本(ben)發明涉及納米材(cai)料(liao)制(zhi)備技術領域，具體涉及的是一種具有(you)近紅(hong)外吸收功能、光熱轉換性能的BSA-CuS納米復合材(cai)料(liao)的制(zhi)備方法及其應用。

背景技術：

目前(qian)，惡性腫(zhong)瘤(liu)已(yi)經(jing)成(cheng)為導致(zhi)人(ren)(ren)類死亡(wang)的主要疾病之一(yi)。世界衛(wei)生組織發(fa)表的《全(quan)球(qiu)癌(ai)癥報(bao)告2014》指出(chu)，自2012年(nian)來，全(quan)球(qiu)癌(ai)癥患(huan)者和死亡(wang)人(ren)(ren)數(shu)都在令人(ren)(ren)不安的增加(jia)，新增癌(ai)癥病例有(you)近(jin)一(yi)半出(chu)現在亞洲(zhou)。其(qi)中，中國的新增癌(ai)癥病例高(gao)居第一(yi)位。如果(guo)缺少癌(ai)癥治(zhi)療的有(you)效措施(shi)，隨當前(qian)的發(fa)展趨勢，預(yu)計至2025年(nian)，全(quan)球(qiu)癌(ai)癥病例將達1900萬人(ren)(ren)，至2035年(nian)將達2400萬人(ren)(ren)。

目前的癌癥治(zhi)療主要(yao)以外科手術(shu)、放射(she)線治(zhi)療及化學治(zhi)療為主。但由于(yu)存(cun)在嚴重(zhong)的副作用，對(dui)人體傷害較大，常造(zao)成治(zhi)療效果(guo)不佳，疾病無法有效根治(zhi)及病人存(cun)活時間短等情況。近年(nian)來(lai)，隨著納(na)米(mi)生物醫學的迅(xun)猛發展，納(na)米(mi)技術(shu)為癌癥治(zhi)療提供了有效工(gong)具。

光(guang)熱治療(liao)(PTT)作(zuo)為(wei)一個(ge)可(ke)靶(ba)向治療(liao)癌(ai)細胞(bao)而不(bu)會引(yin)起全身反應的(de)(de)(de)(de)微創技(ji)術近(jin)(jin)(jin)(jin)年來引(yin)起了(le)(le)廣泛(fan)的(de)(de)(de)(de)關(guan)注。目前，有(you)四種納(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)材(cai)(cai)料(liao)(liao)對(dui)癌(ai)細胞(bao)顯示(shi)出了(le)(le)良好的(de)(de)(de)(de)光(guang)熱療(liao)效，其(qi)(qi)中包括(kuo)貴金(jin)屬納(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)材(cai)(cai)料(liao)(liao)(如(ru)金(jin)納(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)棒，金(jin)納(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)籠(long)，金(jin)納(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)星等)、碳納(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)材(cai)(cai)料(liao)(liao)(如(ru)碳納(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)管(guan)，石墨烯(xi)和(he)碳點等)、有(you)機復(fu)合納(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)材(cai)(cai)料(liao)(liao)(如(ru)有(you)機小分子聚集體(ti)和(he)有(you)機共軛高分子)和(he)半(ban)導體(ti)復(fu)合納(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)材(cai)(cai)料(liao)(liao)(如(ru)硫化(hua)銅和(he)硫化(hua)硒(xi)等)。由于(yu)半(ban)導體(ti)復(fu)合納(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)材(cai)(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)低(di)成本性和(he)高穩(wen)定(ding)(ding)性，可(ke)以作(zuo)為(wei)其(qi)(qi)它光(guang)熱試劑的(de)(de)(de)(de)替代(dai)品(pin)。半(ban)導體(ti)復(fu)合納(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)材(cai)(cai)料(liao)(liao)主要包括(kuo)CuS、CuSe等，其(qi)(qi)中CuS納(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)材(cai)(cai)料(liao)(liao)由于(yu)其(qi)(qi)具(ju)有(you)獨特的(de)(de)(de)(de)物理性質和(he)廣闊的(de)(de)(de)(de)應用前景(jing)引(yin)起了(le)(le)科學界的(de)(de)(de)(de)廣泛(fan)關(guan)注，該材(cai)(cai)料(liao)(liao)在近(jin)(jin)(jin)(jin)紅(hong)外(wai)區具(ju)有(you)較好的(de)(de)(de)(de)光(guang)熱效應，且(qie)(qie)合成工藝簡(jian)單，相比以貴金(jin)屬為(wei)基(ji)礎合成的(de)(de)(de)(de)納(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)晶，CuS納(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)材(cai)(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)組(zu)成元素成本更低(di)，而且(qie)(qie)CuS可(ke)通過氧化(hua)還原(yuan)反應調節其(qi)(qi)在近(jin)(jin)(jin)(jin)紅(hong)外(wai)區的(de)(de)(de)(de)局部表面等離子共振，即CuS的(de)(de)(de)(de)光(guang)學性能可(ke)調。調整CuS納(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)材(cai)(cai)料(liao)(liao)在近(jin)(jin)(jin)(jin)紅(hong)外(wai)區的(de)(de)(de)(de)吸收并(bing)將其(qi)(qi)注射到一定(ding)(ding)深(shen)度的(de)(de)(de)(de)生物組(zu)織中去，用適當(dang)的(de)(de)(de)(de)近(jin)(jin)(jin)(jin)紅(hong)外(wai)光(guang)照射，使其(qi)(qi)進(jin)行光(guang)熱轉(zhuan)換以達(da)到治療(liao)目的(de)(de)(de)(de)。這清(qing)晰地展示(shi)了(le)(le)CuS納(na)(na)(na)米(mi)(mi)(mi)(mi)(mi)材(cai)(cai)料(liao)(liao)在癌(ai)癥治療(liao)方面的(de)(de)(de)(de)誘人前景(jing)。

目(mu)前CuS納米粒子(zi)的制備方(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)(fa)主(zhu)要包(bao)括沉淀法(fa)(fa)(fa)(fa)、固相(xiang)(xiang)法(fa)(fa)(fa)(fa)、水熱法(fa)(fa)(fa)(fa)、乳液(ye)法(fa)(fa)(fa)(fa)以(yi)及(ji)模板法(fa)(fa)(fa)(fa)等(deng)(deng)，利用上述這(zhe)些(xie)方(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)(fa)合(he)成的CuS納米粒子(zi)的形態各(ge)(ge)異，尺寸也(ye)各(ge)(ge)不相(xiang)(xiang)同，存在易團聚等(deng)(deng)缺點，有些(xie)方(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)(fa)還存在反(fan)應(ying)時間長、實驗設備要求高及(ji)使用有機(ji)溶劑等(deng)(deng)問題。特別是(shi)對于生(sheng)物醫(yi)學應(ying)用而言，具有良好的生(sheng)物相(xiang)(xiang)容性和表(biao)面(mian)修飾能力(li)，是(shi)其生(sheng)物應(ying)用的一個必要條件(jian)。由此，我們提供一種簡單便捷、綠色環保的合(he)成方(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)(fa)來制備穩定(ding)的、生(sheng)物相(xiang)(xiang)容性的CuS納米粒子(zi)(平均粒徑在20nm左右)。

技術實現要素：

本發明的(de)目的(de)在(zai)于(yu)提供一種BSA-CuS納(na)米復(fu)合(he)(he)材料的(de)制(zhi)備方(fang)法，該制(zhi)備方(fang)法綠色環(huan)保、工藝簡單，反(fan)應(ying)條件溫和(he)，制(zhi)備周期短，成本低(di)廉(lian)，得(de)到的(de)復(fu)合(he)(he)材料具有近紅(hong)外(wai)吸(xi)收(shou)功能、良好(hao)的(de)溶液(ye)分散性及生物相容性，該納(na)米復(fu)合(he)(he)材料可應(ying)用(yong)于(yu)腫瘤的(de)光熱治療。

為了達成上(shang)述目的(de)(de)，本發明的(de)(de)解決方案是：

一種BSA-CuS納米復(fu)合材料的制備方法，包括以下步驟(zou)：

(1)將濃度為5-10mM的銅鹽(yan)溶(rong)液加至BSA溶(rong)液中，室溫(wen)下(xia)攪拌(ban)10-30min，得(de)到生成有BSA-Cu結合物的BSA-Cu懸濁液，所(suo)述銅鹽(yan)溶(rong)液與所(suo)述BSA溶(rong)液的體(ti)積用(yong)量比(bi)為1∶1-5∶1，所(suo)述BSA溶(rong)液的濃度為1-5mg/ml；

(2)將步驟(zou)(1)所得(de)的BSA-Cu懸濁液的pH調至(zhi)3.0-5.0，加(jia)入(ru)濃度(du)為0.2-0.5M的硫代(dai)乙(yi)酰胺溶液，搖勻后(hou)置于(yu)60-90℃恒溫水浴(yu)鍋(guo)中(zhong)自(zi)然(ran)孵育(yu)1-3h，離心取離心液，制得(de)BSA-CuS納米復合材料。

步驟(1)中，所述銅鹽溶(rong)(rong)(rong)液(ye)為硝酸銅溶(rong)(rong)(rong)液(ye)、硫(liu)酸銅溶(rong)(rong)(rong)液(ye)、氯化銅溶(rong)(rong)(rong)液(ye)或乙酸銅溶(rong)(rong)(rong)液(ye)。

步(bu)驟(zou)(2)中，采用(yong)濃度為(wei)65wt％的硝酸溶液調節BSA-Cu溶液的pH。

步驟(2)中，加入的硫代乙酰胺溶液(ye)的用量為0.5-1mL。

上(shang)述BSA-CuS納(na)米復合(he)材料在抗腫瘤的(de)(de)光(guang)熱治療中的(de)(de)應(ying)用。

本發明一種(zhong)BSA-CuS納(na)米復合材料的制備方法，具有(you)以下有(you)益效果：

1、本(ben)(ben)發(fa)明的制備方法綠(lv)色環(huan)保，工(gong)藝簡單，反應條件溫和(he)，制備周期短(duan)，成本(ben)(ben)低廉；

2、本(ben)發明制(zhi)備得到的(de)BSA-CuS納米復合材料是一種具有良(liang)好的(de)光(guang)熱轉換(huan)效率的(de)近紅外吸(xi)收材料，該BSA-CuS納米復合材料同時具有良(liang)好的(de)溶液分散性及生物相(xiang)容(rong)性，可應用于腫瘤(liu)的(de)光(guang)熱治療。

附圖說明

圖(tu)1為本(ben)發(fa)明(ming)制備得到(dao)的BSA-CuS納米復合(he)材(cai)料的TEM圖(tu)；

圖2為(wei)本發明制備(bei)得到(dao)的(de)BSA-CuS納米復合材料的(de)紫外可(ke)見吸收光譜圖；

圖3為本發明(ming)制備得到的BSA-CuS納米復合材料在(zai)不(bu)同Cu含量下的光熱轉換(huan)性(xing)質圖；

圖4為本發(fa)明制備得到的(de)(de)BSA-CuS納米復(fu)合材料在不(bu)同能量密度下的(de)(de)光熱轉換(huan)性質(zhi)圖；

圖(tu)5為本(ben)發(fa)明制備得(de)到的BSA-CuS納米復合(he)材料在孵(fu)育時間為24h和孵(fu)育時間為48h的細胞存活率圖(tu)；

圖6為(wei)本發明制備得到的BSA-CuS納米復合(he)材料在(zai)非激(ji)(ji)(ji)光與激(ji)(ji)(ji)光條件下(xia)的細胞(bao)存(cun)活率(lv)圖，其中(zhong)，柱(zhu)狀(zhuang)圖1表示(shi)在(zai)非激(ji)(ji)(ji)光條件下(xia)，柱(zhu)狀(zhuang)圖2表示(shi)在(zai)激(ji)(ji)(ji)光條件下(xia)。

具體實施方式

為了(le)進一步(bu)解(jie)釋本(ben)發明的技術方案(an)，下(xia)面通(tong)過(guo)具體實施例(li)來對(dui)本(ben)發明進行詳細闡述。

實施例一

一種(zhong)BSA-CuS納(na)米復合材(cai)料的制備方法，包括以下(xia)步驟(zou)：

(1)將5mL、10mM Cu(NO₃)₂溶(rong)液(ye)加至5mL、5mg/mL牛血清白(bai)蛋白(bai)(BSA)溶(rong)液(ye)中，室(shi)溫下攪拌30min，得到(dao)生(sheng)成有(you)BSA-Cu結合(he)物(wu)的BSA-Cu懸濁(zhuo)液(ye)；

(2)向(xiang)步驟(1)所得的BSA-Cu懸濁(zhuo)液(ye)中逐滴(di)加入65wt％硝酸溶液(ye)，將懸濁(zhuo)液(ye)的pH調(diao)至3.0；

(3)向步驟(2)得到的BSA-Cu懸濁液中(zhong)加入0.5mL、0.2M的硫代乙酰胺溶(rong)液，搖(yao)勻(yun)后置于60-90℃恒(heng)溫(wen)水浴鍋中(zhong)自然(ran)孵育1h，在10000rpm的轉速下離心30min，取離心液，制(zhi)得BSA-CuS納(na)米復合材料，利用ICP-Mass測(ce)定其中(zhong)Cu的含量(liang)為457.14ppm；

(4)將步(bu)驟(3)中得到的BSA-CuS納米(mi)復(fu)(fu)合(he)材料(liao)分成四(si)份(fen)，每份(fen)加水稀釋，分別(bie)稀釋至BSA-CuS納米(mi)復(fu)(fu)合(he)材料(liao)中Cu的含量分別(bie)為6.25ppm、12.5ppm、25ppm及50ppm，作為實(shi)驗組(zu)留待后續實(shi)驗使用(yong)。

實施例二

將實施例一所(suo)得的(de)BSA-CuS納米復(fu)合材料進(jin)行TEM表征，結(jie)果(guo)如圖1所(suo)示，CuS納米粒子的(de)平(ping)均粒徑在20nm左(zuo)右。

實施例三

將實施例一(yi)所(suo)得(de)的BSA-CuS納(na)米復合材料進行(xing)紫外可見光譜檢測，結果(guo)圖(tu)2所(suo)示，制得(de)的不同濃度(du)的BSA-CuS納(na)米復合材料在近紅外區(qu)(980nm左(zuo)右)存在著明顯的特征(zheng)吸收(shou)峰。

實施例四

將(jiang)實(shi)施(shi)例一(yi)所得的不(bu)同(tong)Cu含量的BSA-CuS納米復合(he)材料(liao)進(jin)行(xing)光(guang)熱轉(zhuan)換實(shi)驗(yan)，并將(jiang)Cu含量為(wei)0ppm的PBS緩沖溶液(pH＝7.4)作為(wei)空白組進(jin)行(xing)對(dui)照，結果(guo)如(ru)圖3所示，結果(guo)表明(ming)，BSA-CuS納米復合(he)材料(liao)均有升溫現(xian)象，且BSA-CuS納米復合(he)材料(liao)中Cu濃度越(yue)大，升溫效果(guo)越(yue)好。

實施例五

將(jiang)實施例(li)一所得的Cu含量為50ppm的BSA-CuS納米復(fu)合材料(liao)(liao)進行光(guang)熱轉換實驗，結果如圖4所示，結果表明，隨著(zhu)光(guang)源(yuan)的能量密度(du)增大，BSA-CuS納米復(fu)合材料(liao)(liao)在相同照射時間內(nei)升高的溫(wen)度(du)越高。

實施例六

將(jiang)實施例一(yi)所(suo)得的不同(tong)Cu含(han)量(liang)的BSA-CuS納米復(fu)合材料(liao)進行肺腺(xian)癌細(xi)(xi)(xi)胞毒(du)理實驗(yan)將(jiang)不同(tong)Cu含(han)量(liang)的BSA-CuS納米復(fu)合材料(liao)加入到肺腺(xian)癌細(xi)(xi)(xi)胞(A549)中，分別孵(fu)育24h與48h，利用MTT實驗(yan)驗(yan)證納米復(fu)合材料(liao)對(dui)細(xi)(xi)(xi)胞的毒(du)性(xing)，并將(jiang)Cu含(han)量(liang)為(wei)0ppm的PBS緩(huan)沖溶液(ye)(pH＝7.4)作為(wei)空白組進行對(dui)照，由圖5可見，本(ben)實驗(yan)發(fa)明的BSA-CuS納米復(fu)合材料(liao)對(dui)肺腺(xian)癌細(xi)(xi)(xi)胞幾乎(hu)不存(cun)在細(xi)(xi)(xi)胞毒(du)性(xing)。

實施例七

將實(shi)施例(li)一所得的(de)(de)(de)(de)不(bu)同Cu含量(liang)的(de)(de)(de)(de)BSA-CuS納(na)米(mi)復(fu)合材料(liao)進行激(ji)(ji)光(guang)條件(jian)與非(fei)激(ji)(ji)光(guang)條件(jian)下(xia)的(de)(de)(de)(de)肺腺癌(ai)細(xi)胞毒(du)理實(shi)驗：將不(bu)同Cu含量(liang)的(de)(de)(de)(de)BSA-CuS納(na)米(mi)復(fu)合材料(liao)加(jia)入到肺腺癌(ai)細(xi)胞(A549)中，分別(bie)孵育24h后將其(qi)分組，一組用激(ji)(ji)光(guang)照(zhao)射(she)5min，另(ling)一組不(bu)用激(ji)(ji)光(guang)照(zhao)射(she)，并將Cu含量(liang)為0ppm的(de)(de)(de)(de)PBS緩沖溶(rong)液(ye)作為空白(bai)組進行對照(zhao)，由圖(tu)6可見，本發明BSA-CuS納(na)米(mi)復(fu)合材料(liao)對癌(ai)細(xi)胞存在一定(ding)的(de)(de)(de)(de)毒(du)性，在激(ji)(ji)光(guang)照(zhao)射(she)下(xia)，癌(ai)細(xi)胞的(de)(de)(de)(de)存活率(lv)明顯降(jiang)低。

因此(ci)，本發明一種BSA-CuS納(na)米復合材料的制(zhi)備方(fang)法，具有以下有益(yi)效果：

1、本發明(ming)的制備(bei)方法綠色環(huan)保，工藝(yi)簡單(dan)，反應(ying)條件溫和，制備(bei)周(zhou)期短(duan)，成本低廉；

2、本發明制備得到的BSA-CuS納米(mi)(mi)復合(he)材料是一(yi)種具有(you)良好光(guang)熱(re)(re)轉換效率的近(jin)紅外吸收材料，該BSA-CuS納米(mi)(mi)復合(he)材料同(tong)時還具有(you)良好的溶(rong)液分散性及生物相容性，可應(ying)用于腫瘤的光(guang)熱(re)(re)治療。

上述實施例和圖(tu)式(shi)并非限定本發明的(de)產品形(xing)態和式(shi)樣，任(ren)何所屬技術領域的(de)普通技術人員(yuan)對其所做的(de)適當變化或修飾，皆應視(shi)為不脫離本發明的(de)專(zhuan)利范疇。