本發(fā)明屬于功能性納米材料及其制備領(lǐng)域，特別涉及一種ph響應(yīng)型可快速降解的納米二硫化鉬及其制備方法。

背景技術(shù)：

癌癥治療一直是人類難以攻克的重大難題。傳統(tǒng)的治療手段包括手術(shù)切除，化療和放療，開發(fā)新型的癌癥治療方法是癌癥治療領(lǐng)域的熱點(diǎn)。光熱治療由于其非侵入性，靶向性強(qiáng)，較低的毒副作用，在納米醫(yī)學(xué)領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用潛力。光熱治療利用具有強(qiáng)近紅外區(qū)吸收的納米光熱劑將生物滲透性強(qiáng)的近紅外光能轉(zhuǎn)化為熱能，產(chǎn)生的過高溫將腫瘤細(xì)胞殺死。常見的光熱劑有金納米材料，碳納米材料，半導(dǎo)體材料和過渡金屬硫化物。其中mos2作為一種生物相容性好、廉價(jià)易得的層狀二維材料，在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域尤其是腫瘤診療領(lǐng)域得到廣泛的關(guān)注。為促進(jìn)mos2在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的進(jìn)一步應(yīng)用，開發(fā)簡便合理的制備納米mos2的方法勢(shì)在必行。

鑒于最初通過化學(xué)剝離法制備的mos2尺寸較難控制，重復(fù)性差，wang等開發(fā)了一種簡便的水熱法能制備出形態(tài)較為均一的納米mos2，其表面同步修飾有聚乙二醇，適合mos2的生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用(biomaterials,2015,39:206-217)。然而，無機(jī)納米材料在體內(nèi)的長期積累對(duì)生物體的危害極大。為利于納米材料從體內(nèi)的清除，常見的方法有兩種：一是制備具有超小尺寸的粒子，但超小納米粒子極易被清除排除體外，這同時(shí)造成了其在病變部位滯留時(shí)間過短的缺點(diǎn)；另一種方法是制備具有可降解性的尺寸相對(duì)較大的納米材料，這既能滿足其在腫瘤部位滯留足夠長的時(shí)間以增強(qiáng)療效，同時(shí)可降解性也賦予該類材料易被清除出體外的性質(zhì)。因此，制備可降解的無機(jī)納米材料對(duì)其深入應(yīng)用具有重要意義。而本領(lǐng)域已發(fā)表的應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的納米mos2材料都不能夠具備快速降解性，尤其水熱法制備的納米mos2，其降解性能并未得到足夠重視，相關(guān)報(bào)道極為鮮見。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種ph響應(yīng)型可快速降解的納米二硫化鉬及其制備方法，該方法制備的納米mos2具有納米級(jí)的尺寸(水動(dòng)力半徑100nm左右)，表面帶有大量羧基，適合各種進(jìn)一步修飾，且其在生理ph下具有較為快速的降解性能，一周內(nèi)能完全轉(zhuǎn)化為可溶性的離子，從而利于其排除體外，而在偏酸性ph下降解明顯相對(duì)緩慢，這也符合其在腫瘤部位滯留的要求。

本發(fā)明的一種ph響應(yīng)型可快速降解的納米二硫化鉬，所述納米二硫化鉬表面修飾有聚丙烯酸。

本發(fā)明的一種ph響應(yīng)型可快速降解的納米二硫化鉬的制備方法，包括：

將鉬源、硫源溶解于水中，加入聚丙烯酸，混勻，在160～220℃“一鍋”法水熱反應(yīng)12～20h后，離心得到黑色產(chǎn)物，洗滌，得到納米二硫化鉬。

所述鉬源為鉬酸鈉、鉬酸銨、四硫代鉬酸銨中的一種或幾種。

所述硫源為硫脲，硫代乙酰胺、單質(zhì)硫、四硫代鉬酸銨中的一種或幾種。

所述聚丙烯酸的重均分子量在2000～20000。

所述聚丙烯酸和水的體積比為0.01～0.1之間。

本發(fā)明的一種納米二硫化鉬復(fù)合材料，將ph響應(yīng)型可快速降解的納米二硫化鉬經(jīng)高分子材料修飾，得到具有良好生理穩(wěn)定性的、ph響應(yīng)型可快速降解的納米二硫化鉬復(fù)合材料。所述高分子材料為聚乙二醇、聚乙烯酰胺、殼聚糖、葡聚糖、明膠、膠原、白蛋白中的一種或幾種。

本發(fā)明的一種納米二硫化鉬復(fù)合材料的制備方法，包括：制備得到納米二氧化鉬，然后再修飾高分子材料，得到納米二硫化鉬復(fù)合材料(復(fù)合納米二硫化鉬)。

本發(fā)明的納米mos2通過“一鍋”法制備得到，具有納米范圍的尺寸(水動(dòng)力半徑100nm左右)，且有顯著的ph響應(yīng)型生物降解行為，在生理ph下具有快速降解行為，而在偏酸性ph下降解相對(duì)緩慢。表面同步修飾有聚丙烯酸，可進(jìn)一步進(jìn)行對(duì)其修飾得到多功能化的mos2復(fù)合材料。

有益效果

(1)本發(fā)明制備的ph響應(yīng)型可快速降解納米mos2，在生理ph下降解較為迅速，一周內(nèi)可完全降解為可溶性離子，有利于納米制劑從生物體內(nèi)排除，有效避免納米mos2長期滯留體內(nèi)帶來的毒害，而在偏酸性ph下降解較為緩慢，利于其在腫瘤部位的聚集；

(2)本發(fā)明所采用的“一鍋”法過程極為簡便，重復(fù)性好，原料廉價(jià)易得，不需昂貴設(shè)備，制備成本低，適合進(jìn)行大規(guī)模量產(chǎn)；

(3)本發(fā)明制備的納米mos2表面同步修飾有聚丙烯酸，其大量的羧基有利于該材料的進(jìn)一步功能化修飾，拓寬了其在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的深入應(yīng)用。

附圖說明

圖1中為實(shí)施例1制備的可降解復(fù)合納米mos2的透射電鏡照片；其中a、b為不同放大倍數(shù)的透射電鏡照片；

圖2為實(shí)施例1制備的可降解復(fù)合納米mos2在各種介質(zhì)中的粒徑分布和分散情況；其中插圖為分散液的數(shù)碼照片；

圖3為實(shí)施例1制備的可降解復(fù)合納米mos2的(a)不同濃度分散液在光照下的升溫效果和(b)0.2mg/ml的復(fù)合納米mos2分散液在連續(xù)激光照射時(shí)的溫度變化；

圖4為實(shí)施例2可降解復(fù)合納米mos2的降解行為：(a)分散在不同ph緩沖液中經(jīng)37℃培養(yǎng)不同天數(shù)的數(shù)碼照片；(b)分散在不同ph緩沖液中的累積mo元素的釋放量；(c)不同樣品對(duì)應(yīng)的透射電鏡圖片；

圖5為實(shí)施例3中(a)不同濃度的可降解復(fù)合納米mos2與4t1細(xì)胞和raw264.7細(xì)胞共培養(yǎng)24h后的細(xì)胞活力；(b)不同濃度的可降解復(fù)合納米mos2的溶血結(jié)果數(shù)碼照片(插圖)和溶血率；

圖6為實(shí)施例2中復(fù)合納米mos2在不同ph下降解后的透射電鏡圖片。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書所限定的范圍。

實(shí)施例1

(1)稱取88mg的十二水合鉬酸銨，溶于9ml的去離子水中，充分溶解后向其中加入1g聚丙烯酸水溶液(分子量～3000，50wt％)，繼續(xù)攪拌，并加入5ml的硫代乙酰胺溶液(75mg)，室溫下攪拌10分鐘后，轉(zhuǎn)入聚四氟乙烯模具并密封在不銹鋼反應(yīng)釜內(nèi)，在180℃下維持反應(yīng)12h，待降至室溫后，去除模具，并吸出反應(yīng)液，高速離心后，經(jīng)去離子水反復(fù)洗滌得到黑色納米mos2。

(2)取所得50mg的mos2分散于去離子水中，向其中加入20mg的1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亞胺鹽酸鹽和17.5mg的n-羥基琥珀酰亞胺，室溫下攪拌反應(yīng)2h后，向其中加入25mg的聚乙二醇，繼續(xù)室溫反應(yīng)24h，反復(fù)離心洗滌得到聚乙二醇修飾的納米mos2。

(3)將所得聚乙二醇修飾的納米mos2分散于水中，依次配制不同濃度的復(fù)合納米mos2分散液，通過近紅外激光器(中心波長808nm，功率連續(xù)可調(diào))照射，檢測(cè)分散液的溫度變化，檢測(cè)其光熱照射下的升溫效果。

從附圖1中可觀察到所制備的復(fù)合納米mos2具有明顯的層狀結(jié)構(gòu)，且尺寸在幾十到一百納米不等。這種尺寸的納米材料在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用具有一定優(yōu)勢(shì)，而從附圖2中可見所得復(fù)合納米mos2能良好地分散于各種介質(zhì)中，未見任何團(tuán)聚或沉降現(xiàn)象，證實(shí)了其較好的膠體穩(wěn)定性。附圖3中可見在近紅外光照射下，復(fù)合納米mos2分散液具有明顯的升溫效果，且隨著濃度提高升溫效果更好。通過采用近紅外光循環(huán)照射，納米mos2的升溫效果沒有減弱，結(jié)果表明其良好的光熱效果和光熱穩(wěn)定性，是一種較好的光熱劑。

實(shí)施例2

將所得復(fù)合納米mos2分散在ph為7.4和5.0的磷酸鹽緩沖液中(0.2mg/ml)，依次將1ml的分散液密封于截留分子量為3500的透析袋中，然后將透析袋密封浸泡于9ml相應(yīng)ph的緩沖液中，置于37℃恒溫?fù)u床中培養(yǎng)，在特定的時(shí)間點(diǎn)依次取出5ml的緩沖液用于檢測(cè)，補(bǔ)充相同體積的新鮮緩沖液繼續(xù)培養(yǎng)。為定性觀察材料的降解行為，在相同的時(shí)間點(diǎn)取樣滴至碳膜支持的銅網(wǎng)上，進(jìn)行透射電鏡觀察。

從附圖4清晰可見，當(dāng)復(fù)合納米mos2分散在磷酸鹽緩沖液中，在不同ph下表現(xiàn)出不同的降解速率，在生理ph(～7.4)下，黑色的mos2分散液快速變?yōu)闊o色，7天后完全變成澄清透明溶液，而在偏酸性ph(～5.0)明顯褪色更慢，這從紫外光譜和808nm的吸光值可以明顯看出，ph7.4下mos2分散液的褪色更為迅速，而5.0更慢。同樣，通過透射電鏡結(jié)果也顯示相同趨勢(shì)。這證實(shí)了所制復(fù)合納米mos2具有明顯的ph響應(yīng)型降解行為。且在生理?xiàng)l件下能快速降解為可溶性離子，這有利于納米材料從體內(nèi)的排出。

實(shí)施例3

將所得復(fù)合納米mos2配制成不同濃度的細(xì)胞培養(yǎng)基分散液，加入到種有小鼠乳腺癌細(xì)胞(4t1)或小鼠巨噬細(xì)胞(raw264.7)的96孔板中，培養(yǎng)24h后進(jìn)行cck-8實(shí)驗(yàn)，檢測(cè)實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組的細(xì)胞活力。同樣，將復(fù)合納米mos2配制成不同濃度分散于磷酸鹽緩沖液中，與紅細(xì)胞進(jìn)行在恒溫?fù)u床中共培養(yǎng)3h后，離心拍照，并吸取上清液測(cè)量其在541nm處的吸光值，計(jì)算得出材料的溶血率。

從附圖5中可見將不同濃度的復(fù)合mos2與細(xì)胞共培養(yǎng)24h后，細(xì)胞活力并未受到明顯影響。這表明mos2具有較好的細(xì)胞相容性，同樣，溶血實(shí)驗(yàn)結(jié)果也顯示mos2并未展現(xiàn)出明顯的溶血現(xiàn)象，這證實(shí)了其較好的血液相容性。總之，所制備的可降解納米mos2具有較好的應(yīng)用前景。