CN113908277B - 一种光响应单原子催化功能纳米药物材料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种光响应单原子催化功能纳米药物材料的制备方法，它涉及功能纳米药物材料的制备方法。本发明要解决现有单原子催化剂在生物医学领域中的应用研究依然处于空白，而现有光敏剂效率低，只能吸收紫外可见光，而可见光、紫外光对组织的渗透深度很浅还有可能损伤皮肤的问题。制备方法：一、制备Cu‑PN‑g‑C3N4纳米片；二、制备PEI‑stabilizedNaGdF4:50％Yb/1％Tm/0.5％Er纳米粒子；三、静电力作用制备。本发明用于光响应单原子催化功能纳米药物材料的制备。

Description

一种光响应单原子催化功能纳米药物材料的制备方法
技术领域
本发明涉及功能纳米药物材料的制备方法。
背景技术
具有生物分子催化性质的纳米催化材料(也称纳米酶)在偏酸性、H2O2富集的肿瘤微环境中可以产生诱导细胞凋亡的活性氧分子(Reactive oxygen species，ROS)，从而实现对肿瘤的化学动力学治疗(Chemodynamic therapy，CDT)，在肿瘤治疗领域具有重要的潜在应用价值。目前，具有过氧化物酶(Peroxidase,POD)、过氧化氢酶(Catalase,CAT)、超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase，SOD)、氧化酶(Oxidase)和谷胱甘肽过氧化物酶(Glutathione peroxidase,GPx)的模拟特性酶对抗或调节肿瘤微环境(Tumormicroenvironment,TME)来实现肿瘤特异性成像和改善癌症治疗已被报道。
与正常组织相比，肿瘤TME表现出独特的特征，包括血管异常、缺氧和微酸环境以及高水平的谷胱甘肽(Glutathione,GSH)和过氧化氢。通过酶应对TME进行肿瘤治疗，如具有过氧化物酶模拟物的纳米酶能够催化H2O2分解产生羟基自由基，从而诱导肿瘤细胞死亡；具有谷胱甘肽过氧化物酶模拟特性的酶可以通过氧化还原反应降低TME周围GSH的浓度，同时产生O2。而纳米酶活性的固有缺陷和TME特殊的物理化学性质的限制，活性氧介导的纳米催化疗法的治疗效果仍然受到严重限制，如活性氧介导的纳米催化疗法的治疗效果仍然受到严重限制。
鉴于H2O2在肿瘤细胞中的过度表达，金属离子基纳米酶由于存在混合价态的离子而非常适合催化H2O2的分解。Cu+/Cu2+之间的快速转化率，Cu2+具有GPx模拟活性，在H2O2的刺激下，与GSH发生氧化还原反应生成Cu+，由于离子和氧空位的混合价态的存在，具有更高的·OH生成效率。
单原子催化剂是一种含有催化性质金属且金属原子均独立分散于基底物质上的负载型催化材料。其特殊的独立金属原子活性位点结构所带来的高表面自由能、高选择性、低成本等特性，使得单原子催化剂在工业催化、环境、能源及生物医学领域具有广泛的基础研究及实际应用价值。近期，单原子催化剂在肿瘤治疗、外伤消毒、生物传感等生物医学领域内的研究进展获得了材料、医学领域内广泛的关注。单原子催化剂在肿瘤治疗领域的应用研究工作正在逐步展开，目前仅有有限类型的单原子催化剂应用于肿瘤治疗的应用研究。由于可选择的金属原子(Au、Co、Fe、Ir、Ru、Pt、Pd、Cu、Mn等)及基底(碳材料、金属氧化物、水滑石等)种类众多，并且金属原子与基底的结合方式也各有不同，还需要根据实际的性能需求对材料结构和性质加以设计，以满足肿瘤治疗应用过程中对单原子催化剂性质的需求。
其中，由吡咯(Pyrrolic)和石墨相C3N4(g-C3N4)聚合而成的富氮型基底材料(PN-g-C3N4)负载的单金属原子催化剂被证实具有类芬顿催化性质并且在多相催化领域实现了初步应用。这种材料能够通过吡咯分子中N原子与不同价态的金属原子成键，并且利用不同价态金属的类芬顿催化性质实现对目标底物的降解，在肿瘤微环境调节及CDT领域具有潜在的应用前景。此外，由于g-C3N4所具有的光催化性质，能够在可见光、紫外光照射下催化O2分子产生O2·-，具有实现肿瘤光动力治疗(Photodynamic therapy，PDT)的潜在性能。然而，由于可见光、紫外光在人体组织内的穿透深度有限，这种PDT难以在生物体内直接实现。
目前关于单原子催化剂在生物医学领域中的应用研究依然处于空白，而绝大多数光敏剂的效率低，只能吸收可见光、紫外光，而可见光、紫外光对组织的渗透深度很浅还有可能损伤皮肤，因此限制了它们在光动力治疗中的应用。
发明内容
本发明要解决现有单原子催化剂在生物医学领域中的应用研究依然处于空白，而现有光敏剂效率低，只能吸收紫外可见光，而可见光、紫外光对组织的渗透深度很浅还有可能损伤皮肤的问题，而提供一种光响应单原子催化功能纳米药物材料的制备方法。
一种光响应单原子催化功能纳米药物材料的制备方法，它是按以下步骤进行的：
一、制备Cu-PN-g-C3N4纳米片：
①、将氰尿酸和黄嘌呤超声分散于水中，得到CA-XT悬浮液；
所述的氰尿酸的质量与水的体积比为1g:(60～70)mL；所述的黄嘌呤的质量与水的体积比为1g:(220～230)mL；
②、将三聚氰胺和水超声混合，得到三聚氰胺悬浮液；
所述的三聚氰胺的质量与水的体积比为1g:(50～60)mL；
③、将三聚氰胺悬浮液加入到CA-XT悬浮液中，得到M-CA-XT混合物，将M-CA-XT混合物超声破碎10min～20min，然后室温下搅拌4h～6h，得到M-CA-XT悬浮液；
所述的三聚氰胺悬浮液与CA-XT悬浮液的体积比为1:(0.8～1.2)；
④、将铜源溶液加入到M-CA-XT悬浮液中，搅拌1h～2h后，得到Cu-MCAXT前驱体；
所述的铜源溶液的浓度为0.2mol/L～0.25mol/L；所述的铜源溶液与M-CA-XT悬浮液的体积比为1:(3.5～4.5)；
⑤、将Cu-MCAXT前驱体分离干燥，研磨成粉末，以升温速率为5℃/min～10℃/min将温度升温至550℃～650℃，并在温度为550℃～650℃及N2气氛下，煅烧2h～3h，然后冷却至室温并研磨，最后分散在水中超声8h～10h，干燥并研磨，得到Cu-PN-g-C3N4纳米片；
二、制备PEI-stabilized NaGdF4:50％Yb/1％Tm/0.5％Er纳米粒子：
①、采用高温热解法制备纳米粒子：在磁力搅拌转速为200rpm～400rpm的条件下，将氯化物、油酸和十八烯混合并抽真空，然后以升温速度为3℃/min～10℃/min，加热至温度为105℃～110℃，在温度为105℃～110℃的条件下，保温30min～40min，停止抽真空，然后通入氮气，并以升温速度为3℃/min～5℃/min升温至150℃～160℃，在温度为150℃～160℃、磁力搅拌转速为200rpm～400rpm及氮气气氛下，搅拌反应0.5h～1h，反应后冷却至温度为30℃～46℃，停止通氮气，然后加入含有氟化铵和氢氧化钠的甲醇溶液，抽真空并以升温速度为3℃/min～5℃/min升温至105℃～110℃，在温度为105℃～110℃的条件下，保温30min～40min，停止抽真空，通氮气，再以升温速度为3℃/min～5℃/min升温至290℃～310℃，在温度为290℃～310℃、磁力搅拌转速为200rpm～400rpm及氮气气氛下，搅拌反应1h～2h，最后自然冷却降至室温，经洗涤后分散在环己烷液体中，得到NaGdF4:50％Yb/1％Tm/0.5％Er纳米粒子的环己烷溶液；
所述的氯化物为氯化镱、氯化钆、氯化铒和氯化铥的混合物，其中氯化镱与氯化钆的摩尔比为1:0.97，氯化镱与氯化铒的摩尔比为1:0.01，氯化镱与氯化铥的摩尔比为1:0.02；所述的含有氟化铵和氢氧化钠的甲醇溶液中氟化铵与氯化钆的摩尔比为(8～9):1；所述的含有氟化铵和氢氧化钠的甲醇溶液中氢氧化钠与氯化钆的摩尔比为(5～6):1；所述的NaGdF4:50％Yb/1％Tm/0.5％Er纳米粒子的环己烷溶液的浓度为0.12mol/L～0.2mol/L；
②、采用配体交换法制备PEI-stabilized NaGdF4:50％Yb/1％Tm/0.5％Er：向聚乙烯亚胺中加入蒸馏水，得到聚乙烯亚胺溶液，在室温下搅拌均匀，然后逐滴加入NaGdF4:50％Yb/1％Tm/0.5％Er纳米粒子的环己烷溶液，室温搅拌反应24h～30h，蒸发去除环己烷并离心，最后分散于去离子水中，得到PEI-stabilized NaGdF4:50％Yb/1％Tm/0.5％Er纳米粒子溶液；
所述的聚乙烯亚胺溶液的浓度为10g/L～20g/L；所述的聚乙烯亚胺溶液与NaGdF4:50％Yb/1％Tm/0.5％Er纳米粒子的环己烷溶液的体积比为1:(0.1～0.2)；所述的PEI-stabilized NaGdF4:50％Yb/1％Tm/0.5％Er纳米粒子溶液的浓度为0.08mol/L～0.16mol/L；
三、静电力作用制备：
将Cu-PN-g-C3N4纳米片分散于水中，得到Cu-PN-g-C3N4纳米片溶液，在室温下搅拌0.5h～2h，然后逐滴加入PEI-stabilized NaGdF4:50％Yb/1％Tm/0.5％Er纳米粒子溶液，室温搅拌反应1h～2h，最后通过离心、干燥，得到NaGdF4:50％Yb/1％Tm/0.5％Er@Cu-PN-g-C3N4纳米复合物；
所述的Cu-PN-g-C3N4纳米片溶液的浓度为3.5mg/L～4.0mg/L；所述的Cu-PN-g-C3N4纳米片溶液与PEI-stabilized NaGdF4:50％Yb/1％Tm/0.5％Er纳米粒子溶液的体积比为1:(0.2～0.3)。
本发明的有益效果是：
①采用高温热解法(甲醇法)合成稀土上转换发光纳米颗粒，与常规的合成方法相比，合成尺寸分布均一、分散性能良好，有利于细胞摄取；
②采用聚合/煅烧/液相剥离法合成高稳定性、高光致发光量子产率、低毒性的二维层状光催化剂，通过XPS谱图可以看出其具有独特的类金属卟啉结构，能够实现电子的有效俘获和光生电子，提高不同价态铜离子的转换效率，从而够提升类芬顿催化的效率；
③Cu-PN-g-C3N4单原子催化剂中Cu+/Cu2+具有的类过氧化氢酶性质产生·OH及OH-同时可消耗谷胱甘肽(GSH)，引入化学动力治疗(Chemodynamic Therapy,CDT)提高治疗效果，实现了CDT和PDT在体内外的协同抗肿瘤作用；
④通过静电力作用将上转换纳米粒子与Cu-PN-g-C3N4纳米片结合，提升了材料的亲水性能和生物相容性。
⑤该体系制备的复合材料可以被980nm近红外光激发生成活性氧，从而诱导细胞凋亡或坏死。复合材料被980nm近红外光照射后，UCNPs通过荧光共振能量转移过程将吸收的近红外光转换为紫外-可见光，激发了Cu-PN-g-C3N4的电子转移，形成光致电子空穴对，有利于进一步生成1O2和羟基自由基。掺杂了单原子Cu的PN-g-C3N4，有利于电荷载流子的分离和运输，有利于活性氧的产生。
⑥合成制备的工艺流程较为简单，通过高温热解合成重复性好，所提出的工艺路线不仅具有良好的应用前景还有重要的实用价值。
本发明采用静电力作用将上转换纳米粒与Cu-PN-g-C3N4光敏剂结合制备一种能够应用于光动力治疗的纳米酶复合材料。此复合材料具有以下特点，一是纳米酶复合材料结构简单，可以在980nm激光照射下，能够产生NaGdF4:50％Yb/1％Tm/0.5％Er向Cu-PN-g-C3N4的荧光共振能量转移效应，这能够为NaGdF4:50％Yb/1％Tm/0.5％Er@Cu-PN-g-C3N4纳米片在近红外光照射下产生活性氧提供能量，即通过NaGdF4:50％Yb/1％Tm/0.5％Er实现近红外光下的Cu-PN-g-C3N4光动力治疗。二是Cu-PN-g-C3N4光敏剂具有大的比表面积、高的光致发光量子产率。大多数光敏剂在生理环境中水溶性较差，容易发生团聚，只能用紫外可见光激发，而本发明的纳米复合物光动力试剂正避免了这一缺点。
本发明用于一种光响应单原子催化功能纳米药物材料的制备方法。
附图说明
图1为XRD图，1为NaGdF4标准卡片，2为步骤二①制备的UCNPs粒子，3为实施例一步骤一未超声时所得到Cu-PN-g-C3N4材料，4为实施例一步骤一超声后制备的Cu-PN-g-C3N4纳米片，5为实施例一制备的UCNPs@Cu-PN-g-C3N4纳米复合物；
图2为实施例一制备的UCNPs@Cu-PN-g-C3N4纳米复合物的TEM图；
图3为实施例一步骤一制备的Cu-PN-g-C3N4纳米片的XPS总谱；
图4为实施例一步骤一制备的Cu-PN-g-C3N4纳米片的Cu 2P的高分辨谱图；
图5为实施例一步骤一制备的Cu-PN-g-C3N4纳米片的N1s的高分辨谱图；
图6为980nm激光激发光谱图，1为实施例一步骤二①制备的UCNPs溶液，2为实施例一步骤二②制备的PEI-UCNPs溶液，3为实施例一制备的UCNPs@Cu-PN-g-C3N4溶液；
图7为自由基捕捉剂条件下，实施例一制备的UCNPs@Cu-PN-g-C3N4纳米复合物的电子自旋共振谱图，1为980nm激光照射及2,2,6,6-四甲基呱啶胺自由基捕捉剂，2为5,5-二甲基-1-吡咯林-N-氧化物自由基捕捉剂；
图8为不同的材料底物分解过氧化氢随时间紫外吸光度变化的关系谱图，1为实施例一步骤一制备的Cu-PN-g-C3N4纳米片在避光条件下测得，2为实施例一步骤一制备的Cu-PN-g-C3N4纳米片在自然光照射下测得，3为实施例一步骤一制备的Cu-PN-g-C3N4纳米片在980nm照射下测得，4为实施例一制备的UCNPs@Cu-PN-g-C3N4纳米复合物在避光条件下测得，5为材料是实施例一制备的UCNPs@Cu-PN-g-C3N4纳米复合物在自然光照射下测得，6为实施例一制备的UCNPs@Cu-PN-g-C3N4纳米复合物在980nm照射下测得；
图9为实施例一制备的UCNPs@Cu-PN-g-C3N4纳米复合物在980nm激光照射下分解过氧化氢的量与时间的关系曲线，1为第0min测试紫外吸光度，2为第3min测试紫外吸光度，3为第6min测试紫外吸光度，4为第9min测试紫外吸光度，5为第12min测试紫外吸光度，6为第15min测试紫外吸光度，7为第18min测试紫外吸光度，8为第21min测试紫外吸光度，9为第24min测试紫外吸光度，10为第27min测试紫外吸光度；
图10为实施例一步骤二①制备的UCNPs粒子形貌图；
图11为实施例二步骤二①制备的UCNPs粒子形貌图。
具体实施方式
具体实施方式一：本实施方式一种光响应单原子催化功能纳米药物材料的制备方法，它是按以下步骤进行的：
一、制备Cu-PN-g-C3N4纳米片：
①、将氰尿酸和黄嘌呤超声分散于水中，得到CA-XT悬浮液；
所述的氰尿酸的质量与水的体积比为1g:(60～70)mL；所述的黄嘌呤的质量与水的体积比为1g:(220～230)mL；
②、将三聚氰胺和水超声混合，得到三聚氰胺悬浮液；
所述的三聚氰胺的质量与水的体积比为1g:(50～60)mL；
③、将三聚氰胺悬浮液加入到CA-XT悬浮液中，得到M-CA-XT混合物，将M-CA-XT混合物超声破碎10min～20min，然后室温下搅拌4h～6h，得到M-CA-XT悬浮液；
所述的三聚氰胺悬浮液与CA-XT悬浮液的体积比为1:(0.8～1.2)；
④、将铜源溶液加入到M-CA-XT悬浮液中，搅拌1h～2h后，得到Cu-MCAXT前驱体；
所述的铜源溶液的浓度为0.2mol/L～0.25mol/L；所述的铜源溶液与M-CA-XT悬浮液的体积比为1:(3.5～4.5)；
⑤、将Cu-MCAXT前驱体分离干燥，研磨成粉末，以升温速率为5℃/min～10℃/min将温度升温至550℃～650℃，并在温度为550℃～650℃及N2气氛下，煅烧2h～3h，然后冷却至室温并研磨，最后分散在水中超声8h～10h，最后通过离心、干燥，，得到Cu-PN-g-C3N4纳米片；
二、制备PEI-stabilized NaGdF4:50％Yb/1％Tm/0.5％Er纳米粒子：
①、采用高温热解法制备纳米粒子：在磁力搅拌转速为200rpm～400rpm的条件下，将氯化物、油酸和十八烯混合并抽真空，然后以升温速度为3℃/min～10℃/min，加热至温度为105℃～110℃，在温度为105℃～110℃的条件下，保温30min～40min，停止抽真空，然后通入氮气，并以升温速度为3℃/min～5℃/min升温至150℃～160℃，在温度为150℃～160℃、磁力搅拌转速为200rpm～400rpm及氮气气氛下，搅拌反应0.5h～1h，反应后冷却至温度为30℃～46℃，停止通氮气，然后加入含有氟化铵和氢氧化钠的甲醇溶液，抽真空并以升温速度为3℃/min～5℃/min升温至105℃～110℃，在温度为105℃～110℃的条件下，保温30min～40min，停止抽真空，通氮气，再以升温速度为3℃/min～5℃/min升温至290℃～310℃，在温度为290℃～310℃、磁力搅拌转速为200rpm～400rpm及氮气气氛下，搅拌反应1h～2h，最后自然冷却降至室温，经洗涤后分散在环己烷液体中，得到NaGdF4:50％Yb/1％Tm/0.5％Er纳米粒子的环己烷溶液；
所述的氯化物为氯化镱、氯化钆、氯化铒和氯化铥的混合物，其中氯化镱与氯化钆的摩尔比为1:0.97，氯化镱与氯化铒的摩尔比为1:0.01，氯化镱与氯化铥的摩尔比为1:0.02；所述的含有氟化铵和氢氧化钠的甲醇溶液中氟化铵与氯化钆的摩尔比为(8～9):1；所述的含有氟化铵和氢氧化钠的甲醇溶液中氢氧化钠与氯化钆的摩尔比为(5～6):1；所述的NaGdF4:50％Yb/1％Tm/0.5％Er纳米粒子的环己烷溶液的浓度为0.12mol/L～0.2mol/L；
②、采用配体交换法制备PEI-stabilized NaGdF4:50％Yb/1％Tm/0.5％Er：向聚乙烯亚胺中加入蒸馏水，得到聚乙烯亚胺溶液，在室温下搅拌均匀，然后逐滴加入NaGdF4:50％Yb/1％Tm/0.5％Er纳米粒子的环己烷溶液，室温搅拌反应24h～30h，蒸发去除环己烷并离心，最后分散于去离子水中，得到PEI-stabilized NaGdF4:50％Yb/1％Tm/0.5％Er纳米粒子溶液；
所述的聚乙烯亚胺溶液的浓度为10g/L～20g/L；所述的聚乙烯亚胺溶液与NaGdF4:50％Yb/1％Tm/0.5％Er纳米粒子的环己烷溶液的体积比为1:(0.1～0.2)；所述的PEI-stabilized NaGdF4:50％Yb/1％Tm/0.5％Er纳米粒子溶液的浓度为0.08mol/L～0.16mol/L；
三、静电力作用制备：
将Cu-PN-g-C3N4纳米片分散于水中，得到Cu-PN-g-C3N4纳米片溶液，在室温下搅拌0.5h～2h，然后逐滴加入PEI-stabilized NaGdF4:50％Yb/1％Tm/0.5％Er纳米粒子溶液，室温搅拌反应1h～2h，最后通过离心、干燥，得到NaGdF4:50％Yb/1％Tm/0.5％Er@Cu-PN-g-C3N4纳米复合物；
所述的Cu-PN-g-C3N4纳米片溶液的浓度为3.5mg/L～4.0mg/L；所述的Cu-PN-g-C3N4纳米片溶液与PEI-stabilized NaGdF4:50％Yb/1％Tm/0.5％Er纳米粒子溶液的体积比为1:(0.2～0.3)。
本实施方式步骤二①中高温热解法，合成纳米材料其大小形貌均一，方法较为稳定，体积较小，纯度高结晶度高，且有均匀且明显的球状结构。这种方法合成的产物相比溶剂热法合成的颗粒更小，比共沉淀法合成材料的分散性好，因此更适合作用于细胞内部。
本实施方式步骤一④中将铜源溶液加入到M-CA-XT悬浮液中，搅拌1h～2h后，金属离子被加载到自组装的MCAXT聚合物上。
本实施方式步骤二①中反应前抽真空，可以去除溶液中的水分和氧气。
本实施方式步骤二①中按升温速度为3℃/min～10℃/min进行升温有利于减少爆沸现象，反应可以充分进行，同时有利于及时观察与控制。
本实施方式步骤二①中通氮气作为保护气，避免生成杂质或引入外界氧气等杂质，保证反应纯净，避免空气对于反映体系的干扰。
本实施方式步骤二①中将产物清洗，能更有效并稳定地获得干净的产物。
本实施方式步骤二②中水浴条件下蒸发去除环己烷溶液，能够保持产物的纯净。
本实施方式步骤二②中聚乙烯亚胺中的氨基和油酸中羧基脱水缩合，使油相上转换纳米粒子转变成水相，便于下一步实验操作。
本实施方式搅拌是为了更好的分散试剂，达到反应完全、均匀升温等目的。
应用：应用于光动力治疗肿瘤，将材料注射到生物体内，良好生物相容性的药物通过肿瘤的EPR效应聚集和堆积在肿瘤附近的微环境内。小尺寸的NaGdF4:50％Yb/1％Tm/0.5％Er@Cu-PN-g-C3N4可用作针对TME的纳米制剂，在可控的980nm激光照射下，NaGdF4:50％Yb/1％Tm/0.5％Er@Cu-PN-g-C3N4能够产生NaGdF4:50％Yb/1％Tm/0.5％Er向Cu-PN-g-C3N4的荧光共振能量转移效应。这种荧光共振能量转移效应能够为NaGdF4:50％Yb/1％Tm/0.5％Er@Cu-PN-g-C3N4纳米片在980nm光照下产生活性氧提供能量，产生剧毒·OH，降低TME的还原性，减轻肿瘤缺氧问题，提供了良好的肿瘤治疗效果。根据本实施方式方法可以得到用于光动力治疗的纳米酶复合材料：NaGdF4:50％Yb/1％Tm/0.5％Er@Cu-PN-g-C3N4，提供了新的设计思路和工艺流程，合理设计TME反应和ROS介导的纳米催化治疗策略为基础的“三位一体”纳米酶增强抗癌材料。通过良好的治疗效率以及生物体友好性能等方面体现出全新的科研思路和应用前景。
综上所述，本实施方式工艺稳定，方法成熟，反应体系对环境无污染，所提出的工艺路线能成功合成目标复合材料，有着良好的应用前景。高温热解合成的纳米颗粒尺寸小、具有优异的形貌，小尺寸有利于细胞摄取。亲水性良好、生物相容性良好的复合材料通过肿瘤的EPR效应将会聚集和堆积在肿瘤的微环境内。在肿瘤目标区域给予穿透性好的近红外光照射，上转换纳米粒子通过外界给予的近红外光转变成可见光，进而激活Cu-PN-g-C3N4活性氧Cu2+具有GPx模拟活性，在H2O2的刺激下，与GSH发生氧化还原反应生成Cu+，由于离子和氧空位的混合价态的存在，具有更高的·OH生成效率，能精准的对局部区域进行治疗，有着良好的应用前景和开拓性的创新引导。
本实施方式制备的材料是可以被980nm近红外光激发产生活性氧(羟基自由基·OH和单线态氧1O2)，从而诱导细胞凋亡或坏死达到光动力治疗的目的。引入了存在混合价态的铜离子，将其作为单原子催化剂镶嵌独特的类金属卟啉结构，能够实现电子的有效俘获和光生电子，提高不同价态铜离子的转换效率，从而够提升类芬顿催化的效率。通过调节稀土元素镱、钆、铒和铥的摩尔含量比，本实施方式设计了一种能吸收近红外光并且对Cu-PN-g-C3N4进行二次激发、产生荧光共振能量转移的上转换纳米粒子(UCNPs)。通过静电力将二者有效的结合起来，提高了活性氧的产量丰富了活性氧的种类实现了治疗癌症的目的。
本实施方式的有益效果是：
①采用高温热解法(甲醇法)合成稀土上转换发光纳米颗粒，与常规的合成方法相比，合成尺寸分布均一、分散性能良好，有利于细胞摄取；
②采用聚合/煅烧/液相剥离法合成高稳定性、高光致发光量子产率、低毒性的二维层状光催化剂，通过XPS谱图可以看出其具有独特的类金属卟啉结构，能够实现电子的有效俘获和光生电子，提高不同价态铜离子的转换效率，从而够提升类芬顿催化的效率；
③Cu-PN-g-C3N4单原子催化剂中Cu+/Cu2+具有的类过氧化氢酶性质产生·OH及OH-同时可消耗谷胱甘肽(GSH)，引入化学动力治疗(Chemodynamic Therapy,CDT)提高治疗效果，实现了CDT和PDT在体内外的协同抗肿瘤作用；
④通过静电力作用将上转换纳米粒子与Cu-PN-g-C3N4纳米片结合，提升了材料的亲水性能和生物相容性。
⑤该体系制备的复合材料可以被980nm近红外光激发生成活性氧，从而诱导细胞凋亡或坏死。复合材料被980nm近红外光照射后，UCNPs通过荧光共振能量转移过程将吸收的近红外光转换为紫外-可见光，激发了Cu-PN-g-C3N4的电子转移，形成光致电子空穴对，有利于进一步生成1O2和羟基自由基。掺杂了单原子Cu的PN-g-C3N4，有利于电荷载流子的分离和运输，有利于活性氧的产生。
⑥合成制备的工艺流程较为简单，通过高温热解合成重复性好，所提出的工艺路线不仅具有良好的应用前景还有重要的实用价值。
本实施方式采用静电力作用将上转换纳米粒与Cu-PN-g-C3N4光敏剂结合制备一种能够应用于光动力治疗的纳米酶复合材料。此复合材料具有以下特点，一是纳米酶复合材料结构简单，可以在980nm激光照射下，能够产生NaGdF4:50％Yb/1％Tm/0.5％Er向Cu-PN-g-C3N4的荧光共振能量转移效应，这能够为NaGdF4:50％Yb/1％Tm/0.5％Er@Cu-PN-g-C3N4纳米片在近红外光照射下产生活性氧提供能量，即通过NaGdF4:50％Yb/1％Tm/0.5％Er实现近红外光下的Cu-PN-g-C3N4光动力治疗。二是Cu-PN-g-C3N4光敏剂具有大的比表面积、高的光致发光量子产率。大多数光敏剂在生理环境中水溶性较差，容易发生团聚，只能用紫外可见光激发，而本实施方式的纳米复合物光动力试剂正避免了这一缺点。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：步骤一③中所述的超声破碎具体为在室温及频率为20kHz的条件下，超声破碎10min～20min。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二之一不同的是：步骤一④中所述的铜源溶液为三水合硝酸铜溶液。其它与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是：步骤一⑤中所述的分离干燥具体是用0.45μm滤膜过滤分离，在温度为60℃的条件下，真空干燥10h～12h。其它与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是：步骤一⑤中所述的研磨具体为在室温条件下，研磨4min～8min，且每次研磨量为0.08g～0.1g。其它与具体实施方式一至四相同。
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同的是：步骤二①中所述的氯化物的质量与油酸的体积比为1g:(20～24)mL。其它与具体实施方式一至五相同。
具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一至六之一不同的是：步骤二①中所述的氯化物的质量与十八烯酸的体积比为1g:(52～58)mL。其它与具体实施方式一至六相同。
具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式一至七之一不同的是：步骤二①中所述的含有氟化铵和氢氧化钠的甲醇溶液中氟化铵的浓度为0.3mol/L～0.5mol/L，氢氧化钠的浓度为0.2mol/L～0.3mol/L。其它与具体实施方式一至七相同。
具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式一至八之一不同的是：步骤二①中所述的洗涤为依次经乙醇洗涤保留沉淀、环己烷洗涤保留上清液及乙醇洗涤保留沉淀。其它与具体实施方式一至八相同。
具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式一至九之一不同的是：步骤二②中在温度为80℃～90℃的条件下，蒸发去除环己烷。其它与具体实施方式一至九相同。
采用以下实施例验证本发明的有益效果：
实施例一：
一种光响应单原子催化功能纳米药物材料的制备方法，它是按以下步骤进行的：
一、制备Cu-PN-g-C3N4纳米片：
①、将氰尿酸和黄嘌呤超声分散于水中，得到CA-XT悬浮液；
所述的氰尿酸的质量与水的体积比为1g:63mL；所述的黄嘌呤的质量与水的体积比为1g:222mL；
②、将三聚氰胺和水超声混合，得到三聚氰胺悬浮液；
所述的三聚氰胺的质量与水的体积比为1g:55mL；
③、将三聚氰胺悬浮液加入到CA-XT悬浮液中，得到M-CA-XT混合物，将M-CA-XT混合物超声破碎15min，然后室温下搅拌4h，得到M-CA-XT悬浮液；
所述的三聚氰胺悬浮液与CA-XT悬浮液的体积比为1:1；
④、将铜源溶液加入到M-CA-XT悬浮液中，搅拌2h后，得到Cu-MCAXT前驱体；
所述的铜源溶液的浓度为0.22mol/L；所述的铜源溶液与M-CA-XT悬浮液的体积比为1:4；
⑤、将Cu-MCAXT前驱体分离干燥，研磨成粉末，以升温速率为5℃/min将温度升温至550℃，并在温度为550℃及N2气氛下，煅烧2h，然后冷却至室温并研磨，最后分散在水中超声8h，干燥并研磨，得到Cu-PN-g-C3N4纳米片；
二、制备PEI-stabilized NaGdF4:50％Yb/1％Tm/0.5％Er纳米粒子：
①、采用高温热解法制备纳米粒子：在磁力搅拌转速为300rpm的条件下，将氯化物、油酸和十八烯混合并抽真空，然后以升温速度为5℃/min，加热至温度为110℃，在温度为110℃的条件下，保温30min，停止抽真空，然后通入氮气，并以升温速度为5℃/min升温至156℃，在温度为156℃、磁力搅拌转速为300rpm及氮气气氛下，搅拌反应0.5h，反应后冷却至温度为46℃，停止通氮气，然后加入含有氟化铵和氢氧化钠的甲醇溶液，抽真空并以升温速度为5℃/min升温至110℃，在温度为110℃的条件下，保温30min，停止抽真空，通氮气，再以升温速度为5℃/min升温至300℃，在温度为300℃、磁力搅拌转速为300rpm及氮气气氛下，搅拌反应2h，最后自然冷却降至室温，经洗涤后分散在环己烷液体中，得到NaGdF4:50％Yb/1％Tm/0.5％Er纳米粒子的环己烷溶液；
所述的氯化物为氯化镱、氯化钆、氯化铒和氯化铥的混合物，其中氯化镱与氯化钆的摩尔比为1:0.97，氯化镱与氯化铒的摩尔比为1:0.01，氯化镱与氯化铥的摩尔比为1:0.02；所述的含有氟化铵和氢氧化钠的甲醇溶液中氟化铵与氯化钆的摩尔比为9:1；所述的含有氟化铵和氢氧化钠的甲醇溶液中氢氧化钠与氯化钆的摩尔比为5.5:1；所述的NaGdF4:50％Yb/1％Tm/0.5％Er纳米粒子的环己烷溶液的浓度为0.16mol/L；
②、采用配体交换法制备PEI-stabilized NaGdF4:50％Yb/1％Tm/0.5％Er：向聚乙烯亚胺中加入蒸馏水，得到聚乙烯亚胺溶液，在室温下搅拌均匀，然后逐滴加入NaGdF4:50％Yb/1％Tm/0.5％Er纳米粒子的环己烷溶液，室温搅拌反应24h，蒸发去除环己烷并离心，最后分散于去离子水中，得到PEI-stabilized NaGdF4:50％Yb/1％Tm/0.5％Er纳米粒子溶液；
所述的聚乙烯亚胺溶液的浓度为15g/L；所述的聚乙烯亚胺溶液与NaGdF4:50％Yb/1％Tm/0.5％Er纳米粒子的环己烷溶液的体积比为1:0.15；所述的PEI-stabilizedNaGdF4:50％Yb/1％Tm/0.5％Er纳米粒子溶液的浓度为0.12mol/L；
三、静电力作用制备：
将Cu-PN-g-C3N4纳米片分散于水中，得到Cu-PN-g-C3N4纳米片溶液，在室温下搅拌0.5h，然后逐滴加入PEI-stabilized NaGdF4:50％Yb/1％Tm/0.5％Er纳米粒子溶液，室温搅拌反应2h，最后通过离心、干燥，得到NaGdF4:50％Yb/1％Tm/0.5％Er@Cu-PN-g-C3N4纳米复合物；
所述的Cu-PN-g-C3N4纳米片溶液的浓度为3.5mg/L；所述的Cu-PN-g-C3N4纳米片溶液与PEI-stabilized NaGdF4:50％Yb/1％Tm/0.5％Er纳米粒子溶液的体积比为1:0.2。
步骤一③中所述的超声破碎具体为在室温及频率为20kHz的条件下，超声破碎15min。
步骤一④中所述的铜源溶液为三水合硝酸铜溶液。
步骤一⑤中所述的分离干燥具体是用0.45μm滤膜过滤分离，在温度为60℃的条件下，真空干燥10h。
步骤一⑤中所述的研磨具体为在室温条件下，研磨8min，且每次研磨量为0.08g。
步骤二①中所述的氯化物的质量与油酸的体积比为1g:22mL；步骤二①中所述的氯化物的质量与十八烯酸的体积比为1g:55mL。
步骤二①中所述的含有氟化铵和氢氧化钠的甲醇溶液中氟化铵的浓度为0.4mol/L，氢氧化钠的浓度为0.3mol/L。
步骤二①中所述的洗涤为依次经乙醇洗涤保留沉淀、环己烷洗涤保留上清液及乙醇洗涤保留沉淀。
步骤二②中在温度为85℃的条件下，蒸发去除环己烷。
实施例二：本实施例与实施例一不同的是：在步骤二①中在温度为290℃、磁力搅拌转速为300rpm及氮气气氛下，搅拌反应1.5h。其它与实施例一相同。
其中步骤二①NaGdF4:50％Yb/1％Tm/0.5％Er纳米粒子的环己烷溶液中的NaGdF4:50％Yb/1％Tm/0.5％Er纳米粒子简写为UCNPs粒子，步骤二②PEI-stabilized NaGdF4:50％Yb/1％Tm/0.5％Er纳米粒子溶液中的PEI-stabilized NaGdF4:50％Yb/1％Tm/0.5％Er纳米粒子简写为PEI-UCNPs粒子，步骤三制备的NaGdF4:50％Yb/1％Tm/0.5％Er@Cu-PN-g-C3N4纳米复合物简写为UCNPs@Cu-PN-g-C3N4纳米复合物；
图1为XRD图，1为NaGdF4标准卡片，2为步骤二①制备的UCNPs粒子，3为实施例一步骤一未超声时所得到Cu-PN-g-C3N4材料，4为实施例一步骤一超声后制备的Cu-PN-g-C3N4纳米片，5为实施例一制备的UCNPs@Cu-PN-g-C3N4纳米复合物。由图可知，超声剥离后的Cu-PN-g-C3N4纳米片保留了27°的特征洐射峰，而未发现13.1°处的洐射峰，证实了Cu-PN-g-C3N4块体被成功剥离成纳米片。可观察到UCNPs的XRD谱图与NaGdF4标准卡片完全匹配。在UCNPs@Cu-PN-g-C3N4的XRD谱图中，27.8°的峰符合石墨烯相芳环结构(002)的衍射峰，同时也能够检测到NaGdF4的衍射峰，表明这两相均存在于纳米复合材料中。金属离子的典型峰值未观察到Cu或氧化物，表明Cu原子分散在PN-g-C3N4中；
图2为实施例一制备的UCNPs@Cu-PN-g-C3N4纳米复合物的TEM图。由图可知，该纳米片大小为200nm-300nm，边缘是单层，表面略带有起伏褶皱多层，能够更好地担载小尺寸的UCNPs粒子；
图3为实施例一步骤一制备的Cu-PN-g-C3N4纳米片的XPS总谱。由图可知，Cu-PN-g-C3N4样品中Cu、C、N的存在，O 1s的特征峰是由于表面吸附了氧气；
图4为实施例一步骤一制备的Cu-PN-g-C3N4纳米片的Cu 2P的高分辨谱图。分别在935.6和955.5eV下观察到Cu2P3/2和Cu2P1/2的结合能峰，这是Cu2+的典型值。此外，952.5和933eV这是Cu+的典型值，Cu XPS峰的存在表明Cu原子成功地结合到PN-g-C3N4基体中。
图5为实施例一步骤一制备的Cu-PN-g-C3N4纳米片的N1s的高分辨谱图。在N1s的高分辨谱图中检测到三个不同的特征峰，Cu-PN-g-C3N4的N1s XPS光谱在398.0、399.0和400.2eV出峰，这分别是由于吡啶N、吡咯N和石墨N。Cu-PN-g-C3N4中吡咯氮的高含量表明成功地将咪唑基团并入g-C3N4的s-三嗪环单元中。掺杂的吡咯基团为固定过渡金属离子提供了丰富的结合位点，成功制备了Cu-PN-g-C3N4。
将实施例一制备的UCNPs@Cu-PN-g-C3N4分散于水中的溶液，用荧光光谱仪对实施例一步骤二①制备的UCNPs溶液，实施例一步骤二②制备的PEI-UCNPs溶液及UCNPs@Cu-PN-g-C3N4溶液进行测试，来证明UCNPs供体和Cu-PN-g-C3N4受体之间存在荧光共振能量转移过程。图6为980nm激光激发光谱图，1为实施例一步骤二①制备的UCNPs溶液，2为实施例一步骤二②制备的PEI-UCNPs溶液，3为实施例一制备的UCNPs@Cu-PN-g-C3N4溶液。与UCNPs相比，UCNPs@Cu-PN-g-C3N4在475nm和540nm处的发射峰强度明显下降，这是由于UCNPs将吸收的近红外光转换为紫外-可见光，激发了Cu-PN-g-C3N4的电子转移，产生荧光共振能量转移效应；
图7为自由基捕捉剂条件下，实施例一制备的UCNPs@Cu-PN-g-C3N4纳米复合物的电子自旋共振谱图，1为980nm激光照射及2,2,6,6-四甲基呱啶胺自由基捕捉剂，2为5,5-二甲基-1-吡咯林-N-氧化物自由基捕捉剂。2,2,6,6-四甲基呱啶胺为自由基捕捉剂的测试方法：将20微升浓度为250μg mL-1的UCNPs@Cu-PN-g-C3N4溶液与20微升浓度为0.1M的2,2,6,6-四甲基呱啶胺溶液混合均匀，让其吸入毛细管中，用硅脂封口，在980nm激光下进行照射，照射3分钟后放入仪器中进行测量。5,5-二甲基-1-吡咯林-N-氧化物为自由基捕捉剂的测试方法：将20微升浓度为250μg mL-1的UCNPs@Cu-PN-g-C3N4溶液与20微升浓度为0.1M的5,5-二甲基-1-吡咯林-N-氧化物(DMPO)溶液混合，再加入10微升浓度为0.4M的H2O2溶液混合，让其吸入毛细管中，用硅脂封口进行测量。由图可知，在980nm激光照射及自由基捕捉剂2,2,6,6-四甲基呱啶胺存在条件下，UCNPs@Cu-PN-g-C3N4可检测到3个捕捉剂自旋加合物的特征峰，证明在近红外光激发下UCNPs@Cu-PN-g-C3N4能产生1O2活性物种。在自由基捕捉剂5,5-二甲基-1-吡咯林-N-氧化物存在条件下，UCNPs@Cu-PN-g-C3N4可检测到4个捕捉剂自旋加合物的特征峰，证明UCNPs@Cu-PN-g-C3N4能产生·OH活性物种。
邻苯二胺(OPD)可以鉴定材料分解过氧化氢产生的活性氧。实施例一制备的Cu-PN-g-C3N4纳米片和UCNPs@Cu-PN-g-C3N4纳米复合物分解过氧化氢产生的羟基自由基可以氧化邻苯二胺(OPD)形成黄色ox-OPD溶液，在弱酸性条件下在419nm处有一个特征峰。测试方法如下：取浓度为125μg mL-1的UCNPs@Cu-PN-g-C3N4溶液或者Cu-PN-g-C3N4纳米片溶液、浓度为6.25mM的H2O2溶液、浓度为2mg/mL的OPD溶液，先后向1.5mL的UCNPs@Cu-PN-g-C3N4溶液或者Cu-PN-g-C3N4纳米片溶液中加入200微升OPD溶液和1.5mL的H2O2溶液。分别对其进行避光处理/自然光照处理/980nm激光照射，每隔三分钟测吸光度，具体详见图8及图9。
图8为不同的材料底物分解过氧化氢随时间紫外吸光度变化的关系谱图，1为实施例一步骤一制备的Cu-PN-g-C3N4纳米片在避光条件下测得，2为实施例一步骤一制备的Cu-PN-g-C3N4纳米片在自然光照射下测得，3为实施例一步骤一制备的Cu-PN-g-C3N4纳米片在980nm照射下测得，4为实施例一制备的UCNPs@Cu-PN-g-C3N4纳米复合物在避光条件下测得，5为材料是实施例一制备的UCNPs@Cu-PN-g-C3N4纳米复合物在自然光照射下测得，6为实施例一制备的UCNPs@Cu-PN-g-C3N4纳米复合物在980nm照射下测得；分别将1和4、2和5、3和6进行对比，UCNPs@Cu-PN-g-C3N纳米复合物比Cu-PN-g-C3N4具有更高的活性，能产生大量的活性氧。将4、5和6进行对比，当用980nm进行照射时产生活性氧最多，效果更好。
图9为实施例一制备的UCNPs@Cu-PN-g-C3N4纳米复合物在980nm激光照射下分解过氧化氢的量与时间的关系曲线，1为第0min测试紫外吸光度，2为第3min测试紫外吸光度，3为第6min测试紫外吸光度，4为第9min测试紫外吸光度，5为第12min测试紫外吸光度，6为第15min测试紫外吸光度，7为第18min测试紫外吸光度，8为第21min测试紫外吸光度，9为第24min测试紫外吸光度，10为第27min测试紫外吸光度；其最大吸光度随时间而增加，显示了随时间，材料对过氧化氢分解的能力。
图10为实施例一步骤二①制备的UCNPs粒子形貌图。图11为实施例二步骤二①制备的UCNPs粒子形貌图。经过降低步骤二①中的温度，缩短反应搅拌时间，获得了分散均一大小整齐的上转换纳米粒子。

Claims (9)

1.一种光响应单原子催化功能纳米药物材料的制备方法，其特征在于它是按以下步骤进行的：
一、制备Cu-PN-g-C3N4纳米片：
①、将氰尿酸和黄嘌呤超声分散于水中，得到CA-XT悬浮液；
所述的氰尿酸的质量与水的体积比为1g:(60～70)mL；所述的黄嘌呤的质量与水的体积比为1g:(220～230)mL；
②、将三聚氰胺和水超声混合，得到三聚氰胺悬浮液；
所述的三聚氰胺的质量与水的体积比为1g:(50～60)mL；
③、将三聚氰胺悬浮液加入到CA-XT悬浮液中，得到M-CA-XT混合物，将M-CA-XT混合物超声破碎10min～20min，然后室温下搅拌4h～6h，得到M-CA-XT悬浮液；
所述的三聚氰胺悬浮液与CA-XT悬浮液的体积比为1:(0.8～1.2)；
④、将铜源溶液加入到M-CA-XT悬浮液中，搅拌1h～2h后，得到Cu-MCAXT前驱体；
所述的铜源溶液的浓度为0.2mol/L～0.25mol/L；所述的铜源溶液与M-CA-XT悬浮液的体积比为1:(3.5～4.5)；所述的铜源溶液为三水合硝酸铜溶液；
⑤、将Cu-MCAXT前驱体分离干燥，研磨成粉末，以升温速率为5℃/min～10℃/min将温度升温至550℃～650℃，并在温度为550℃～650℃及N2气氛下，煅烧2h～3h，然后冷却至室温并研磨，最后分散在水中超声8h～10h，干燥并研磨，得到Cu-PN-g-C3N4纳米片；
二、制备PEI-stabilizedNaGdF4:50％Yb/1％Tm/0.5％Er纳米粒子：
①、采用高温热解法制备纳米粒子：在磁力搅拌转速为200rpm～400rpm的条件下，将氯化物、油酸和十八烯混合并抽真空，然后以升温速度为3℃/min～10℃/min，加热至温度为105℃～110℃，在温度为105℃～110℃的条件下，保温30min～40min，停止抽真空，然后通入氮气，并以升温速度为3℃/min～5℃/min升温至150℃～160℃，在温度为150℃～160℃、磁力搅拌转速为200rpm～400rpm及氮气气氛下，搅拌反应0.5h～1h，反应后冷却至温度为30℃～46℃，停止通氮气，然后加入含有氟化铵和氢氧化钠的甲醇溶液，抽真空并以升温速度为3℃/min～5℃/min升温至105℃～110℃，在温度为105℃～110℃的条件下，保温30min～40min，停止抽真空，通氮气，再以升温速度为3℃/min～5℃/min升温至290℃～310℃，在温度为290℃～310℃、磁力搅拌转速为200rpm～400rpm及氮气气氛下，搅拌反应1h～2h，最后自然冷却降至室温，经洗涤后分散在环己烷液体中，得到NaGdF4:50％Yb/1％Tm/0.5％Er纳米粒子的环己烷溶液；
所述的氯化物为氯化镱、氯化钆、氯化铒和氯化铥的混合物，其中氯化镱与氯化钆的摩尔比为1:0.97，氯化镱与氯化铒的摩尔比为1:0.01，氯化镱与氯化铥的摩尔比为1:0.02；所述的含有氟化铵和氢氧化钠的甲醇溶液中氟化铵与氯化钆的摩尔比为(8～9):1；所述的含有氟化铵和氢氧化钠的甲醇溶液中氢氧化钠与氯化钆的摩尔比为(5～6):1；所述的NaGdF4:50％Yb/1％Tm/0.5％Er纳米粒子的环己烷溶液的浓度为0.12mol/L～0.2mol/L；
②、采用配体交换法制备PEI-stabilizedNaGdF4:50％Yb/1％Tm/0.5％Er：向聚乙烯亚胺中加入蒸馏水，得到聚乙烯亚胺溶液，在室温下搅拌均匀，然后逐滴加入NaGdF4:50％Yb/1％Tm/0.5％Er纳米粒子的环己烷溶液，室温搅拌反应24h～30h，蒸发去除环己烷并离心，最后分散于去离子水中，得到PEI-stabilizedNaGdF4:50％Yb/1％Tm/0.5％Er纳米粒子溶液；
所述的聚乙烯亚胺溶液的浓度为10g/L～20g/L；所述的聚乙烯亚胺溶液与NaGdF4:50％Yb/1％Tm/0.5％Er纳米粒子的环己烷溶液的体积比为1:(0.1～0.2)；所述的PEI-stabilizedNaGdF4:50％Yb/1％Tm/0.5％Er纳米粒子溶液的浓度为0.08mol/L～0.16mol/L；
三、静电力作用制备：
将Cu-PN-g-C3N4纳米片分散于水中，得到Cu-PN-g-C3N4纳米片溶液，在室温下搅拌0.5h～2h，然后逐滴加入PEI-stabilizedNaGdF4:50％Yb/1％Tm/0.5％Er纳米粒子溶液，室温搅拌反应1h～2h，最后通过离心、干燥，得到NaGdF4:50％Yb/1％Tm/0.5％Er@Cu-PN-g-C3N4纳米复合物；
所述的Cu-PN-g-C3N4纳米片溶液的浓度为3.5mg/L～4.0mg/L；所述的Cu-PN-g-C3N4纳米片溶液与PEI-stabilizedNaGdF4:50％Yb/1％Tm/0.5％Er纳米粒子溶液的体积比为1:(0.2～0.3)。
2.根据权利要求1所述的一种光响应单原子催化功能纳米药物材料的制备方法，其特征在于步骤一③中所述的超声破碎具体为在室温及频率为20kHz的条件下，超声破碎10min～20min。
3.根据权利要求1所述的一种光响应单原子催化功能纳米药物材料的制备方法，其特征在于步骤一⑤中所述的分离干燥具体是用0.45μm滤膜过滤分离，在温度为60℃的条件下，真空干燥10h～12h。
4.根据权利要求1所述的一种光响应单原子催化功能纳米药物材料的制备方法，其特征在于步骤一⑤中所述的研磨具体为在室温条件下，研磨4min～8min，且每次研磨量为0.08g～0.1g。
5.根据权利要求1所述的一种光响应单原子催化功能纳米药物材料的制备方法，其特征在于步骤二①中所述的氯化物的质量与油酸的体积比为1g:(20～24)mL。
6.根据权利要求1所述的一种光响应单原子催化功能纳米药物材料的制备方法，其特征在于步骤二①中所述的氯化物的质量与十八烯酸的体积比为1g:(52～58)mL。
7.根据权利要求1所述的一种光响应单原子催化功能纳米药物材料的制备方法，其特征在于步骤二①中所述的含有氟化铵和氢氧化钠的甲醇溶液中氟化铵的浓度为0.3mol/L～0.5mol/L，氢氧化钠的浓度为0.2mol/L～0.3mol/L。
8.根据权利要求1所述的一种光响应单原子催化功能纳米药物材料的制备方法，其特征在于步骤二①中所述的洗涤为依次经乙醇洗涤保留沉淀、环己烷洗涤保留上清液及乙醇洗涤保留沉淀。
9.根据权利要求1所述的一种光响应单原子催化功能纳米药物材料的制备方法，其特征在于步骤二②中在温度为80℃～90℃的条件下，蒸发去除环己烷。
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CN114917363B (zh) * 2022-05-06 2024-01-30 国家纳米科学中心 一种纳米复合材料及其制备方法和应用
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CN105214099B (zh) * 2015-10-21 2017-11-28 哈尔滨工程大学 一种应用于光动力治疗的纳米复合材料及制备方法
CN105535972B (zh) * 2015-12-23 2018-10-16 中国科学院长春应用化学研究所 一种c3n4纳米复合材料、制备方法及其应用
US20210085789A1 (en) * 2017-04-07 2021-03-25 Seoul National University R&Db Foundation Pharmaceutical composition for cancer treatment
CN109970039B (zh) * 2019-04-26 2020-08-07 陕西科技大学 一种二元过渡金属纳米颗粒原位嵌入多孔氮掺杂碳球及其制备方法
CN112547105B (zh) * 2020-12-02 2024-03-05 中科院合肥技术创新工程院 铜（i）掺杂石墨化氮化碳纳米片催化剂及其制备方法与应用

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