納米復合粉的制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明的技術方案涉及抗腫瘤藥，具體地說是用于抗菌抑癌的Ca2YREF7OTiO2納米 復合粉的制備方法。
【背景技術】
[0002] 惡性腫瘤是威脅人類健康的常見病和多發病。目前，對惡性腫瘤的治療主要是 采用放療、化療和手術切除等方法，其副作用大，療效差。因此，發展診斷治療癌癥的新方 法和新技術成了世界所關心的課題。在眾多的新診斷治療手段中，光動力學療法（photo dynamictherapy，F1DT)是一種新型有效的治療腫瘤的方法，它是一種利用光敏劑選擇性地 被腫瘤組織攝取，然后在一定波長光照下發生光動力反應，并產生以活性氧物質（reactive oxygenspecies，R0S)為主的中間活性物質來殺傷腫瘤細胞的治療方法。PDT的生物機制 是以化學機制為基礎的，主要通過三種途徑殺傷腫瘤細胞：DPDT生成的ROS成分能夠直接 殺死腫瘤細胞（誘導細胞凋亡或壞死）；2)PDT能夠激活機體的抗腫瘤免疫反應，誘發腫瘤 細胞死亡；3)PDT通過作用于腫瘤組織的周圍血管，損傷與腫瘤相關的脈管系統造成血管 封閉，使腫瘤組織因缺氧和營養枯竭而缺血性死亡。PDT有若干潛在的優勢：相對的非侵入 性治療，可以準確定位目標腫瘤組織，無總劑量限制可以重復給藥，整個治療過程不會或只 帶來很小的疤痕，操作相對方便并且副作用很小等。
[0003] 由此可知，PDT最大特點就是利用光敏劑接受光照后產生一系列化學反應來消滅 癌細胞，但是在發現光敏劑TiO2之前，能夠進行臨床應用的光敏劑少之又少，臨床依然經常 使用血卟啉衍生物（hematoporphyrinderivative，HPD)，當光照HPD后，雖然能對癌細胞 有很強的殺傷力，但是HH)很難制得。而光敏劑TiO2以其穩定性佳、催化活性強、無毒性和 成本低廉的特點，成為最具有前途的抗癌光敏劑之一，被廣泛應用于抗腫瘤研究。其優點 在于：1)除了紫外光（hu多3. 2eV)以外不需要其它的外界能量；2)1102能夠在大范圍的 表面物上產生活性氧等組分能對癌細胞內外的有機物質產生強氧化作用，從而有效地殺傷 癌細胞；3)110 2顆粒能夠被正常組織內的巨噬細胞所吞噬；4)不會引起白細胞減少等副作 用。然而存在的問題是：當TiO2的禁帶寬度達到了 3. 2ev，也就是只有小于387. 5nm的紫外 光波才可以激發，使其產生光催化作用。目前，對于體內腫瘤的治療需要用紫外光光纖針作 為介導的治療方法，這給對紫外光過敏的患者帶來了眾多不便。為此，研究人員正對怎么使 TiO2的光響應范圍增加的課題進行著大量的研究工作，并希望可以通過上轉換的形式將近 紅外光用于TiO2的光催化能量。其研究方向是對納米TiO2抗癌光敏劑進行修飾，研制復合 納米TiO2抗癌光敏劑，以提高TiO2光敏劑對光的利用率以及對癌細胞的選擇性殺傷作用。 上轉換熒光材料可以吸收低能量的近紅外線光子并轉化發射出高能量的紫外線光子，如 稀土離子對共摻雜的氟化物在980nm的近紅外光激發下，就可以發出能夠光敏TiO2的紫外 光。這種上轉換敏化的方法，尤其在光動力治療癌癥方面有著光明的前景。因為這種方法 可以在人體外部施加穿透力強且對基體幾乎沒有損傷的近紅外線，當栗浦光到達上轉換納 米TiO2復合粉所在的病灶部位時，可以上轉換為紫外線而被TiO2吸收利用，達到抗菌抑癌 的作用。
[0004] 但是，現有技術制備此類上轉換二氧化鈦復合粉的方法一般是用高溫固相法、 水熱合成法、微乳液法或溶膠凝膠法中的兩種不同的方法組合來制備。在上述制備納米 粉體的方法中，除了新型的水熱合成法，傳統的制備方法均存在操作過程繁瑣、參數不 易控制、生產周期長、產物純度低、雜質難去除和需要高溫煅燒的一系列的缺點。例如， CN103480397A中就涉及了高溫固相法+微乳液法或水解法制備此類功能復合粉，其中就需 要高溫固相燒結制備NaYF4晶體、對NaYF4晶體進行酸蝕去除氧化物雜質、添加分散劑對其 表面改性、對復合粉高溫煅燒等過程。另外，目前制備出的稀土上轉換氟化物納米顆粒本身 屬于非極性顆粒，在極性溶劑內分散性差，在110 2將其包裹前往往需進行預處理，即在其表 面預先包覆上極性無機氧化物或高分子聚合物等對其表面改性，例如，CN103623852A中就 使用了SiOJtNaYF4進行表面包覆改性，這使得上轉換效率降低、制備過程繁瑣、生產周期 加長和成本增加。再者，湯艷娜的博士論文《Ti02_aYF4:Y，Tm核殼結構紅外光催化材料的 設計、制備及其光催化性質的研究》中考慮到了上轉換發光粉的添加量對TiO2包覆層的影 響，但沒有考慮到水熱反應體系的pH值對TiO2包覆層的影響，也沒有解決現有技術中的上 轉換效率降低、制備過程繁瑣、生產周期加長和成本增加的缺陷。
【發明內容】
[0005] 本發明所要解決的技術問題是：提供用于抗菌抑癌的Ca2YREF7OTiO2納米復合粉 的制備方法，該方法是一種兩步水熱合成二氧化鈦包覆的稀土離子摻雜氟化釔鈣復合納米 粉的方法，克服了現有技術制備上轉換二氧化鈦復合粉的方法存在的上轉換效率降低、制 備過程繁瑣、生產周期加長和成本增加的缺陷。
[0006] 本發明解決該技術問題所采用的技術方案是：用于抗菌抑癌的Ca2YREF7OTiOjft米復合粉的制備方法，是一種兩步水熱合成二氧化鈦包覆的稀土離子摻雜氟化釔鈣復合納 米粉的方法，步驟如下：
[0007] 上述化學分子式Ca2YREF7OTiO2的中文名稱為二氧化鈦包覆稀土離子摻雜氟化釔 鈣，其中，"RE"為稀土元素離子Tm、Ho或Er中的1~3種和Yb，表示后者對前者的包 覆，
[0008] 第一步，制備稀土離子摻雜氟化釔鈣的上轉換納米顆粒粉體：
[0009] (1)將RE的氯化物、Y的氯化物、CaCl2、聚乙烯吡咯烷酮（以下簡稱PVP)加入到 去離子水中，充分攪拌后得到溶液A，其中，RE的氯化物和Y的氯化物的總摩爾濃度為2~ 3X10 3mol/mL，CaClJ^濃度為 8. 88g/L，PVP的濃度為lg/L，Tm、Er、Ho、Yb和Y的摩爾量占 總稀土摩爾量的百分比分別為0%~0? 8%、0%~2%、0%~L4%、20%~40%和58%~ 79. 8% ；
[0010] (2)將NH4F溶于去離子水，得到濃度為51. 8g/L的溶液B;
[0011] (3)將上述溶液B滴加入上述溶液A中，并充分攪拌2h，得到混合反應體系C，其 中，溶液B與溶液A的體積比為4 : 1 ;
[0012] (4)將上述混合反應體系C盛入反應釜，放入馬弗爐后，加熱到160~200°C，并保 溫8~18h，其中，混合反應體系C所占反應釜的體積百分數為67% ;
[0013] (5)保溫結束后，進行離心分離出固體物，該固體物分別用無水乙醇和去離子水超 聲洗滌3min后，再鼓風干燥，然后研磨至顆粒間無明顯粘連成為粉體；
[0014] (6)將上述研磨后的粉體盛入陶瓷方舟后，放入管式燒結爐，在氬氣保護氣氛和 400~600°C溫度條件下保溫2h，制得到稀土離子摻雜氟化釔鈣的上轉換納米顆粒粉體。
[0015] 第二步，制備有核殼結構的Ca2YREF7OTiO2納米復合粉：
[0016] (1)將乙酰丙酮加入到無水乙醇中，滴加鹽酸調節溶液的pH值至0. 2~5,攪拌中 滴加鈦酸丁酯，攪拌均勻后得到溶液D，其中，乙酰丙酮在無水乙醇中的體積百分數為5%， 鈦酸丁酯體在無水乙醇中的體積百分數為1~3% ;
[0017] (2)配制含有體積百分數為83. 33%無水乙醇的水溶液E;
[0018] (3)將上述溶液E逐滴滴加進上述溶液D后，添加第一步制得的稀土離子摻雜氟化 釔鈣的上轉換納米顆粒粉體，充分攪拌2h后，超聲分散20min，得到混合反應體系F，其中， 溶液D與溶液E的體積比為3. 56 : 1，稀土離子摻雜氟化釔鈣的上轉換納米顆粒粉體與鈦 酸丁酯的摩爾比為0.044~0.176 : 1;
[0019] (4)將上述混合反應體系F盛入反應釜，混合反應體系F所占反應釜的體積百分數 為68. 5%，而后放入馬弗爐，加熱到120~135°C，并保溫4~9h;
[0020] (5)將上述（4)保溫后的混合反應體系F離心分離，分別用無水乙醇和去離子水超 聲洗滌3min后，鼓風干燥，再將其研磨至顆粒間無明顯粘連，得到復合粉體G;
[0021] (6)將上述（5)得到的復合粉G盛入陶瓷方舟，放入馬弗爐，在350°C~400°C溫 度下保溫2h后，制得有核殼結構的Ca2YREF7OTiO2納米復合粉，即用于抗菌抑癌的Ca2YREF7O TiO2納米復合粉。
[0022] 上述用于抗菌抑癌的Ca2YREF7OTiO^米復合粉的制備方法，所述第一步⑷中優 選加熱到180°C，并保溫12h。