[发明专利]一种硼掺杂黑色二氧化锆纳米粒的制备方法及其应用

说明书

本发明公开一种硼掺杂黑色二氧化锆纳米粒的制备方法及其应用，制备是以纳米二氧化锆、硼氢化钠为原料，并通过3‑氨丙基三乙氧基硅烷和透明质酸进行修饰，制备得到黑色二氧化锆纳米粒，其能够进入肿瘤细胞实现光热、光动力治疗的效果。本发明制备所需原料廉价易得，制备方法简单，且所得产品具有良好的生物相容性及水溶性，在紫外、可见光、近红外区均有较强的吸收并具有良好的光热转换效率，能够在光照条件下产生活性氧从而用于光热、光动力治疗。本发明制备的硼掺杂黑色二氧化锆纳米粒在光热、光动力治疗方面具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及纳米粒子的制备及其应用，具体是一种硼掺杂黑色二氧化锆纳米粒的制备方法及其应用。

背景技术

二氧化锆是锆的主要氧化物，在过去的几十年里由于其优异的物理和化学性质被广泛应用于结构陶瓷、传感器、太阳能电池、隔热材料、催化剂等领域。然而其较宽的带隙决定了它们只能吸收占自然光不到5%的紫外光，因此通过掺杂增强二氧化锆的光吸收性能提高光催化活性显得尤为重要。

光热治疗（Photothermal therapy, PTT）是一种通过光热转换试剂将光能转化为热能，从而使肿瘤组织消融的治疗方法。光动力治疗（Photodynamic therapy, PDT）则是光动力试剂在光的照射下产生活性氧，从而杀死肿瘤细胞的新型癌症治疗方法。相较于传统的手术治疗、化疗和放疗来说，光热光动力治疗具有创伤小、毒性低等优点。传统的光热光动力试剂主要是金纳米材料和碳纳米材料等，这些纳米材料成本高、制备复杂、生物相容性较差，并且并不具备肿瘤靶向性，从而极大的限制了上述纳米材料在光治疗领域的应用。因此，开发新型光治疗材料成为目前肿瘤治疗中的热点。

发明内容

本发明的目的是提供一种新型具有光热、光动力治疗功用的硼掺杂黑色二氧化锆纳米粒的制备方法及其应用。

实现本发明目的的技术方案是：

一种硼掺杂黑色二氧化锆纳米粒的制备方法，包括如下步骤：

(1) 称取一定量的纳米二氧化锆和硼氢化钠，研磨均匀备用；

(2) 将研磨均匀的纳米二氧化锆和硼氢化钠放入氧化铝坩埚中，在500-700℃管式炉中烧制2-6 h；

(3) 将烧制后的固体，用蒸馏水、无水乙醇分别洗涤，用离心机进行离心，干燥，得到黑色固体；

(4)所得黑色固体超声分散在无水乙醇中，同时加入一定量的3-氨丙基三乙氧基硅烷、透明质酸搅拌一段时间；

(5) 对搅拌好的溶液进行透析；

(6) 对透析后的溶液进行冷冻干燥，得到最终产物黑色二氧化锆纳米粒。

步骤(1)中所述纳米二氧化锆和硼氢化钠的质量比为1:0.2。

步骤(3)中所述用蒸馏水、无水乙醇分别洗涤3次，在5000 r/min离心。

步骤(4)中所述加入的3-氨丙基三乙氧基硅烷为200µL，透明质酸与纳米二氧化锆的质量比为1:1。

步骤(5)中所述透析采用截留分子量为10000 Da透析袋透析。

本发明的另一目的是将制备的硼掺杂黑色二氧化锆纳米粒应用于光热、光动力治疗肿瘤。

将采用本发明方法制备所得的硼掺杂黑色二氧化锆纳米粒配置成浓度为25 µg/mL、50 µg/mL和125 µg/mL的水溶液，分别用638 nm、808 nm、1064 nm激光（1W cm^-2）照射，红外热成像仪记录溶液的温度。三个浓度的纳米粒水溶液均有光热效果，且呈现浓度依赖性。当浓度达到125 µg/mL时，在三种波长的激光照射下，溶液温度均能够升到50 ℃以上，试验证实制备的硼掺杂黑色二氧化锆纳米粒能够应用于光热、光动力治疗肿瘤。