CN108273057A - 一种中空核壳结构的金-硫化铜纳米材料的制备方法及其应用 - Google Patents

一种中空核壳结构的金-硫化铜纳米材料的制备方法及其应用 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种中空核壳结构的金‑硫化铜纳米材料的制备方法及其应用，方法包括：将十六烷基三甲基溴化铵、氯金酸和硼氢化钠混合，反应，得到金种子溶液；将十六烷基三甲基溴化铵、硝酸银、氯金酸、抗坏血酸和金种子溶液混合，静置生长，得到金核纳米材料；将聚乙烯吡咯烷酮、水、氯化铜和金核纳米材料混合，反应，得到第一反应产物；将第一反应产物和氢氧化钠反应，将得到的第二反应产物和盐酸羟胺反应后再和硫化钠反应，离心，得到的沉淀物清洗后烘干，得到中空核壳结构的金‑硫化铜纳米材料。在近红外光照射下，金纳米粒子通过等离子共振能转移机制明显提高硫化铜的光热性质；具有较高光动力性质；还能运载化疗药物，较高肿瘤细胞杀伤效率。

Description

一种中空核壳结构的金-硫化铜纳米材料的制备方法及其 应用
技术领域
本发明涉及纳米材料技术领域，尤其涉及一种中空核壳结构的金-硫化铜纳米材料的制备方法及其应用。
背景技术
肿瘤治疗技术可以根除肿瘤，所以多模式联合肿瘤治疗模式引起了广泛的关注，尤其是化疗药物治疗、光热治疗和光动力治疗三种治疗模式的结合。因为在肿瘤区域进行联合治疗可以提高治疗的效率同时还可以减少相应的副作用，光热治疗作为一种低创伤的治疗方法，在局部位置由光热剂产生的热在杀死肿瘤细胞的同时可以增强周围细胞的代谢以及细胞膜的通透性来提高化疗药物的治疗效率，而光动力疗法可以在光敏剂的作用下产生活性氧自由基杀伤肿瘤细胞。
现在硫化铜纳米材料作为光热材料已经引起了广泛的研究，硫化铜作为一种P-型半导体具有大量的空穴载体，而这些空穴载体振动可以在近红外区域引起很强的吸收，同时在近红外光照射时，硫化铜中铜离子的d电子之间的跃迁可以产生大量的热。同时，硫化铜纳米材料中的大量振动的空穴载体可以和水产生反应生成羟基自由基，从而硫化铜也可以作为一种光敏剂。但是由于硫化铜的光热效率相对较低，所以应该提高硫化铜材料的光热效率来增强硫化铜的应用范围。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种中空核壳结构的金-硫化铜纳米材料的制备方法及其应用，该金-硫化铜纳米材料具有较高的光热效率。
本发明提供了一种中空核壳结构的金-硫化铜纳米材料的制备方法，包括以下步骤：
a)将十六烷基三甲基溴化铵、氯金酸和硼氢化钠混合，反应，得到金种子溶液；
b)将十六烷基三甲基溴化铵、硝酸银、氯金酸、抗坏血酸和金种子溶液混合，静置生长，得到金核纳米材料；
c)将聚乙烯吡咯烷酮、水、氯化铜和金核纳米材料混合，反应，得到第一反应产物；
d)将第一反应产物和氢氧化钠反应，得到第二反应产物；
e)将第二反应产物和盐酸羟胺反应，得到第三反应产物；
f)将第三反应产物和硫化钠反应，离心，得到的沉淀物清洗后烘干，得到中空核壳结构的金-硫化铜纳米材料。
优选地，所述聚乙烯吡咯烷酮的质量、氯化铜的物质的量和金核纳米材料的质量比为(0.1～0.4)g：(0.01～0.4)mmol：(1～25)μg。
优选地，所述氢氧化钠、盐酸羟胺、硫化钠的物质的量和金核纳米材料的质量比为(0.2～0.8)mmol：(0.5～16.25)μmol：(0.01～0.12)mmol：(1～25)μg。
优选地，所述步骤a)中十六烷基三甲基溴化铵、氯金酸和硼氢化钠的物质量比为1mol:2.5mmol：0.06mmol。
优选地，所述步骤b)中十六烷基三甲基溴化铵和硝酸银的物质量比为1000：0.2～2.8。
优选地，所述步骤c)中反应的时间为3～7min；
所述步骤d)中反应的时间为20～40s；
所述步骤e)中反应的时间为8～12min；
所述步骤f)中反应的时间为1.5～2.5h。
优选地，所述中空核壳结构的金-硫化铜纳米材料为纳米棒状，长度为60～90nm，宽度为12～25nm。
优选地，所述中空核壳结构的金-硫化铜纳米材料的中空距离为5～60nm；壳层厚度为10～35nm。
本发明提供了一种药物，包括载体和负载在载体上的药用活性成分；
所述载体为上述技术方案所述制备方法制备的中空核壳结构的金-硫化铜纳米材料。
优选地，所述药用活性成分为化疗药物；
所述化疗药物和载体的质量比为0.5～3:10。
本发明提供了一种中空核壳结构的金-硫化铜纳米材料的制备方法，包括以下步骤：a)将十六烷基三甲基溴化铵、氯金酸和硼氢化钠混合，反应，得到金种子溶液；b)将十六烷基三甲基溴化铵、硝酸银、氯金酸、抗坏血酸和金种子溶液混合，静置生长，得到金核纳米材料；c)将聚乙烯吡咯烷酮、水、氯化铜和金核纳米材料混合，反应，得到第一反应产物；d)将第一反应产物和氢氧化钠反应，得到第二反应产物；e)将第二反应产物和盐酸羟胺反应，得到第三反应产物；f)将第三反应产物和硫化钠反应，离心，得到的沉淀物清洗后烘干，得到中空核壳结构的金-硫化铜纳米材料。本发明提出一种合成具有不同中空距离和不同壳层厚度中空核壳结构的金-硫化铜纳米材料的方法，在近红外光的照射下的中空核壳结构中，金纳米粒子通过等离子共振能转移机制可以明显提高硫化铜的光热性质，使得金-硫化铜纳米材料具有较高的光热效率。另外，该金-硫化铜纳米材料还具有较高的光动力性质；还能运载化疗药物，具有较高的肿瘤细胞杀伤效率。实验结果表明：25μg·mL-1金-硫化铜纳米材料溶液在1W/cm2 980nm近红外激光照射下具有稳定的温度升高，在五分钟内溶液的温度能够升高到63.5℃；近红外光照射下，金-硫化铜纳米粒子在3微克/毫升时能够引起明显的细胞死亡情况，达到约50％细胞的死亡；金-硫化铜纳米粒子在近红外区域存在很高的吸收峰；吸收强度随着中空距离的增加而降低；在近红外光的照射下金-硫化铜纳米粒子溶液的荧光强度显著提高；在光照条件下可以连续释放约75％装载的药物；在没有近红外光照射的情况下，200微克/毫升金-硫化铜纳米材料与4T1细胞作用然后培养24小时并没有引起细胞活性的明显降低，结果表明金-硫化铜纳米粒子具有很好的生物兼容性。
附图说明
图1为实施例1制备的金核纳米材料的透射电子显微镜图；
图2为本发明实施例1制备的金核纳米材料的紫外-可见-近红外吸收光谱图；
图3为本发明实施例1～3制备的金-硫化铜纳米材料的透射电子显微镜图；
图4为本发明实施例1～3制备的金-硫化铜纳米材料的紫外-可见-近红外吸收光谱图；
图5为本发明实施例1～3制备的金-硫化铜纳米材料的光热升温曲线图；
图6为本发明实施例1～3制备的金-硫化铜纳米材料的自由基生成曲线图；
图7为本发明实施例1～5制备的金-硫化铜纳米材料的生物安全评价图；
图8为本发明实施例1～5制备的金-硫化铜纳米材料对肿瘤细胞的杀伤能力测试图；
图9为本发明实施例2制备的金-硫化铜纳米材料的药物运载能力测试结果；
图10为实施例2制备的金-硫化铜纳米材料的近红外光控制的药物释放能力测试结果；
图11为本发明实施例4～5制备的金-硫化铜纳米材料的透射电镜图；
图12为本发明实施例4～5制备的金-硫化铜纳米材料的紫外-可见-近红外吸收光谱图；
图13为本发明实施例4～5制备的金-硫化铜纳米材料的光热升温曲线图；
图14为本发明实施例4～5制备的金-硫化铜纳米材料的自由基生成曲线图。
具体实施方式
本发明提供了一种中空核壳结构的金-硫化铜纳米材料的制备方法，包括以下步骤：
a)将十六烷基三甲基溴化铵、氯金酸和硼氢化钠混合，反应，得到金种子溶液；
b)将十六烷基三甲基溴化铵、硝酸银、氯金酸、抗坏血酸和金种子溶液混合，静置生长，得到金核纳米材料；
c)将聚乙烯吡咯烷酮、水、氯化铜和金核纳米材料混合，反应，得到第一反应产物；
d)将第一反应产物和氢氧化钠反应，得到第二反应产物；
e)将第二反应产物和盐酸羟胺反应，得到第三反应产物；
f)将第三反应产物和硫化钠反应，离心，得到的沉淀物清洗后烘干，得到中空核壳结构的金-硫化铜纳米材料。
本发明提供的制备方法制备的金-硫化铜纳米材料以金为核，硫化铜为壳，在近红外光照射下，金核与硫化铜外壳能够产生良好的等离子协同效应，从而增强金-硫化铜纳米材料的光热效应与光动力效率。另外，该纳米材料还能够负载药物活性成分，如化疗药物，在近红外光照射可以有效的杀伤肿瘤细胞。
本发明将十六烷基三甲基溴化铵、氯金酸和硼氢化钠混合，反应，得到金种子溶液。在本发明中，十六烷基三甲基溴化铵、氯金酸和硼氢化钠的物质量比为1mol:2.5mmol：0.06mmol。本发明优选将十六烷基三甲基溴化铵和氯金酸先混合，再加入硼氢化钠；将十六烷基三甲基溴化铵和氯金酸优选先混合1.5～2.5min，更优选混合2min；再加入硼氢化钠后优选搅拌1.5～2.5min，更优选搅拌2min。在本发明具体实施例中，金种子溶液制备过程具体包括：5mL0.2mol/L十六烷基三甲基溴化铵与5mL 0.5m mol/L氯金酸溶液混合搅拌2分钟，加入0.6mL 0.01mol/L硼氢化钠溶液剧烈搅拌2分钟，30℃静置30分钟。
得到金种子溶液后，本发明将十六烷基三甲基溴化铵、硝酸银、氯金酸、抗坏血酸和金种子溶液混合，静置生长，得到金核纳米材料。在本发明中，所述十六烷基三甲基溴化铵和硝酸银的物质量比优选为1000：0.2～2.8。在本发明具体实施例中，所述金核纳米材料的制备过程具体优选包括：
将5mL 0.2mol/L十六烷基三甲基溴化铵溶液中加入0.05～0.7mL 4m mol/L硝酸银溶液，然后加入5mL 1mmol/L氯金酸溶液缓慢搅拌5分钟，加入70μL 78.8mmol/L抗环血酸溶液，最后加入70μL上述金种子溶液。
得到金种子溶液后，本发明将聚乙烯吡咯烷酮、水、氯化铜和金核纳米材料混合，反应，得到第一反应产物。本发明优选将聚乙烯吡咯烷酮加入到水中溶解，再和氯化铜、金核纳米材料混合；所述聚乙烯吡咯烷酮的质量和水的体积比优选为(0.1～0.4)g:20mL。在本发明中，所述聚乙烯吡咯烷酮的质量、氯化铜的物质的量和金核纳米材料的质量比优选为(0.1～0.4)g：(0.01～0.4)mmol：(1～25)μg。所述反应的时间优选为3～7min，更优选为4～7min。在本发明具体实施例中，所述第一反应产物的制备过程具体包括：
将0.1～0.4g聚乙烯吡咯烷酮(K-30)加入到20mL水中搅拌溶解之后，加入1mL(0.01～0.4)mol/L氯化铜溶液搅拌2分钟，然后加入0.2～5.0mL 5μg/mL金核纳米材料溶液搅拌5分钟。
得到第一反应产物后，本发明将第一反应产物和氢氧化钠反应，得到第二反应产物。在本发明中，氢氧化钠优选以溶液的形式加入；氢氧化钠溶液的浓度优选为1～2mol/L。第一反应产物和氢氧化钠反应的时间优选为20～40s；更优选为20～35s，最优选为30s。第一反应产物和氢氧化钠优选在搅拌的条件下反应；所述搅拌速率优选为700～900rpm，更优选为800rpm。
得到第二反应产物后，本发明将第二反应产物和盐酸羟胺反应，得到第三反应产物。所述步骤e)中反应的时间优选为8～12min，更优选为9～11min，最优选为10min。所述盐酸羟胺优选以溶液的形式参与反应；盐酸羟胺溶液的浓度为0.1～0.65mol/L。所述第二反应产物和盐酸羟胺优选在搅拌的条件下反应；所书搅拌的速率优选为700～900rpm，更优选为800rpm。
得到第三反应产物后，本发明将第三反应产物和硫化钠反应，离心，得到的沉淀物清洗后烘干，得到中空核壳结构的金-硫化铜纳米材料。在本发明中，所述反应的时间为1.5～2.5h，更优选为1.8～2.2h，最优选为2h。所述硫化钠优选以溶液的形式参与反应；硫化钠溶液的浓度优选为0.1～0.4mol/L。
在本发明中，所述氢氧化钠、盐酸羟胺、硫化钠的物质的量和金核纳米材料的质量比优选为(0.2～0.8)mmol：(0.5～16.25)μmol：(0.01～0.12)mmol：(1～25)μg。
在本发明中，所述中空核壳结构的金-硫化铜纳米材料的形状优选为纳米棒状，长度为60～90nm，宽度为12～25nm。
在本发明中，所述中空核壳结构的金-硫化铜纳米材料的中空距离优选为5～60nm；壳层厚度优选为10～35nm。
本发明提供了一种药物，包括载体和负载在载体上的药用活性成分；
所述载体为上述技术方案所述制备方法制备的中空核壳结构的金-硫化铜纳米材料。
在本发明中，所述中空核壳结构的金-硫化铜纳米材料运载化疗药物的方法包括：
将5mL 1mg/mL盐酸阿霉素与5mL 10mg/mL中空核壳结构金-硫化铜纳米材料在室温条件下混合搅拌40小时；离心，清洗溶液中未被装载的盐酸阿霉素化疗药物，8000转/分钟离心10分钟；利用紫外-可见光谱测量确定载药量。
在本发明中，所述药用活性成分为化疗药物；所述化疗药物和载体的质量比优选为0.5～3:10。在本发明中，所述化疗药物优选为盐酸阿霉素。
在本发明中，所述中空核壳结构的金-硫化铜纳米材料的光热能力测试方法为：将0.6mL 25μg/mL金-硫化铜纳米材料溶液转移到比色皿中固定好，1W/cm2 980nm近红外激光照射金-硫化铜纳米材料溶液，在照射过程中每个相应的时间点记录溶液的温度。
在本发明中，所述中空核壳结构的金-硫化铜纳米材料在近红外光激发下自由基产生情况的测试方法：
20μL125μg·mL-1金-硫化铜纳米材料溶液与80μL 10μmol·L-1 3-(对氨基苯基)-荧光素溶液混合，然后用1W/cm2 980nm近红外激光照射10分钟，然后混合液继续反应2小时，最后3-(对氨基苯基)-荧光素荧光用发射谱测试(480～600nm)，455nm下激发。
在本发明中，所述中空核壳结构的金-硫化铜纳米材料的肿瘤细胞杀伤力测试方法：
A)肿瘤细胞培养
1.鼠乳腺癌细胞4T1细胞培养基配制，高糖DMEM培养基中加入10％牛胚胎血清和100U/mL双抗；
2.细胞培养在37℃，5％二氧化碳的湿润环境中，平均每2-3天更换一次培养基。
B)MTS法细胞活性测试(生物兼容性检测)
1.96孔板中每个孔加入100μL含有1×104细胞的细胞培养基，培养24小时；
2.移除上清中的培养基，加入不同浓度(6.25,12.5,25,50,100μg/mL)的中空核壳结构的金-硫化铜(2)纳米材料培养24小时；
3.移除上清中的培养基，加入含有16.7％MTS培养基溶液培养4小时，然后3000转/分钟离心10分钟；
4.80μL上清转移到一个新的96孔板中，用酶标仪测试490nm处的吸收来测定细胞活性。
C)、近红外光激发下多模式杀伤肿瘤细胞：
96孔板中每个孔加入100μL含有1×104细胞的细胞培养基，培养24小时；
移除上清中的培养基，加入不同浓度(6.25,12.5,25,50,100，200μg/mL)的中空核壳结构的金-硫化铜纳米材料培养6小时；
1W/cm2 980nm近红外激光照射10分钟，继续培养18小时；
移除上清中的培养基，加入含有16.7％MTS培养基溶液培养4小时，然后3000转/分钟离心10分钟；
80μL上清转移到一个新的96孔板中，用酶标仪测试490nm处的吸收来测定细胞活性。
为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的一种中空核壳结构的金-硫化铜纳米材料的制备方法及其应用进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
(1)金种子溶液合成，5mL 0.2mol/L十六烷基三甲基溴化铵与5mL 0.5mmol/L氯金酸溶液混合搅拌2分钟，加入0.6mL 0..01mol/L硼氢化钠溶液剧烈搅拌2分钟，30℃静置30分钟；
(2)金纳米材料生长溶液，5mL 0.2mol/L十六烷基三甲基溴化铵溶液中加入0.3mL4m mol/L硝酸银溶液，然后加入5mL 1m mol/L氯金酸溶液缓慢搅拌5分钟，加入70μL 78.8mmol/L抗环血酸溶液，最后加入70μL种子溶液，静置在30℃条件下生长12小时，得到金核纳米溶液；
(3)将0.2g聚乙烯吡咯烷酮(K-30)加入到20mL水中搅拌溶解之后，加入1mL0.2mol/L氯化铜溶液搅拌2分钟，然后加入0.5mL 5μg/mL金核纳米材料溶液搅拌5分钟；
(4)将0.3mL 2mol/L氢氧化钠溶液加入到以上溶液中搅拌30s；
(5)将20μL 0.45mol/L盐酸羟胺溶液加入到上述溶液中，搅拌反应10分钟；
(6)将0.2mL 0.2mol/L硫化钠溶液加入到上述反应混合溶液中，剧烈搅拌反应2小时，离心获得沉淀，用超纯水清洗沉淀，重复三次后将沉淀置于真空烘箱中60℃烘干，得到中空核壳结构的金-硫化铜纳米材料，记作金-硫化铜(1)。
图1为本发明实施例1制备的金核纳米材料的透射电子显微镜图，从图1可以看出：本发明制备的金纳米棒尺寸均一。
图2为本发明实施例1制备的金核纳米材料的紫外-可见-近红外吸收光谱图，图2可以看出：金纳米棒在980nm存在等离子体吸收峰。
图3为本发明实施例1～3制备的金-硫化铜纳米材料的透射电子显微镜图，图3看出：实施例1合成的中空距离为8.35nm的中空核壳结构的金-硫化铜纳米粒子，并且中空结构十分明显，而且粒子尺寸均一。
图4为本发明实施例1～3制备的金-硫化铜纳米材料的紫外-可见-近红外吸收光谱图；图4看出：本发明制备的金-硫化铜纳米材料在近红外区域存在很高的吸收峰位置，而且吸收峰强度随着中空距离的增加而降低。
图5为本发明实施例1～3制备的金-硫化铜纳米材料的光热升温曲线图；图5看出：本发明提供的25μg·mL-1金-硫化铜纳米材料溶液在1W/cm2 980nm近红外激光照射下具有稳定的温度升高，在五分钟内溶液的温度就可以升高到63.5℃，数据显示金-硫化铜具有很好的光热转换能力，而且光热转换的能力具有距离依赖性。
图6为本发明实施例1～3制备的金-硫化铜纳米材料的自由基生成曲线图；图6看出：APF荧光光谱数据显示在近红外光的照射下，本发明制备的金-硫化铜纳米粒子溶液的荧光强度显著提高，表明溶液中有大量的羟基自由基产生，而且自由基产生的能力具有距离依赖性。
图7为本发明实施例1～5制备的金-硫化铜纳米材料的生物安全评价图；图7看出：在没有近红外光照射的情况下，200微克/毫升金-硫化铜纳米材料与4T1细胞作用然后培养24小时并没有引起细胞活性的明显降低，结果表明金-硫化铜纳米粒子具有很好的生物兼容性。
图8为本发明实施例1～5制备的金-硫化铜纳米材料对肿瘤细胞的杀伤能力测试图；图8看出：在近红外光的照射下，金-硫化铜纳米粒子可以引起浓度依赖性的4T1细胞的杀伤，近红外光照射下金-硫化铜纳米粒子在3微克/毫升时就能够引起明显的细胞死亡情况，达到约50％细胞的死亡。
实施例2
与实施例1不同之处在于，步骤(3)中加入3mL5μg/mL金核纳米材料溶液。制得的产品记作金-硫化铜(2)。
从图3看出：实施例2制备的中空距离为17.5nm的中空核壳结构的金-硫化铜纳米粒子，并且中空结构十分明显，而且粒子尺寸均一。
实施例2制备的金-硫化铜纳米材料的紫外-可见-近红外吸收光谱测试结果见图4。
实施例2制备的金-硫化铜纳米材料的光热升温曲线图见图5。
实施例2制备的金-硫化铜纳米材料的自由基生成曲线图见图6。
实施例2制备的金-硫化铜纳米材料的生物安全评价图见图7。
实施例2制备的金-硫化铜纳米材料对肿瘤细胞的杀伤能力测试图见图8。
本发明按照上述技术方案所述纳米材料运载化疗药物的方法，对实施例2制备的金-硫化铜纳米材料的药物运载能力进行测试，测试结果如图9所示，图9为本发明实施例2制备的金-硫化铜纳米材料的药物运载能力测试结果；图9看出：金-硫化铜纳米粒子中的中空空间可以用来进行很好的药物运载，并且盐酸阿霉素(DOX)药物的装载量随着金-硫化铜纳米粒子和DOX作用时间增加而增加。
本发明对实施例2制备的金-硫化铜纳米材料的近红外光控制的药物释放能力进行测试，测试结果如图10所示：图10为实施例2制备的金-硫化铜纳米材料的近红外光控制的药物释放能力测试结果；图10看出：金-硫化铜纳米粒子药物运载体系在近红外光的照射下有稳定的药物释放能力，在光照条件下可以连续释放约75％装载的药物，而且在没有近红外光照射的情况下药物泄露的能力很低。
实施例3
与实施例1不同之处在于，步骤(3)中加入5mL 5μg/mL金核纳米材料溶液。制得的产品记作金-硫化铜(3)。
从图3看出：实施例3制备的中空距离为58.6nm的中空核壳结构的金-硫化铜纳米粒子，并且中空结构十分明显，而且粒子尺寸均一。
实施例3制备的金-硫化铜纳米材料的紫外-可见-近红外吸收光谱测试结果见图4。
实施例3制备的金-硫化铜纳米材料的光热升温曲线图见图5。
实施例3制备的金-硫化铜纳米材料的自由基生成曲线图见图6。
实施例3制备的金-硫化铜纳米材料的生物安全评价图见图7。
实施例3制备的金-硫化铜纳米材料对肿瘤细胞的杀伤能力测试图见图8。
实施例4
(1)金种子溶液合成，5mL 0.2mol/L十六烷基三甲基溴化铵与5mL 0.5mM氯金酸溶液混合搅拌2分钟，加入0.6mL 0..01mol/L硼氢化钠溶液剧烈搅拌2分钟，30℃静置30分钟；
(2)金纳米材料生长溶液，5mL 0.2mol/L十六烷基三甲基溴化铵溶液中加入0.3mL4m mol/L硝酸银溶液，然后加入5mL 1m mol/L氯金酸溶液缓慢搅拌5分钟，加入70μL 78.8mmol/L抗环血酸溶液，最后加入70μL种子溶液，静置在30℃条件下生长12小时，得到金核纳米溶液；
(3)将0.2g聚乙烯吡咯烷酮(K-30)加入到20mL水中搅拌溶解之后，加入1mL0.2mol/L氯化铜溶液搅拌2分钟，然后加入3mL 5μg/mL金核纳米材料溶液搅拌5分钟；
(4)将0.3mL 2mol/L氢氧化钠溶液加入到以上溶液中搅拌30s；
(5)将20μL 0.45mol/L盐酸羟胺溶液加入到上述溶液中，搅拌反应10分钟；
(6)将0.1mL 0.3mol/L硫化钠溶液加入到上述反应混合溶液中，剧烈搅拌反应2小时，离心获得沉淀，用超纯水清洗沉淀，重复三次后将沉淀置于真空烘箱中60℃烘干，得到中空核壳结构的金-硫化铜纳米材料，记作金-硫化铜(4)。
图11为本发明实施例4～5制备的金-硫化铜纳米材料的透射电镜图；图11看出：本发明合成了具有不同壳层厚度的中空核壳结构的金-硫化铜纳米粒子，并且壳层厚度变化明显，而且粒子尺寸均一。
图12为本发明实施例4～5制备的金-硫化铜纳米材料的紫外-可见-近红外吸收光谱图；图12看出：中空金-硫化铜纳米粒子在近红外区域存在很高的吸收峰位置，而且吸收峰强度随着壳层厚度增加的增加而降低。
图13为本发明实施例4～5制备的金-硫化铜纳米材料的光热升温曲线图；图13看出：25μg·mL-1金-硫化铜纳米材料溶液在1W/cm2 980nm近红外激光照射下具有稳定的温度升高，在五分钟内溶液的温度就可以升高到63.5℃，数据显示金-硫化铜具有很好的光热转换能力，而且光热转换的能力具有厚度依赖性。
图14为本发明实施例4～5制备的金-硫化铜纳米材料的自由基生成曲线图；图14看出：APF荧光光谱数据显示在近红外光的照射下金-硫化铜纳米粒子溶液的荧光强度显著提高表明溶液中有大量的羟基自由基产生而且自由基产生的能力同样具有厚度依赖性。
实施例4制备的金-硫化铜纳米材料的生物安全评价图见图7。
实施例4制备的金-硫化铜纳米材料对肿瘤细胞的杀伤能力测试图见图8。
实施例5
与实施例4不同之处在于，所述步骤6)中加入0.3mL0.3mol/L硫化钠溶液，记作金-硫化铜(5)。
本发明实施例5制备的金-硫化铜纳米材料的生物安全评价图见图7。
本发明实施例5制备的金-硫化铜纳米材料对肿瘤细胞的杀伤能力测试图见图8。
本发明实施例5制备的金-硫化铜纳米材料的透射电镜图见图11。
本发明实施例5制备的金-硫化铜纳米材料的紫外-可见-近红外吸收光谱图见图12。
本发明实施例5制备的金-硫化铜纳米材料的光热升温曲线图见图13。
本发明实施例5制备的金-硫化铜纳米材料的自由基生成曲线图见图14
由以上实施例可知，本发明提供了一种中空核壳结构的金-硫化铜纳米材料的制备方法，包括以下步骤：a)将十六烷基三甲基溴化铵、氯金酸和硼氢化钠混合，反应，得到金种子溶液；b)将十六烷基三甲基溴化铵、硝酸银、氯金酸、抗坏血酸和金种子溶液混合，静置生长，得到金核纳米材料；c)将聚乙烯吡咯烷酮、水、氯化铜和金核纳米材料混合，反应，得到第一反应产物；d)将第一反应产物和氢氧化钠反应，得到第二反应产物；e)将第二反应产物和盐酸羟胺反应，得到第三反应产物；f)将第三反应产物和硫化钠反应，离心，得到的沉淀物清洗后烘干，得到中空核壳结构的金-硫化铜纳米材料。本发明提出一种合成具有不同中空距离和不同壳层厚度中空核壳结构的金-硫化铜纳米材料的方法，在近红外光的照射下的中空核壳结构中，金纳米粒子通过等离子共振能转移机制可以明显提高硫化铜的光热性质。另外，该金-硫化铜纳米材料还具有较高的光动力性质；还能运载化疗药物，具有较高的肿瘤细胞杀伤效率。实验结果表明：25μg·mL-1金-硫化铜纳米材料溶液在1W/cm2 980nm近红外激光照射下具有稳定的温度升高，在五分钟内溶液的温度能够升高到63.5℃；近红外光照射下，金-硫化铜纳米粒子在3微克/毫升时就能够引起明显的细胞死亡情况，达到约50％细胞的死亡)；金-硫化铜纳米粒子在近红外区域存在很高的吸收峰；吸收强度随着中空距离的增加而降低；在近红外光的照射下金-硫化铜纳米粒子溶液的荧光强度显著提高；在光照条件下能够连续释放约75％装载的药物；在没有近红外光照射的情况下，200微克/毫升金-硫化铜纳米材料与4T1细胞作用然后培养24小时并没有引起细胞活性的明显降低，结果表明金-硫化铜纳米粒子具有很好的生物兼容性。
以上所述仅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，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种中空核壳结构的金-硫化铜纳米材料的制备方法，包括以下步骤：
a)将十六烷基三甲基溴化铵、氯金酸和硼氢化钠混合，反应，得到金种子溶液；
b)将十六烷基三甲基溴化铵、硝酸银、氯金酸、抗坏血酸和金种子溶液混合，静置生长，得到金核纳米材料；
c)将聚乙烯吡咯烷酮、水、氯化铜和金核纳米材料混合，反应，得到第一反应产物；
d)将第一反应产物和氢氧化钠反应，得到第二反应产物；
e)将第二反应产物和盐酸羟胺反应，得到第三反应产物；
f)将第三反应产物和硫化钠反应，离心，得到的沉淀物清洗后烘干，得到中空核壳结构的金-硫化铜纳米材料。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述聚乙烯吡咯烷酮的质量、氯化铜的物质的量和金核纳米材料的质量比为(0.1～0.4)g：(0.01～0.4)mmol：(1～25)μg。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述氢氧化钠、盐酸羟胺、硫化钠的物质的量和金核纳米材料的质量比为(0.2～0.8)mmol：(0.5～16.25)μmol：(0.01～0.12)mmol：(1～25)μg。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤a)中十六烷基三甲基溴化铵、氯金酸和硼氢化钠的物质量比为1mol:2.5mmol：0.06mmol。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤b)中十六烷基三甲基溴化铵和硝酸银的物质量比为1000：0.2～2.8。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤c)中反应的时间为3～7min；
所述步骤d)中反应的时间为20～40s；
所述步骤e)中反应的时间为8～12min；
所述步骤f)中反应的时间为1.5～2.5h。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述中空核壳结构的金-硫化铜纳米材料为纳米棒状，长度为60～90nm，宽度为12～25nm。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述中空核壳结构的金-硫化铜纳米材料的中空距离为5～60nm；壳层厚度为10～35nm。
9.一种药物，包括载体和负载在载体上的药用活性成分；
所述载体为权利要求1～8任意一项所述制备方法制备的中空核壳结构的金-硫化铜纳米材料。
10.根据权利要求9所述的药物，其特征在于，所述药用活性成分为化疗药物；
所述化疗药物和载体的质量比为0.5～3:10。
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