一種近紅外光熱納米材料硫化鉍的水相制備方法與流程

本發明屬于功能納米材料的制備技術領域，具體涉及一種近紅外光熱納米材料硫化鉍的水相制備方法。

背景技術：

近年來，惡性腫瘤的發病率在我國呈現顯著的增高趨勢。目前，放療和化療作為惡性腫瘤的主要治療手段，但伴隨有高的毒副作用，這使得癌癥治癒率維持在一個極低的水平。進一步開發新的治療手段具有重要意義。過高熱用于腫瘤的治療（即熱療）受到極大關注。當溫度上升至42℃以上時，熱能開始使細胞受損傷。熱能對細胞損傷的程度取決于溫度高低和暴露在熱能下的時間，這一現象對于腫瘤細胞尤其明顯。

隨著納米材料和納米醫學的發展，光熱治療腫瘤方法受到廣泛的關注，而高效穩定的光熱轉換材料是影響光熱治療效果的關鍵，因此光熱治療研發的核心是具有光熱轉化效率的納米材料。由于近紅外發光波長（700-1000nm）為非電離輻射，故對生物組織的傷害較小，能穿透1cm以下深度的組織而不傷害中間的正常組織，故而研制開發新型近紅外光熱納米材料具有重要的意義。

技術實現要素：

本發明解決的技術問題是提供了一種反應條件簡單、易于操作且可以用于量產的近紅外光熱納米材料硫化鉍的水相制備方法。

本發明為解決上述技術問題采用如下技術方案，一種近紅外光熱納米材料硫化鉍的水相制備方法，其特征在于：在高溫高壓水熱反應釜中，鉍鹽水溶液與硫化物水溶液于140-200℃發生反應，其成核與生長過程均一，最終制得尺寸均一的近紅外光熱納米材料硫化鉍。

進一步優選，所述鉍鹽水溶液包括氯化鉍，硝酸鉍，次枸櫞酸鉍，枸櫞酸鉍鉀，枸櫞酸鉍鈉，雷尼替丁鉍鹽，次硝酸鉍、次沒食子酸鉍。

進一步優選，所述的硫化物為硫代乙酰胺、硫酸軟骨素、硫化鈉或半胱氨酸。

進一步優選，所述的枸櫞酸鉍鹽水溶液中bi²⁺的摩爾濃度為0.001-10mol/l，硫化物水溶液中s^2-的摩爾濃度為0.001-10mol/l。

進一步優選，所述的近紅外光熱納米材料硫化鉍的水相制備方法，其特征在于具體步驟為：將摩爾濃度為0.05mol/l的鉍鹽水溶液置于反應容器中，在攪拌的條件下加入摩爾濃度為0.09mol/l的硫化物水溶液得到混合溶液，其中鉍鹽水溶液與硫化物水溶液的體積比為10:7，將混合溶液置于水熱反應釜中于180℃水熱反應12h，然后自然降至室溫，最終反應產物離心用乙醇洗滌三次，再用蒸餾水洗滌至離心上清液無色澄清為止，最終將得到的黑色固體置于真空干燥箱中于40℃干燥得到近紅外光熱納米材料硫化鉍。

進一步優選，所述的近紅外光熱納米材料硫化鉍能夠重新分散于蒸餾水或磷酸鹽緩沖溶液中。

本發明與現有技術相比具有以下有益效果：

1、反應條件簡單，易于操作，可以用于量產；

2、僅需要簡單的實驗裝置完成制備過程，操作步驟簡單；

3、產物粒徑、形貌均一；

4、最終產物在蒸餾水和磷酸鹽緩沖溶液中具有很好的分散性；

5、產物可吸收近紅外區光并升高溫度，有望作為光熱治療腫瘤的納米材料。

總之，本發明采用生物相容性較好的枸櫞酸鉍鉀作為主體材料，通過水熱方法制得了尺寸形貌均一的納米材料硫化鉍，其可吸收近紅外區光并升高溫度，有望作為光熱治療腫瘤的納米材料。

附圖說明

圖1是本發明實施例1制得的硫化鉍黑色粉末的場發射掃描照片；

圖2是本發明實施例1制得的硫化鉍黑色粉末的透射電鏡圖；

圖3是本發明實施例1制得的硫化鉍黑色粉末的x射線粉末衍射圖譜；

圖4是本發明實施例1制得的硫化鉍黑色粉末的傅里葉變換紅外拉曼圖譜；

圖5是本發明實施例1制得的硫化鉍黑色粉末的光熱轉換圖，利用0.8瓦波長為880nm光源照射材料升溫循環過程照射，濃度分別為1000μg/ml、100μg/ml，體積均為0.5ml）；

圖6是本發明實施例1制得的硫化鉍黑色粉末作用于肝癌細胞（hepg2）激光共聚焦圖；

圖7是本發明實施例2制得的硫化鉍黑色粉末的場發射掃描照片；

圖8是本發明實施例2制得的硫化鉍黑色粉末的x射線粉末衍射圖譜；

圖9是本發明實施例2制得的硫化鉍黑色粉末的傅里葉變換紅外拉曼圖譜；

圖10是本發明實施例1制得的硫化鉍黑色粉末的光熱轉換圖，利用0.8瓦波長為880nm光源照射材料升溫循環過程照射，濃度分別為1000μg/ml、100μg/ml，體積均為0.5ml。

具體實施方式

以下通過實施例對本發明的上述內容做進一步詳細說明，但不應該將此理解為本發明上述主題的范圍僅限于以下的實施例，凡基于本發明上述內容實現的技術均屬于本發明的范圍。

實施例1

將次枸櫞酸鉍0.11g溶于盛有10ml蒸餾水的25ml燒杯中加入磁子攪拌5min至溶液混合均勻；稱取0.4763g硫代乙酰胺（taa）溶于盛有7ml蒸餾水的25ml燒杯中加入磁子攪拌5min至溶液澄清得到硫代乙酰胺水溶液；將配制好的硫代乙酰胺水溶液逐滴加入到枸櫞酸鉍鉀水溶液中，繼續攪拌5min配成混合溶液；將配制好的混合溶液轉入洗凈的25ml水熱反應釜中裝釜擰緊，放入程序升溫箱中燒釜，設置溫度180℃，維持12h最后自然降至室溫；反應產物離心用乙醇洗滌三次，再用蒸餾水洗滌至離心上清液無色澄清為止，最終將得到的黑色固體置于真空干燥箱中于40℃干燥過夜得到硫化鉍黑色粉末。

性能測試：將實施例1具體得到的硫化鉍黑色粉末進行形貌和成分確定表征，具體表征手段有場發射掃描，x射線粉末衍射，傅里葉變換紅外拉曼等。說明得到的產物為直徑50-100nm之間得輝鉍礦的硫化鉍單斜方晶系，在近紅外區域有較強的紅外光吸收，可用作光熱治療材料。

實施例2

將次枸櫞酸鉍0.11g溶于盛有10ml蒸餾水的25ml燒杯中加入磁子攪拌5min至溶液混合均勻；稱取0.2801g半胱氨酸（l-cystein）溶于盛有7ml蒸餾水的25ml燒杯中加入磁子攪拌5min至溶液澄清得到半胱氨酸水溶液；將配置好的半胱氨酸水溶液逐滴加入到枸櫞酸鉍鉀水溶液中，繼續攪拌5min配成混合溶液；將配制好的混合溶液轉入洗凈的25ml水熱反應釜中裝釜擰緊，放入程序升溫箱中燒釜，設置溫度180℃，維持12h最后自然降至室溫；反應產物離心用乙醇洗滌三次，再用蒸餾水水洗至離心上清液無色澄清為止，最后將得到的黑色固體置于真空干燥箱中于40℃干燥過夜得到硫化鉍黑色粉末。

性能測試：將實施例2具體得到的硫化鉍黑色粉末進行形貌和成分確定表征，具體表征手段有場發射掃描，x射線粉末衍射，紅外拉曼，細胞毒性實驗等。

以上實施例描述了本發明的基本原理、主要特征及優點，本行業的技術人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發明的原理，在不脫離本發明原理的范圍下，本發明還會有各種變化和改進，這些變化和改進均落入本發明保護的范圍內。

技術特征：

技術總結
本發明公開了一種近紅外光熱納米材料硫化鉍的水相制備方法，屬于功能納米材料的制備技術領域。本發明的技術方案要點為：一種近紅外光熱納米材料硫化鉍的水相制備方法，在高溫高壓水熱反應釜中，鉍鹽水溶液與硫化物水溶液于140?200℃發生反應，其成核與生長過程均一，最終制得尺寸均一的近紅外光熱納米材料硫化鉍。本發明制備過程簡單，制得的硫化鉍可吸收近紅外II區光，作為近紅外光熱材料。

技術研發人員：楊嬅嬿;蒲帥天;王萌;楊守寧;楊林
受保護的技術使用者：河南師范大學
技術研發日：2017.02.24
技術公布日：2017.08.29