[发明专利]一种表面改性的氧化钌水合物及其制备及应用

说明书

技术领域

本发明属于氧化钌水合物的制备及其应用领域，具体是涉及一种聚乙烯吡咯烷酮表面改性的氧化钌水合物的制备方法及其在近红外光热治疗癌症方面的应用。

背景技术

光热治疗是在近红外光(700-1100nm)的辐照下，通过光热试剂将光能转换为热能，进而使癌细胞热死的一种新兴癌症治疗技术。由于该技术操作简便、易于控制、设备简单、成本低廉等特点，近年来越来越受到科学家的青睐。光热试剂在该技术中发挥着最关键的作用一将光能有效转换成热能。

目前有较多的近红外光热转换材料被用作光热试剂应用与癌症的热疗，如贵金属(金和钯)材料。这类材料因其表面独特的局域表面等离子体共振效应，在近红外区域有很强的吸收，因而表现出很好的光热转换效率，但是这类材料的价格昂贵、光稳定性差等因素限制了其在该领域的大规模实际应用。因此，开发寻求一些价格低廉、生物兼容性好、光热转换效率高并且光稳定性强的光热转换材料具有重要意义。

钌的价格相对于以上金和钯等贵金属而言要廉价许多，已有钌的配合物被报道用于抗肿瘤的研究，但作为光热试剂的研究目前没有见报道。本发明通过简单的水热反应合成了氧化钌水合物(RuO₂·xH₂O)，该材料在水溶液中表现出很强的近红外光吸收，并且拥有很高的光热转换效率。通过表面改性的方法提高了材料的生物兼容性，体外光热实验也表明：该材料在功率密度为1.0W/cm²的808纳米波长的激光辐照下可以快速、有效的杀死癌细胞。

发明内容

本发明的目的在于提供一种表面改性的氧化钌水合物的制备方法，并将之作为一类新型的光热试剂用于热疗癌症。本发明具有合成方法简单、反应原料单一、操作过程简便、环境友好等特点，可以大规模生产应用。

为了达到上述目的，本发明提供了一种表面改性的氧化钌水合物，其特征在于，通过对氧化钌水合物使用聚合物进行表面改性得到。

本发明还提供了上述的表面改性的氧化钌水合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：称取原料三氯化钌水合物(RuCl₃·xH₂O)加水搅拌溶解，转入聚四氟乙烯内胆水热反应釜中进行水热反应，冷却至室温后，离心分离，洗涤，得到氧化钌水合物，分散于水中；

步骤2：将所得的分散液于室温进行第一次超声，加入聚合物，进行第二次超声，室温反应，经离心，洗涤后得到表面改性的氧化钌水合物。

优选地，所述的水热反应于鼓风干燥箱中进行。

优选地，所述的水热反应的反应温度为160-200℃，反应时间为6-24小时。

优选地，所述的第一次超声的时间为0.5-2.0小时，超声功率为300W，所述的第二次超声的的时间为0.5-2.0小时，超声功率为300W。

优选地，所述的室温反应的反应时间为2-48小时。

优选地，所述的步骤2中的聚合物为聚乙烯吡咯烷酮。

优选地，所述的步骤2中的分散液中氧化钌水合物与水的比例为1g∶50-200mL。

优选地，所述的步骤2中的分散液中的氧化钌水合物与聚合物的重量比为1∶0.5-20.0。

本发明还提供了上述的表面改性的氧化钌水合物作为近红外光热转换试剂在制备癌细胞体外热疗制剂中的应用。

本发明的一种表面改性的氧化钌水合物的应用，所述最终产物在功率为1.0W/cm²功率的808纳米波长的激光辐照下，可以快速、有效的杀死癌细胞，首次开发了氧化钌水合物光热转换材料并用于治疗癌症。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)本发明关于氧化钌水合物材料的制备具有合成简单、生物兼容性好等特点；本发明制备的表面改性的氧化钌水合物，可以均匀分散于磷酸缓冲液，具有良好的生物兼容性，并且表现出优异的光热转换性能，可以作为近红外光热治疗制剂，应用与体内外热疗癌症。

(2)本发明制备的氧化钌水合物材料展现出很强的近红外吸收特性，在探针、光电催化、光热转换等领域有潜在的应用价值；

(3)本发明制备的氧化钌水合物材料在808纳米波长的激光器辐照下，具有很高的光热转换效率，可以使溶液温度升高5-50℃，可以快捷、高效地杀死癌细胞，在癌症治疗反面用于广阔的应用前景。

附图说明

图1是本发明中制备的RuO₂·xH₂O材料在低倍(a)和高倍(b)下的TEM图片；