[发明专利]一种大比表面超薄二维氧化钛纳米片材料及制备方法

说明书

本发明公开了一种大比表面超薄二维氧化钛纳米片材料及制备方法，该氧化钛纳米片的尺寸大小在2～4μm，厚度为4～5nm。制备方法是首先是以金红石二氧化钛和碳酸铯为原料在煅烧的条件下合成钛酸铯，然后在搅拌的条件下加入盐酸溶液，H⁺离子与层状钛酸铯中的Cs⁺发生交换，得到质子层状化的钛酸盐，最后在四甲基氢氧化铵的作用下，将层状质子化钛酸盐插层组装得到二维氧化钛胶体溶液。因为该氧化钛具有分散性好，比表面积大和生物相容性好等优点，因此可以高效的负载阿霉素，并且自身在X射线的照射下可以产生少量的ROS对细胞进行杀伤，是一个很好的药物载体和治疗剂。

技术领域

本发明属于材料技术领域，涉及到一种大比表面超薄二维氧化钛纳米片材料的制备，可在纳米药物载体等方面得到广泛应用，其在X射线照射和负载阿霉素的协同作用下对肺癌具有较好的治疗效果。

背景技术

在现代社会，癌症成为威胁人类健康的顽疾。而目前癌症主要的传统治疗方法有手术、放疗和化疗，这些治疗方法已经取得了一些成果但也还存在很多问题，如复发性高、副作用大、痊愈周期长等局限。为了进一步提高癌症治疗水平，近年来发现的新型治疗技术有光热治疗、光动力学治疗和磁热治疗等,光热治疗技术是利用将近红外光转化为热量，产生高温杀死病变组织细胞。而如果将光热治疗材料与生物靶向小分子结合，将准确定位病变细胞或组织，而对正常组织无任何毒副作用，从而大大提高肿瘤的治疗效率。经过近几年的研究发展，多模式治疗成为人们的关注热点。如将光热治疗与化疗结合，光热治疗和光动力学治疗结合、光动力学治疗和化疗结合等。相对于单一治疗，多模式治疗集单一模式的优点于一身，甚至具有协同作用，进一步提高了癌症治疗的效果，而TiO₂由于其活性高、成本低、稳定性好、无毒性和生物相容性好等特点，被认为是很好的载药和治疗癌症的材料。

但是，常规的TiO₂还存在着一些固有的局限性，例如有实验室数据证明TiO₂的形貌会影响它的比表面积的大小，而比表面积的大小直接影响到它载药的多少，因此，我们需要合成比表面积大的材料。另外有文献报道TiO₂能在不同类型的细胞中产生超氧阴离子自由基、羟自由基和过氧化氢自由基，这些ROS会破坏细胞的膜结构和功能，并且影响细胞内的生理活动，使细胞遭受严重损伤，表明纳米TiO₂可能通过破坏细胞膜的结构与功能来抑制细胞生长繁殖，并且对细胞产生细胞毒性和基因毒性。但是常规的TiO₂产生ROS的能力不足，难以对癌细胞造成有效的杀伤。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术存在的问题，公开了一种大比表面超薄二维氧化钛纳米片材料及制备方法。该方法的制备工艺简单，反应物的价格低廉且无任何污染，得到的氧化钛材料具有较高的载药率和细胞的杀伤率。

本发明的技术目的通过下述技术方案予以实现：

一种大比表面超薄二维氧化钛纳米片材料，该氧化钛纳米片材料为分散性良好的胶体溶液，其中，氧化钛纳米片的尺寸大小在2～4μm，厚度为4～5nm。

上述大比表面超薄二维氧化钛纳米片材料的制备方法，包括如下步骤：

(1)以摩尔比为5～6:1的比例称取TiO₂:Cs₂CO₃，研成粉末，然后以5～10℃/min的速率升温到790～810℃然后保温10～20h，待自然冷却至室温后得到层状钛酸铯前体；

(2)按1g层状钛酸铯前体对应0.1L盐酸溶液的比例进行混合，所述盐酸溶液浓度为1～1.2mol/L，常温下搅拌72～96h，每24h将产物进行抽滤，并重新加入相同浓度的盐酸溶液，确保铯离子被完全置换后抽滤，用去离子水清洗至pH值为6～7，得到层状的质子化钛酸盐；