取0.2801g半胱氨酸（L-cystein）溶于盛有7mL蒸馏水的25mL烧杯中加入磁子搅拌5min至溶液澄清得到半胱氨酸水溶液；将配置好的半胱氨酸水溶液逐滴加入到枸橼酸铋钾水溶液中，继续搅拌5min配成混合溶液；将配制好的混合溶液转入洗净的25mL水热反应釜中装釜拧紧，放入程序升温箱中烧釜，设置温度180℃，维持12h最后自然降至室温；反应产物离心用乙醇洗涤三次，再用蒸馏水水洗至离心上清液无色澄清为止，最后将得到的黑色固体置于真空干燥箱中于40℃干燥过夜得到硫化铋黑色粉末。
性能测试：将实施例2具体得到的硫化铋黑色粉末进行形貌和成分确定表征，具体表征手段有场发射扫描，X射线粉末衍射，红外拉曼，细胞毒性实验等。
以上实施例描述了本发明的基本原理、主要特征及优点，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明原理的范围下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进均落入本发明保护的范围内。

Claims (2)

1.一种近红外光热纳米材料硫化铋的水相制备方法，其特征在于：将次枸橼酸铋0.11g溶于盛有10mL蒸馏水的25mL烧杯中加入磁子搅拌5min至溶液混合均匀；称取0.4763g硫代乙酰胺溶于盛有7mL蒸馏水的25mL烧杯中加入磁子搅拌5min至溶液澄清得到硫代乙酰胺水溶液；将配制好的硫代乙酰胺水溶液逐滴加入到枸橼酸铋钾水溶液中，继续搅拌5min配成混合溶液；将配制好的混合溶液转入洗净的25mL水热反应釜中装釜拧紧，放入程序升温箱中烧釜，设置温度180℃，维持12h最后自然降至室温；反应产物离心用乙醇洗涤三次，再用蒸馏水洗涤至离心上清液无色澄清为止，最终将得到的黑色固体置于真空干燥箱中于40℃干燥过夜得到近红外光热纳米材料硫化铋黑色粉末，该硫化铋黑色粉末为直径50-100nm之间的辉铋矿的硫化铋单斜方晶系，在近红外区域有较强的红外光吸收，能够用作光热治疗肝癌细胞HepG2的纳米材料。
2.根据权利要求1所述的近红外光热纳米材料硫化铋的水相制备方法，其特征在于：所述的近红外光热纳米材料硫化铋能够重新分散于蒸馏水或磷酸盐缓冲溶液中。
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