一种硒化锡纳米材料及其制备方法和应用
【技术领域】
[0001]本发明属于纳米材料制备和生物医学领域，具体涉及一种砸化锡纳米材料及其制备方法和应用。
【背景技术】
[0002]近年来，纳米材料在生物医学领域的应用越来越引起研宄人员的重视，已经成为纳米技术发展的一个重要方向。将纳米材料引入生物医学有可能在单个体系中同时实现多种功能，是纳米医学领域的重要发展趋势之一。这种多功能纳米材料即在单一的纳米材料上同时集成多种目的如同时成像和治疗或者为了实现某些高级功能而整合多个部件以实现多种目标功能，可以降低多次诊疗的副作用达到更好的诊疗效果。
[0003]近红外光具有深的组织穿透性和最小的组织损伤的优点。当靶向肿瘤部位时，近红外光响应的诊疗试剂可将吸收的近红外光能转换为热能用于光热治疗或者可同时产生超声波用于肿瘤组织的实时成像。因此，基于单一近红外光响应的纳米材料，可实现实时光响应成像(如光声成像、光学成像)且同时光响应治疗(如光热治疗、光动力治疗、光促发化学药物治疗)，是一类很有前景的诊疗材料。
[0004]窄能带间隙的IV-VI族系列半导体材料如SnS、SnSe, GeS、GeSe、PbS、PbSe，在光伏打太阳能电池、近红外光电装置、记忆开关装置、锂离子电池材料、催化等方面具有广泛的应用前景。砸化锡具有大的吸收系数和与太阳光谱叠加的带隙，被视为相对于含铅和镉的窄带隙纳米材料的低毒和环境友好可能替代者。
[0005]到目前，已文献报道的合成砸化锡纳米片方法，一般需要在高温油胺相等有机无机的参与或者用到有机砸源，使得合成操作要求高、合成不方便、或成本高，另外要应用于生物医学需要比较繁琐的表面功能化操作，限制了这些方法在生物医学的进一步应用。因此，开发一种更为简便的方法和采用更低成本的无机砸源来合成砸化锡纳米材料，并合理进行修饰生物相容性配体，开发其在生物医学诊疗方面的应用具有重要的应用价值。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于提供一种砸化锡纳米材料及其制备方法和应用。制得的砸化锡纳米片(SnSeNSs)可用于癌细胞的光热治疗、光声成像、红外热成像。同时，该纳米材料具有二维片层结构、大的比表面积，具有高的药物负载能力，其纳米药物复合体可实现酸性pH值响应和光热响应的药物释放，可作为药物载体应用于肿瘤或疾病细胞的化学药物治疗。
[0007]为实现上述目的，本发明采用如下技术方案:
一种砸化锡纳米材料的粒径为20-500纳米，表面修饰生物相容亲水性配体。
[0008]所述的生物相容亲水性配体为聚丙烯酸、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯亚胺、聚乙二醇、透明质酸、壳聚糖、岩藻糖、葡聚糖、白蛋白、明胶、脂质体中的一种或多种。
[0009]制备方法包括以下步骤:
(I)在水中加入砸粉，再加入氢氧化钠，搅拌使砸粉溶解； (2)将柠檬酸溶解于水中，加入SnCl2.2H20，超声使之完全溶解；
(3)在快速搅拌下，将步骤(2)制得的溶液滴加到步骤(I)制得的溶液中；
(4)反应结束后，冷却至室温，离心，水洗至清液呈中性；
(5)在生物相容亲水性配体中加入步骤(4)得到的砸化锡材料，超声处理，离心除去大块砸化锡材料；收集上层溶液，再离心收集生物相容亲水性配体修饰的砸化锡纳米材料，水洗三次后，重新分散于水中保存。
[0010]步骤(I)中砸粉与氢氧化钠的摩尔比为0.1-1:1-40，水体积为氢氧化钠重量的1-10 倍。
[0011]步骤(2)中SnCl2.2Η20与柠檬酸的摩尔比为0.1_1:1_20，水的体积为柠檬酸重量的 0.5-10 倍。
[0012]所述的砸化锡纳米材料作为药物载体，通过吸附作用负载药物活性分子。
[0013]所述的药物活性分子为抗癌药物、抗生素、干扰素、肿瘤坏死因子、蛋白酶抑制剂、放射性同位素标记成分、反义核酸、小RNA、抗体、胃肠道系统药物、光动力治疗药物中的一种或多种。
[0014]所述的抗癌药物为阿霉素、紫杉醇、酞菁、喜树碱、表柔比星、顺铂、卡铂、反铂、多西他赛、柔红霉素、博来霉素、长春碱、甲氨蝶呤吉西他滨、依托泊苷、他莫昔芬中的一种或多种。
[0015]本发明的显著优点在于:
(1)本发明中砸化锡纳米材料制备过程简单温和、低能耗、易规模化；
(2)本发明中配体修饰砸化锡纳米材料具有好的生物相容性、强的近红外吸收，光热转换效率达到29.8%，且同时具有良好的光热稳定性，可用于光热治疗、光声成像、红外热成像；
(3)本发明中砸化锡纳米材料具有二维片层结构、大的比表面积，可以实现高的药物分子无损负载，负载方式为吸附方式，避免了共价修饰过程对药物分子结构的破坏；
(4)本发明中砸化锡纳米材料-药物复合材料可实现药物缓释。药物分子通过吸附方式负载，其活性物质在酸性PH条件或光热作用下易于从载体上释放，并保持长时间的缓慢释放，可达到长时间保持药效；
(5)本发明的砸化锡纳米材料-药物复合材料具备良好稳定性及长循环等特点、具有出色的光热转换能力、良好的药物负载能力及被动靶向性、生物相容性，可实现对肿瘤或疾病细胞或组织的光声成像、红外热成像、药物递送化疗。
【附图说明】
[0016]图1是砸化锡纳米片的透射电子显微镜图像。
[0017]图2 (A)图为砸化锡纳米片的X射线衍射图像(XRD)，(B)图为砸化锡纳米片的X射线能量色散谱(EDS)。
[0018]图3是不同浓度砸化锡纳米片溶液的可见近红外吸收光谱图。
[0019]图4是不同浓度砸化锡纳米片溶液的光热升温曲线随时间变化图。
[0020]图5是不同浓度砸化锡纳米片溶液的细胞活率图。
[0021]图6是不同浓度砸化锡纳米片溶液的光热照射与无光照下细胞活率比较图。
[0022]图1 (A)砸化锡纳米片溶液的负载不同浓度药物DOX能力考查和(B)砸化锡纳米片-药物复合体在不同PH条件下的释放动力学。
[0023]图8是砸化锡纳米片溶液的光声成像图像。
【具体实施方式】
[0024]下面通过具体实施示例对本发明的技术方案做进一步说明，但是不能以此限制本发明的范围。
[0025]实施例1:
砸化锡纳米材料的制备:
反应液A:称取0.040g的砸粉，加入至10毫升的超纯水中，再称取5.00 g氢氧化钠加入至砸粉溶液中，中速磁力搅拌至砸粉溶解，在这个过程中由于氢氧化钠溶解过程放热使溶液温度上升可以加速砸粉的溶解，最后溶液呈酒红色。反应溶液B:称取2.00 g柠檬酸充分溶解于I毫升超纯水中，再称取0.21 g 二氯化锡二水合物(SnCl2.2Η20)加入至柠檬酸溶液超声溶解。在快速搅拌条件下，取反应溶液B滴加入反应溶液A中，溶液由酒红色逐渐变浅一一无色一一棕色一一褐黑色，成絮状沉下。这个过程表明形成了砸化锡材料。继续反应5分钟，冷却至室温。反应溶液分成4管，9000转每分钟离心5分钟，弃去上清液，加入超纯水分散，再9500转每分钟离心5分钟，重复此操作水洗至上清液pH值为中性。
[0026]修饰生物相容性配体:把合成的砸化锡材料加入至25毫升的10毫克每毫升的聚丙烯酸(分子量3000)溶液中超声处理6小时。超声结束后，先3000转每分钟离心5分钟，弃去离下来的大块的砸化锡，收集上层溶液；为了除去过量聚丙烯酸，再对收集的溶液9500转每分钟离心10分钟，收集沉淀，加入超纯水洗涤3次，把沉淀分散于5毫升超纯水中，取I毫升的分散溶液通过干燥方法来定量溶液中砸化锡纳米材料的浓度。获得的砸化锡纳米材料透射电子显微镜表征如图1所示，说明合成为片层结构，有用于负载药物的能力。对获得的砸化锡纳米材料进行XRD和EDS表征结果如图2所示，证明合成的材料为SnSe，含有砸和锡元素，其中碳、氧为修饰配体含有的，铜为测试时所用铜