[发明专利]一种具有高光热性能的锰掺杂空心结构普鲁士蓝纳米粒子的制备方法

说明书

一种具有高光热性能的锰掺杂空心结构普鲁士蓝纳米粒子及其制备方法，它属于纳米材料制备和生物医学领域。它要解决现有锰掺杂普鲁士蓝纳米粒子光热性能和生物安全性有待提高，且合成过程复杂、成本较高的问题。方法：一、将表面保护剂和铁氰化钾加到酸溶液中，然后加锰盐，加热反应；二、洗涤后真空干燥；三、将酸溶液、表面保护剂和锰掺杂的实心普鲁士蓝纳米立方样品混合，分散后加热反应；四、洗涤，得到蓝色多孔Mn‑HPB纳米立方材料，真空干燥即完成。本发明制备工艺简单，可控性强，所得纳米材料粒径均一，分散性较好，长期稳定存在；具有优异的生物安全性；具有更高的光热效果及光热转化效率，用于肿瘤的光热治疗。

技术领域

本发明属于纳米材料制备和生物医学领域，具体涉及一种基于锰掺杂的空心普鲁士蓝光热转换材料及其制备方法。

背景技术

近年来，由于环境污染生活节奏快等原因，癌症目前已经成为威胁人类生命健康的第二大致死疾病，因其极强的转移性和侵染性，且其发病率保持逐年上升的趋势。尽管已经有很多的治疗技术被开发出来用于治疗癌症，但是癌症患者的存活率依然很低。目前，外科手术、化疗和放疗等传统的治疗癌症的方法治疗效果非常有限且副作用很大；如：手术治疗要做到根除癌症非常困难，易复发并会对机体造成严重的介入伤害；化学治疗和放射治疗一般都不具备肿瘤细胞特异性。因此，科学家们一直努力致力于研究如何能够显著提高癌症治愈率以及降低治疗毒副作用。近年来出现的肿瘤光热治疗新疗法(Photothermaltherapy，PTT)引起了学者们的高度关注，光热转换的纳米材料是一种能吸收某种光尤其是近红外光(因为它的波长范围赋予了它的独特光学安全性质，可透过人体皮肤和深组织，是病灶部位的天窗)通过等离子体共振或者能量跃迁带产生的热，从而在局部导致高温，当肿瘤组织温度达到42℃以上时，肿瘤细胞开始发生细胞凋亡，而对正常的组织和器官没有伤害，且最终杀死肿瘤细胞的功能材料。

目前，已被研究的光热转换剂都存在诸多局限性。如：传统的有机化合物，如吲哚菁绿，聚苯胺；缺点是低光热转换率和严重光漂白。碳纳米材料的局限性在于光吸收系数比较低，制备过程和功能化极为繁琐。贵金属纳米材料制备极其昂贵。普鲁士蓝是一种治疗放射性中毒的临床用药，是医院常规储备药物之一，已得到美国食品及药物管理局的认证，且具备理想的光热治疗剂应具备的性质：在近红外光区域(650～950nm)有较强的吸收，较高的光热转换效率，水溶性好，制备成本低廉且较高的生物安全性。因此，进一步提高普鲁士蓝光热转化效率成为当前的研究热点。另一方面，锰掺杂空心结构普鲁士蓝纳米粒子由于具有载药和磁共振成像特性受到了人们的关注，但是现有的制备技术工艺复杂、成本较高，且所制备材料的光热性能和生物安全性有待提高。

目前国内外有关锰掺杂普鲁士蓝纳米粒子方面的文献和专利，还没有发现相近的制备锰掺杂空心结构普鲁士蓝纳米粒子的方法，特别是利用锰掺杂提高光普鲁士蓝光热转化效率方面的报道。

发明内容

本发明目的是为了解决现有锰掺杂普鲁士蓝(Mn-HPB)纳米粒子光热性能和生物安全性有待提高，且合成过程复杂、成本较高的问题，而提供一种具有高光热性能的锰掺杂空心结构普鲁士蓝纳米粒子及其制备方法。

具有高光热性能的锰掺杂空心结构普鲁士蓝纳米粒子，它是直径为50～300nm的纳米立方体结构且具有高光热性能的锰掺杂空心结构普鲁士蓝纳米粒子。

制备上述具有高光热性能的锰掺杂空心结构普鲁士蓝纳米粒子的方法，按以下步骤进行：

一、将1～6g的表面保护剂和100～150mg的铁氰化钾加入到10～80mL浓度为0.01～1M的酸溶液中，然后加入锰盐，混合均匀后放入到聚四氟乙烯的反应釜中，加热到50～150℃，反应10～30h；

二、反应结束后，冷却至室温，依次用去离子水和无水乙醇离心洗涤3～5次，得到锰掺杂的实心普鲁士蓝纳米立方样品，真空干燥备用；