CN111202720A - 硫化铜/二氧化硅/二氧化锰纳米复合粒子及制法和应用 - Google Patents

硫化铜/二氧化硅/二氧化锰纳米复合粒子及制法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种硫化铜/二氧化硅/二氧化锰纳米复合粒子及制法和应用，制备方法为：先以一锅法合成硫化铜，然后通过溶胶‑凝胶法制得CuS@SiO2纳米粒子，再将CuS@SiO2溶解到乙醇溶液中并加入硝酸铵溶液反应制得CuS@mSiO2纳米粒子，最后将CuS@mSiO2纳米粒子与KMnO4溶液混合反应得到CuS@mSiO2@MnO2纳米复合物；制得的硫化铜/二氧化硅/二氧化锰纳米复合粒子的比表面积为360.82～364.82m2g‑1，平均孔径为3.0～3.2nm。本发明的方法反应条件温和，制得的硫化铜/二氧化硅/二氧化锰纳米复合粒子可用于光热治疗及核磁成像，光热转化效率高，成像造影性能好。

Description

硫化铜/二氧化硅/二氧化锰纳米复合粒子及制法和应用
技术领域
本发明属纳米复合粒子制备技术领域，涉及一种硫化铜/二氧化硅/二氧化锰纳米复合粒子及制法和应用。
背景技术
受环境污染以及人们生活方式的变化等方面的影响，癌症病例在逐年递增，癌症日益威胁着人们的健康。现有的癌症治疗方式主要有手术治疗、化学疗法和放射疗法等，而这些方法并不能完全清除癌细胞并且会对机体正常组织和细胞造成严重的毒副作用。据了解在许多的肿瘤细胞比如肺癌、头颈部癌中均发现细胞内谷胱甘肽(GSH)水平的升高。而细胞内GSH水平的升高可能引起细胞对凋亡的抵抗。值得一提的是缓解缺氧和GSH的耗竭都可以破坏肿瘤微环境(TME)和细胞的抗氧化防御系统。
现有技术如DOI号为10.1039/c5dt00198f的文章公开了一种CuS@mSiO2-PEG的复合材料的合成及应用，其首先合成硫化铜纳米颗粒，然后在硫化铜外层包覆二氧化硅，形成硫化铜纳米微球，该复合材料因为有硫化铜纳米颗粒的存在，可以在激光照射下，进行光热治疗消融肿瘤；虽然该材料能负载药物也能光热治疗消融肿瘤，但由于没有“按钮键”二硫键，不能与肿瘤里面的GSH反应，以此来缓解肿瘤内大量的GSH含量，不能触发生物降解，更不能缓解肿瘤缺氧环境。
发明内容
针对现有技术存在的上述问题和需求，本发明旨在提供一种硫化铜/二氧化硅/二氧化锰纳米复合粒子及制法和应用，本发明的硫化铜/二氧化硅/二氧化锰纳米复合粒子为硫化铜/二氧化硅纳米微球表面包覆二氧化锰的复合物，硫化铜纳米颗粒表面包覆含有二硫键的二氧化硅壳，能够触发材料生物降解，极大地降低肿瘤内GSH的含量，诱导肿瘤细胞增加治疗的敏感性并且结合光热治疗，提高化学动力学治疗。
本发明的纳米复合粒子反应过程条件温和且尺寸均一。单纯的含二硫键的CuS@mSiO2其只能消耗肿瘤内少量的GSH；与之相比，含二硫键的CuS@mSiO2@MnO2治疗肿瘤的效果远远高于单纯只含二硫键的CuS@mSiO2，可以从以下几个方面来说明，纳米粒子外层的MnO2，可以和肿瘤内高浓度的GSH反应，把GSH变成GSSH，生成的Mn2+可以和肿瘤内的双氧水反应生成羟基自由基，以此来增强化学动力学治疗。不仅如此，二氧化锰可以与过量的双氧水反应生成氧气，缓解肿瘤缺氧，防止肿瘤复发，并以核磁成像引导同步诊断。而CuS@mSiO2@MnO2在通过近红外激光照射进行光热治疗，因为光热治疗能杀死癌细胞，其协同治疗的效果又远远大于前两者，由于该材料是含有二硫键的介孔二氧化硅，因此负载药物并且实现药物精准释放又使其进一步达到理想的治疗效果。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：
硫化铜/二氧化硅/二氧化锰纳米复合粒子，所述硫化铜/二氧化硅/二氧化锰纳米复合粒子是指硫化铜/二氧化硅纳米微球表面包覆二氧化锰的复合物；所述硫化铜/二氧化硅纳米微球为硫化铜纳米颗粒表面包覆含有二硫键的二氧化硅壳的复合物；
所述硫化铜/二氧化硅/二氧化锰纳米复合粒子的比表面积为360.82～364.82m2g-1，平均孔径为3.0～3.2nm；
在915nm的激光安全功率密度(1.0W/cm2)照射下，进行光热治疗消融，光热转换效率高达39％～41％；
安全功率密度(1.0W/cm2)照射下，915nm激光照射体内光热120s，温度上升了30～32℃。
作为优选的技术方案：
如上所述的硫化铜/二氧化硅/二氧化锰纳米复合粒子，所述硫化铜/二氧化硅/二氧化锰纳米复合粒子的平均粒径为160～170nm；所述硫化铜/二氧化硅纳米微球的平均粒径为40～45nm。
本发明还提供了如上所述的硫化铜/二氧化硅/二氧化锰纳米复合粒子的制备方法，包括以下步骤：
(1)将柠檬酸三钠和二水合氯化铜混合后，加入水，再加入九水合硫化钠溶液，室温(25℃)下搅拌5～10min后，加热至90～95℃；维持10～20min后，冷却；得到深绿色的硫化铜溶液；
(2)将十六甲基溴化铵与所述硫化铜溶液均匀混合，在40～50℃下搅拌2～3h；随后依次加入乙醇、氢氧化钠和混合了双(三乙氧基甲硅烷基丙基)二硫化物的正硅酸四乙酯(TEOS)；继续在40～50℃下搅拌反应8～9h；然后用乙醇洗涤数次获得纯产物CuS@SiO2纳米粒子；
(3)将所述纯产物CuS@SiO2纳米粒子溶解到乙醇溶液中并加入硝酸铵溶液，在50～55℃下搅拌2～3h，得到CuS@mSiO2纳米粒子；
(4)将所述CuS@mSiO2纳米粒子与KMnO4溶液混合4～6h，得到CuS@mSiO2@MnO2纳米复合物，离心并用去离子水洗涤2～3次。
作为优选的技术方案：
如上所述的硫化铜/二氧化硅/二氧化锰纳米复合粒子的制备方法，步骤(1)所述柠檬酸三钠所需的质量为40～45mg，二水合氯化铜所需的质量为34～38mg；所需要的水的体积为180～200ml，九水合硫化钠所需的质量为48～54mg，所需的溶解九水合硫化钠的溶剂的体积为15～18ml。
如上所述的硫化铜/二氧化硅/二氧化锰纳米复合粒子的制备方法，步骤(2)所述乙醇、氢氧化钠、双(三乙氧基甲硅烷基丙基)二硫化物与正硅酸四乙酯的体积比为300～350:10～12:2～2.4:5～6，正硅酸四乙酯滴加速度为1～2d/s。
如上所述的硫化铜/二氧化硅/二氧化锰纳米复合粒子的制备方法，步骤(3)所述硝酸铵溶液的浓度为10～15mg/mL，乙醇和硝酸铵的体积比为5～8:1～1.6。
如上所述的硫化铜/二氧化硅/二氧化锰纳米复合粒子的制备方法，步骤(4)所述CuS@mSiO2纳米粒子溶液与KMnO4溶液的体积比为3～9:0.1～0.5，KMnO4溶液的浓度为0.3～1.5mg/ml，离心转速为6000～7000rpm/min。
本发明还提供一种如上所述的硫化铜/二氧化硅/二氧化锰纳米复合粒子的应用，所述硫化铜/二氧化硅/二氧化锰纳米复合粒子用于光热治疗以及核磁成像。
需要指出的是，GSH的氧化可能会诱导肿瘤细胞增加治疗的敏感性，基于改变肿瘤细胞中GSH的水平可以提高肿瘤细胞对不同治疗方法的敏感性。
二氧化锰纳米结构可以作为TME响应的治疗诊断试剂。肿瘤内大量高浓度GSH，也可以与MnO2反应，生成氧化型的谷胱甘肽(GSSH)，GSH的浓度下降同时生成的Mn2+，不仅可以核磁成像，还可以与肿瘤内过量的过氧化氢反应，生成羟基自由基，以此来提高化学动力学治疗。二氧化锰还可以与双氧水反应生成氧气，可以缓解肿瘤的缺氧环境，将二硫键引入二氧化硅骨架中不仅可以在生理条件下维持高稳定性，而且还可以实现由活细胞特别是癌细胞中的细胞内还原性微环境使肿瘤内GSH与之反应变成GSSH。两者同时协调，使肿瘤细胞内的谷胱甘肽的含量极大地下降的同时极大地提高了肿瘤的治疗效果。
本发明首先合成硫化铜/二氧化硅纳米微球(表面包覆含有二硫键的二氧化硅壳)，解决了硫化铜表面包覆含二硫键的二氧化硅难的问题，最外层通过高锰酸钾溶液包覆二氧化硅，得到硫化铜/二氧化硅/二氧化锰纳米复合物，与现有技术相比，本发明具有以下特点：
(1)本发明制备得到的CuS@mSiO2@MnO2纳米复合粒子反应条件温和，结构稳定；
(2)本发明制备得到的CuS@mSiO2@MnO2纳米复合粒子包裹的含有二硫键的介孔二氧化硅，不仅能够负载药物，还能实现药物的有效控释，同时在肿瘤环境下即高浓度GSH变成GSSH，上调肿瘤内GSSH的浓度；
(3)本发明制备得到的CuS@mSiO2@MnO2纳米复合粒子，引入的二氧化锰纳米粒子，不仅能够与肿瘤内的双氧水反应生成Mn2+，缓解肿瘤缺氧的环境。还有两点好处，第一是生成的Mn2+可以适用于核磁成像，第二是生成的Mn2+可以和肿瘤内的双氧水反应生成羟基自由基，以此来来增强化学动力学治疗，最重要的一点是，二氧化锰也可以和肿瘤内的GSH反应，把谷胱甘肽变成氧化性的，增加肿瘤细胞治疗敏感性。
有益效果：
(1)本发明的方法制备得到的硫化铜/二氧化硅/二氧化锰纳米复合纳米粒子反应条件温和，形貌均一，同时拥有较强的近红外吸收能力，能将近红外光的能量有效转换成热量，在915nm的激光安全功率密度(1.0W/cm2)照射下，915nm激光照射体内光热120s，温度上升了30.9℃，足以杀死癌症细胞进行光热治疗；
(2)本发明的方法制备得到的硫化铜/二氧化硅/二氧化锰复合纳米粒子有较大空腔，不仅可以用于载药，还可以精准的控制药物的释放实现光热治疗协同化疗，更好的消融肿瘤细胞；
(3)本发明的方法制备得到的硫化铜/二氧化硅/二氧化锰纳米复合纳米粒子同时也是很好的核磁成像造影剂，能实现核磁成像进而引导治疗，实现诊疗一体化；
(4)本发明的方法制备得到的硫化铜/二氧化硅/二氧化锰纳米复合纳米粒子，带二硫键的二氧化硅和二氧化锰把肿瘤内大量的还原型的谷胱甘肽变成氧化型的，增加肿瘤细胞治疗敏感性，提高化学动力学治疗的效果。
附图说明：
图1为本发明实施例1中的CuS@mSiO2@MnO2纳米粒子的低倍TEM图；
图2为本发明实施例1中的CuS@mSiO2@MnO2纳米粒子的高倍TEM图；
图3为本发明实施例1中的CuS@mSiO2@MnO2纳米粒子水合粒径图；
图4为本发明实施例1中的CuS@mSiO2@MnO2纳米粒子的孔径分布曲线与氮气吸附与脱附的等温曲线；
图5为本发明实施例1中的CuS@mSiO2@MnO2纳米粒子的紫外吸收图；
图6为本发明实施例1中的CuS@mSiO2@MnO2纳米粒子不同浓度下的光热性能图；
图7为本发明实施例1中的CuS@mSiO2@MnO2纳米粒子的升温温差图；
图8为本发明实施例1中的CuS@mSiO2@MnO2纳米粒子装载曲线以及CuS@mSiO2@MnO2/DOX纳米复合物在不同的pH值下药物释放曲线图；
图9为HK-2细胞(正常细胞)和HeLa细胞(肿瘤细胞)在不同浓度下CuS@mSiO2@MnO2纳米粒子细胞活性大小；
图10为CuS@mSiO2@MnO2纳米粒子细胞凋亡图；
图11为本发明实施例1中的CuS@mSiO2@MnO2纳米粒子核磁信号图；
图12为本发明实施例1中的CuS@mSiO2@MnO2纳米粒子对于小鼠体内肿瘤的治疗效果。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1
硫化铜/二氧化硅/二氧化锰纳米复合粒子的制备方法，步骤如下：
(1)将40mg柠檬酸三钠和34mg二水合氯化铜混合后，加入180ml水，再加入48mg九水合硫化钠的溶液(所需的溶解九水合硫化钠的水的体积为15ml)，室温下搅拌5min后，加热至90℃；维持20min后，冷却；得到深绿色的硫化铜溶液；
(2)将0.5g十六甲基溴化铵与上述硫化铜溶液均匀混合，在40℃下搅拌2h；随后依次加入乙醇、氢氧化钠和混合了双(三乙氧基甲硅烷基丙基)二硫化物的正硅酸四乙酯；继续在40℃下搅拌反应8h；然后用乙醇洗涤数次获得纯产物CuS@SiO2纳米粒子；其中，乙醇:氢氧化钠:双(三乙氧基甲硅烷基丙基)二硫化物:正硅酸四乙酯的体积比为300:10:2:5，正硅酸四乙酯滴加速度为1d/s；
(3)将上述纯产物CuS@SiO2溶解到乙醇溶液中并加入浓度为10mg/mL的硝酸铵溶液，在50℃下搅拌2h，得到CuS@mSiO2纳米粒子；其中，乙醇和硝酸铵的体积比为5:1；
(4)将上述CuS@mSiO2纳米粒子与KMnO4溶液混合4h，得到CuS@mSiO2@MnO2纳米复合物，离心并用去离子水洗涤2次；其中，CuS@mSiO2纳米粒子溶液与KMnO4溶液的体积比为3:0.1，KMnO4溶液的浓度为0.3mg/ml，离心转速为6000rpm/min。
最终制得的硫化铜/二氧化硅/二氧化锰纳米复合粒子，为硫化铜/二氧化硅纳米微球外表面包覆二氧化锰的复合物，硫化铜/二氧化硅纳米微球为硫化铜纳米颗粒包覆含有二硫键的二氧化硅壳；硫化铜/二氧化硅/二氧化锰纳米复合粒子可用于光热治疗以及核磁成像。
实施例1中制备的CuS@mSiO2@MnO2纳米材料，如图1和2所示，低倍的透射电镜和高倍的投射电镜图中均显示出其均一的形貌，且能说明MnO2长在CuS@mSiO2的表面；如图3所示，在水中具有很好的分散并且材料的粒径没有随着时间的推移而产生变化，其水合半径约为168nm；在图4中，根据比表面积测定仪测量得到CuS@mSiO2@MnO2的比表面积和平均的孔径分别为362.82m2g-1(a)和3.1nm(b)，如此高的比表面积说明CuS@mSiO2@MnO2纳米颗粒是介孔结构，可以作为一个药物载体高效的装载药物；把实施例1中得到的CuS@mSiO2@MnO2复合纳米粒子分散于水中，用紫外可见分光光度计测其在近红外处的吸收峰，如图5所示。可以看出，所制备的材料在近红外光区有较强较宽的吸收峰；实施例1中得到的CuS@mSiO2@MnO2复合纳米粒子分别分散于去离子水中，0、25μg/mL、50μg/mL、100μg/mL、200μg/mL、400μg/mL的溶液于200μL离心管中，功率密度为1W/cm2，波长为915nm激光辐照10min，记录溶液在不同时间点的温度如图6所示，随辐照时间的增加,溶液温度逐渐升高,而且浓度越高,升温速率越快，说明CuS@mSiO2@MnO2复合纳米粒子具有优异的光热转换性能。将400μg/mL的溶液于200μL离心管中,功率密度为1W/cm2,波长为915nm激光辐照，当温度稳定后，关闭激光自由降温至室温，如图7所示，计算光热转换效率为40.49％。
42mg CuS@mSiO2@MnO2分别分散在5mL的PBS中(pH 5.0、6.5和7.4)，有激光或者没有激光照射，在预定的时间，收集上清液用于紫外测量释放的药物含量，结果如图8，说明CuS@mSiO2@MnO2/DOX在酸性的环境下和激光照射的情况下，可以触发DOX的释放，从而增加化学治疗效果。
在本实施例中，通过CCK-8试剂盒对纳米粒子进行HeLa细胞和HK-2细胞活力影响的考察，其方法如下：
将HeLa(癌细胞)和HK-2(正常细胞)在96孔板中共同培养，如图9，说明CuS@mSiO2@MnO2即使在320μg/mL的浓度下，对正常细胞的毒性很低，对癌细胞因为其化学动力学治疗，所以癌细胞的存活率相对正常细胞低。HeLa首先在瓶底生长，HK-2细胞密度为6×104/mL置入上室中，于37℃和5％的CO2浓度的细胞培养箱中培养，光热治疗24h后，细胞用PBS清洗3次，检测细胞活力。
将实施例1中制备的CuS@mSiO2@MnO2复合纳米粒子用于检测细胞凋亡，如图10所示，加入一定量的CuS@mSiO2@MnO2后照激光，可以明显的观察到细胞的凋亡，其细胞凋亡的数量治疗效果远远大于单纯的NIR激光照射，或者是单纯CuS@mSiO2@MnO2治疗，更是远远大于控制组的，说明光热疗法协同化疗和化学动力学疗法，能有效的杀死癌细胞，起到1+1>2的效果。
将实施例1中制备的CuS@mSiO2@MnO2复合纳米粒子分别配制锰浓度为0、0.0625、0.125、0.25、0.5、1.0M的水溶液，测试其核磁成像性能，结果如图11所示，在有GSH的环境下，随着锰的浓度越大,1/T1的值越大，表明其具有优异的成像造影性能，锰且对GSH很敏感。
将实施例1中制备的CuS@mSiO2@MnO2复合纳米粒子对小鼠进行不同的治疗，记录十四天内小鼠的肿瘤的变化，如图12所示，可以说明该复合纳米粒子，综合治疗的效果远远大于单个功能的治疗效果。
实施例2
硫化铜/二氧化硅/二氧化锰纳米复合粒子的制备方法，步骤如下：
(1)将41mg柠檬酸三钠和34mg二水合氯化铜混合后，加入187ml水，再加入含有49mg九水合硫化钠的溶液(所需的溶解九水合硫化钠的水的体积为15ml)，室温下搅拌8min后，加热至90℃；维持12min后，冷却；得到深绿色的硫化铜溶液；
(2)将0.5g十六甲基溴化铵与上述硫化铜溶液均匀混合，在45℃下搅拌3h；随后依次加入乙醇、氢氧化钠和混合了双(三乙氧基甲硅烷基丙基)二硫化物的正硅酸四乙酯；继续在45℃下搅拌反应8h；然后用乙醇洗涤数次获得纯产物CuS@SiO2纳米粒子；其中，乙醇:氢氧化钠:双(三乙氧基甲硅烷基丙基)二硫化物:正硅酸四乙酯的体积比为340:11:2:6，正硅酸四乙酯滴加速度为2d/s；
(3)将上述纯产物CuS@SiO2溶解到乙醇溶液中并加入浓度为13mg/mL的硝酸铵溶液，在52℃下搅拌3h，得到CuS@mSiO2纳米粒子；其中，乙醇和硝酸铵的体积比为7:1.2；
(4)将上述CuS@mSiO2纳米粒子与KMnO4溶液混合5h，得到CuS@mSiO2@MnO2纳米复合物，离心并用去离子水洗涤2次；其中，CuS@mSiO2纳米粒子溶液与KMnO4溶液的体积比为5:0.2，KMnO4溶液的浓度为0.3mg/ml，离心转速为6558rpm/min。
最终制得的硫化铜/二氧化硅/二氧化锰纳米复合粒子，为硫化铜/二氧化硅纳米微球外表面包覆二氧化锰的复合物，平均粒径为160nm，硫化铜/二氧化硅纳米微球为硫化铜纳米颗粒包覆含有二硫键的二氧化硅壳，平均粒径为40nm；硫化铜/二氧化硅/二氧化锰纳米复合粒子的比表面积为360.82m2g-1，平均孔径为3.1nm；
硫化铜/二氧化硅/二氧化锰纳米复合粒子可用于光热治疗以及核磁成像，在915nm的激光安全功率密度(1.0W/cm2)照射下，进行光热治疗消融，光热转换效率高达39％；安全功率密度(1.0W/cm2)照射下，915nm激光照射体内光热120s，温度上升了30℃。
实施例3
硫化铜/二氧化硅/二氧化锰纳米复合粒子的制备方法，步骤如下：
(1)将42mg柠檬酸三钠和35mg二水合氯化铜混合后，加入192ml水，再加入含有48mg九水合硫化钠溶液(所需的溶解九水合硫化钠的水的体积为15ml)，室温下搅拌10min后，加热至92℃；维持13min后，冷却；得到深绿色的硫化铜溶液；
(2)将0.6g十六甲基溴化铵与上述硫化铜溶液均匀混合，在43℃下搅拌2h；随后依次加入乙醇、氢氧化钠和混合了双(三乙氧基甲硅烷基丙基)二硫化物的正硅酸四乙酯；继续在43℃下搅拌反应8h；然后用乙醇洗涤数次获得纯产物CuS@SiO2纳米粒子；其中，乙醇:氢氧化钠:双(三乙氧基甲硅烷基丙基)二硫化物:正硅酸四乙酯的体积比为319:12:2:6，正硅酸四乙酯滴加速度为2d/s；
(3)将上述纯产物CuS@SiO2溶解到乙醇溶液中并加入浓度为13mg/mL的硝酸铵溶液，在51℃下搅拌2h，得到CuS@mSiO2纳米粒子；其中，乙醇和硝酸铵的体积比为6:1.1；
(4)将上述CuS@mSiO2纳米粒子与KMnO4溶液混合4h，得到CuS@mSiO2@MnO2纳米复合物，离心并用去离子水洗涤2次；其中，CuS@mSiO2纳米粒子溶液与KMnO4溶液的体积比为5:0.4，KMnO4溶液的浓度为0.9mg/ml，离心转速为6700rpm/min。
最终制得的硫化铜/二氧化硅/二氧化锰纳米复合粒子，为硫化铜/二氧化硅纳米微球外表面包覆二氧化锰的复合物，平均粒径为165nm，硫化铜/二氧化硅纳米微球为硫化铜纳米颗粒包覆含有二硫键的二氧化硅壳，平均粒径为45nm；硫化铜/二氧化硅/二氧化锰纳米复合粒子的比表面积为362.82m2g-1，平均孔径为3.2nm；
硫化铜/二氧化硅/二氧化锰纳米复合粒子可用于光热治疗以及核磁成像，在915nm的激光安全功率密度(1.0W/cm2)照射下，进行光热治疗消融，光热转换效率高达39.5％；安全功率密度(1.0W/cm2)照射下，915nm激光照射体内光热120s，温度上升了30.3℃。
实施例4
硫化铜/二氧化硅/二氧化锰纳米复合粒子的制备方法，步骤如下：
(1)将42mg柠檬酸三钠和36mg二水合氯化铜混合后，加入192ml水，再加入含有49mg九水合硫化钠溶液(所需的溶解九水合硫化钠的水的体积为17ml)，室温下搅拌8min后，加热至91℃；维持20min后，冷却；得到深绿色的硫化铜溶液；
(2)将0.58g十六甲基溴化铵与上述硫化铜溶液均匀混合，在47℃下搅拌3h；随后依次加入乙醇、氢氧化钠和混合了双(三乙氧基甲硅烷基丙基)二硫化物的正硅酸四乙酯；继续在47℃下搅拌反应8h；然后用乙醇洗涤数次获得纯产物CuS@SiO2纳米粒子；其中，乙醇:氢氧化钠:双(三乙氧基甲硅烷基丙基)二硫化物:正硅酸四乙酯的体积比为340:11:2.3:5，正硅酸四乙酯滴加速度为2d/s；
(3)将上述纯产物CuS@SiO2溶解到乙醇溶液中并加入浓度为15mg/mL的硝酸铵溶液，在53℃下搅拌2h，得到CuS@mSiO2纳米粒子；其中，乙醇和硝酸铵的体积比为7:0.9；
(4)将上述CuS@mSiO2纳米粒子与KMnO4溶液混合4h，得到CuS@mSiO2@MnO2纳米复合物，离心并用去离子水洗涤2次；其中，CuS@mSiO2纳米粒子溶液与KMnO4溶液的体积比为7:0.4，KMnO4溶液的浓度为0.6mg/ml，离心转速为6450rpm/min。
最终制得的硫化铜/二氧化硅/二氧化锰纳米复合粒子，为硫化铜/二氧化硅纳米微球外表面包覆二氧化锰的复合物，平均粒径为163nm，硫化铜/二氧化硅纳米微球为硫化铜纳米颗粒包覆含有二硫键的二氧化硅壳，平均粒径为43nm；硫化铜/二氧化硅/二氧化锰纳米复合粒子的比表面积为361.82m2g-1，平均孔径为3.1nm；
硫化铜/二氧化硅/二氧化锰纳米复合粒子可用于光热治疗以及核磁成像，在915nm的激光安全功率密度(1.0W/cm2)照射下，进行光热治疗消融，光热转换效率高达40％；安全功率密度(1.0W/cm2)照射下，915nm激光照射体内光热120s，温度上升了30.2℃。
实施例5
硫化铜/二氧化硅/二氧化锰纳米复合粒子的制备方法，步骤如下：
(1)将44.2mg柠檬酸三钠和36mg二水合氯化铜混合后，加入193ml水，再加入含有48mg九水合硫化钠溶液(所需的溶解九水合硫化钠的水的体积为19ml)，室温下搅拌6min后，加热至91℃；维持18min后，冷却；得到深绿色的硫化铜溶液；
(2)将0.54g十六甲基溴化铵与上述硫化铜溶液均匀混合，在47℃下搅拌2h；随后依次加入乙醇、氢氧化钠和混合了双(三乙氧基甲硅烷基丙基)二硫化物的正硅酸四乙酯；继续在47℃下搅拌反应8h；然后用乙醇洗涤数次获得纯产物CuS@SiO2纳米粒子；其中，乙醇:氢氧化钠:双(三乙氧基甲硅烷基丙基)二硫化物:正硅酸四乙酯的体积比为330:11:2.1:5，正硅酸四乙酯滴加速度为1d/s；
(3)将上述纯产物CuS@SiO2溶解到乙醇溶液中并加入浓度为14mg/mL的硝酸铵溶液，在55℃下搅拌2h，得到CuS@mSiO2纳米粒子；其中，乙醇和硝酸铵的体积比为6:1.2；
(4)将上述CuS@mSiO2纳米粒子与KMnO4溶液混合6h，得到CuS@mSiO2@MnO2纳米复合物，离心并用去离子水洗涤2次；其中，CuS@mSiO2纳米粒子溶液与KMnO4溶液的体积比为7:0.3，KMnO4溶液的浓度为0.3mg/ml，离心转速为6966rpm/min。
最终制得的硫化铜/二氧化硅/二氧化锰纳米复合粒子，为硫化铜/二氧化硅纳米微球外表面包覆二氧化锰的复合物，平均粒径为167nm，硫化铜/二氧化硅纳米微球为硫化铜纳米颗粒包覆含有二硫键的二氧化硅壳，平均粒径为41nm；硫化铜/二氧化硅/二氧化锰纳米复合粒子的比表面积为364.82m2g-1，平均孔径为3.0nm；
硫化铜/二氧化硅/二氧化锰纳米复合粒子可用于光热治疗以及核磁成像，在915nm的激光安全功率密度(1.0W/cm2)照射下，进行光热治疗消融，光热转换效率高达40.3％；安全功率密度(1.0W/cm2)照射下，915nm激光照射体内光热120s，温度上升了30.6℃。
实施例6
硫化铜/二氧化硅/二氧化锰纳米复合粒子的制备方法，步骤如下：
(1)将43mg柠檬酸三钠和36mg二水合氯化铜混合后，加入196ml水，再加入含有49mg九水合硫化钠溶液(所需的溶解九水合硫化钠的水的体积为16ml)，室温下搅拌9min后，加热至92℃；维持12min后，冷却；得到深绿色的硫化铜溶液；
(2)将0.53g十六甲基溴化铵与上述硫化铜溶液均匀混合，在46℃下搅拌2h；随后依次加入乙醇、氢氧化钠和混合了双(三乙氧基甲硅烷基丙基)二硫化物的正硅酸四乙酯；继续在46℃下搅拌反应8.5h；然后用乙醇洗涤数次获得纯产物CuS@SiO2纳米粒子；其中，乙醇:氢氧化钠:双(三乙氧基甲硅烷基丙基)二硫化物:正硅酸四乙酯的体积比为311:11:2:5.5，正硅酸四乙酯滴加速度为1d/s；
(3)将上述纯产物CuS@SiO2溶解到乙醇溶液中并加入浓度为13mg/mL的硝酸铵溶液，在52℃下搅拌3h，得到CuS@mSiO2纳米粒子；其中，乙醇和硝酸铵的体积比为7:1.2；
(4)将上述CuS@mSiO2纳米粒子与KMnO4溶液混合5h，得到CuS@mSiO2@MnO2纳米复合物，离心并用去离子水洗涤2次；其中，CuS@mSiO2纳米粒子溶液与KMnO4溶液的体积比为7:0.1，KMnO4溶液的浓度为1.2mg/ml，离心转速为6762rpm/min。
最终制得的硫化铜/二氧化硅/二氧化锰纳米复合粒子，为硫化铜/二氧化硅纳米微球外表面包覆二氧化锰的复合物，平均粒径为163nm，硫化铜/二氧化硅纳米微球为硫化铜纳米颗粒包覆含有二硫键的二氧化硅壳，平均粒径为40nm；硫化铜/二氧化硅/二氧化锰纳米复合粒子的比表面积为363.52m2g-1，平均孔径为3.1nm；
硫化铜/二氧化硅/二氧化锰纳米复合粒子可用于光热治疗以及核磁成像，在915nm的激光安全功率密度(1.0W/cm2)照射下，进行光热治疗消融，光热转换效率高达40.4％；安全功率密度(1.0W/cm2)照射下，915nm激光照射体内光热120s，温度上升了30.9℃。
实施例7
硫化铜/二氧化硅/二氧化锰纳米复合粒子的制备方法，步骤如下：
(1)将44mg柠檬酸三钠和36mg二水合氯化铜混合后，加入198ml水，再加入含有50mg九水合硫化钠溶液(所需的溶解九水合硫化钠的水的体积为17ml)，室温下搅拌5min后，加热至93℃；维持12min后，冷却；得到深绿色的硫化铜溶液；
(2)将0.55g十六甲基溴化铵与上述硫化铜溶液均匀混合，在45℃下搅拌3h；随后依次加入乙醇、氢氧化钠和混合了双(三乙氧基甲硅烷基丙基)二硫化物的正硅酸四乙酯；继续在45℃下搅拌反应9h；然后用乙醇洗涤数次获得纯产物CuS@SiO2纳米粒子；其中，乙醇:氢氧化钠:双(三乙氧基甲硅烷基丙基)二硫化物:正硅酸四乙酯的体积比为310:10:2.1:5，正硅酸四乙酯滴加速度为1d/s；
(3)将上述纯产物CuS@SiO2溶解到乙醇溶液中并加入浓度为12mg/mL的硝酸铵溶液，在51℃下搅拌2h，得到CuS@mSiO2纳米粒子；其中，乙醇和硝酸铵的体积比为6:1；
(4)将上述CuS@mSiO2纳米粒子与KMnO4溶液混合4h，得到CuS@mSiO2@MnO2纳米复合物，离心并用去离子水洗涤2次；其中，CuS@mSiO2纳米粒子溶液与KMnO4溶液的体积比为3:0.2，KMnO4溶液的浓度为0.3mg/ml，离心转速为6182rpm/min。
最终制得的硫化铜/二氧化硅/二氧化锰纳米复合粒子，为硫化铜/二氧化硅纳米微球外表面包覆二氧化锰的复合物，平均粒径为169nm，硫化铜/二氧化硅纳米微球为硫化铜纳米颗粒包覆含有二硫键的二氧化硅壳，平均粒径为43nm；硫化铜/二氧化硅/二氧化锰纳米复合粒子的比表面积为364.82m2g-1，平均孔径为3.0nm；
硫化铜/二氧化硅/二氧化锰纳米复合粒子可用于光热治疗以及核磁成像，在915nm的激光安全功率密度(1.0W/cm2)照射下，进行光热治疗消融，光热转换效率高达40.5％；安全功率密度(1.0W/cm2)照射下，915nm激光照射体内光热120s，温度上升了31.5℃。
实施例8
硫化铜/二氧化硅/二氧化锰纳米复合粒子的制备方法，步骤如下：
(1)将45mg柠檬酸三钠和38mg二水合氯化铜混合后，加入200ml水，再加入含有54mg九水合硫化钠溶液(所需的溶解九水合硫化钠的水的体积为18ml)，室温下搅拌10min后，加热至95℃；维持10min后，冷却；得到深绿色的硫化铜溶液；
(2)将十六甲基溴化铵与上述硫化铜溶液均匀混合，在50℃下搅拌3h；随后依次加入乙醇、氢氧化钠和混合了双(三乙氧基甲硅烷基丙基)二硫化物的正硅酸四乙酯；继续在50℃下搅拌反应9h；然后用乙醇洗涤数次获得纯产物CuS@SiO2纳米粒子；其中，乙醇:氢氧化钠:双(三乙氧基甲硅烷基丙基)二硫化物:正硅酸四乙酯的体积比为350:12:2.4:6，正硅酸四乙酯滴加速度为2d/s；
(3)将上述纯产物CuS@SiO2溶解到乙醇溶液中并加入浓度为15mg/mL的硝酸铵溶液，在55℃下搅拌3h，得到CuS@mSiO2纳米粒子；其中，乙醇和硝酸铵的体积比为8:1.6；
(4)将上述CuS@mSiO2纳米粒子与KMnO4溶液混合6h，得到CuS@mSiO2@MnO2纳米复合物，离心并用去离子水洗涤3次；其中，CuS@mSiO2纳米粒子溶液与KMnO4溶液的体积比为9:0.5，KMnO4溶液的浓度为1.5mg/ml，离心转速为7000rpm/min。
最终制得的硫化铜/二氧化硅/二氧化锰纳米复合粒子，为硫化铜/二氧化硅纳米微球外表面包覆二氧化锰的复合物，平均粒径为170nm，硫化铜/二氧化硅纳米微球为硫化铜纳米颗粒包覆含有二硫键的二氧化硅壳，平均粒径为45nm；硫化铜/二氧化硅/二氧化锰纳米复合粒子的比表面积为362.82m2g-1，平均孔径为3.2nm；
硫化铜/二氧化硅/二氧化锰纳米复合粒子可用于光热治疗以及核磁成像，在915nm的激光安全功率密度(1.0W/cm2)照射下，进行光热治疗消融，光热转换效率高达41％；安全功率密度(1.0W/cm2)照射下，915nm激光照射体内光热120s，温度上升了32℃。

Claims (8)

1.硫化铜/二氧化硅/二氧化锰纳米复合粒子，其特征是：所述硫化铜/二氧化硅/二氧化锰纳米复合粒子是指硫化铜/二氧化硅纳米微球表面包覆二氧化锰的复合物；所述硫化铜/二氧化硅纳米微球为硫化铜纳米颗粒表面包覆含有二硫键的二氧化硅壳的复合物；
所述硫化铜/二氧化硅/二氧化锰纳米复合粒子的比表面积为360.82～364.82m2g-1，平均孔径为3.0～3.2nm；
在915nm的1.0W/cm2激光安全功率密度照射下，进行光热治疗消融，光热转换效率高达39％～41％；
安全功率密度(1.0W/cm2)照射下，915nm激光照射体内光热120s，温度上升了30～32℃。
2.根据权利要求1所述的硫化铜/二氧化硅/二氧化锰纳米复合粒子，其特征在于，所述硫化铜/二氧化硅/二氧化锰纳米复合粒子的平均粒径为160～170nm；所述硫化铜/二氧化硅纳米微球的平均粒径为40～45nm。
3.如权利要求1或2所述的硫化铜/二氧化硅/二氧化锰纳米复合粒子的制备方法，其特征是：包括以下步骤：
(1)将柠檬酸三钠和二水合氯化铜混合后，加入水，再加入九水合硫化钠溶液，室温下搅拌5～10min后，加热至90～95℃；维持10～20min后，冷却；得到硫化铜溶液；
(2)将十六甲基溴化铵与所述硫化铜溶液均匀混合，在40～50℃下搅拌2～3h；随后依次加入乙醇、氢氧化钠和混合了双(三乙氧基甲硅烷基丙基)二硫化物的正硅酸四乙酯；继续在40～50℃下搅拌反应8～9h；然后用乙醇洗涤数次获得纯产物CuS@SiO2纳米粒子；
(3)将所述纯产物CuS@SiO2纳米粒子溶解到乙醇溶液中并加入硝酸铵溶液，在50～55℃下搅拌2～3h，得到CuS@mSiO2纳米粒子；
(4)将所述CuS@mSiO2纳米粒子与KMnO4溶液混合4～6h，得到CuS@mSiO2@MnO2纳米复合物，离心并用去离子水洗涤2～3次。
4.根据权利要求3所述的硫化铜/二氧化硅/二氧化锰纳米复合粒子的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述柠檬酸三钠所需的质量为40～45mg，二水合氯化铜所需的质量为34～38mg；所需要的水的体积为180～200ml，九水合硫化钠所需的质量为48～54mg，所需的溶解九水合硫化钠的溶剂的体积为15～18ml。
5.根据权利要求3所述的硫化铜/二氧化硅/二氧化锰纳米复合粒子的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述乙醇、氢氧化钠、双(三乙氧基甲硅烷基丙基)二硫化物与正硅酸四乙酯的体积比为300～350:10～12:2～2.4:5～6，正硅酸四乙酯滴加速度为1～2d/s。
6.根据权利要求3所述的硫化铜/二氧化硅/二氧化锰纳米复合粒子的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述硝酸铵溶液的浓度为10～15mg/mL，乙醇和硝酸铵的体积比为5～8:1～1.6。
7.根据权利要求3所述的硫化铜/二氧化硅/二氧化锰纳米复合粒子的制备方法，其特征在于，步骤(4)所述CuS@mSiO2纳米粒子溶液与KMnO4溶液的体积比为3～9:0.1～0.5，KMnO4溶液的浓度为0.3～1.5mg/ml，离心转速为6000～7000rpm/min。
8.一种如权利要求1或2所述的硫化铜/二氧化硅/二氧化锰纳米复合粒子的应用，其特征是：所述硫化铜/二氧化硅/二氧化锰纳米复合粒子用于光热治疗以及核磁成像。
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