[发明专利]一种黑磷纳米片复合材料及其制备方法和应用

说明书

本发明提供一种黑磷纳米片复合材料及其制备方法和应用，本发明的黑磷纳米片复合材料尺寸可控，可降解且无毒性，黑磷纳米片表面修饰单质金有助于提高ROS的产率，二氧化锰的包覆使其在肿瘤特异性微环境下产生氧气，进一步提高声动力效果。本发明的黑磷纳米片复合材料制备方法简单可行，通过调节水溶性金盐与黑磷纳米片的比例来调节金纳米的负载量。本发明的黑磷纳米片复合材料具有较好的生物相容性和较高的细胞水平声动力效果。

技术领域

本发明属于生物医学材料技术领域，尤其涉及一种黑磷纳米片复合材料及其制备方法和应用。

背景技术

传统癌症治疗依赖于化疗、手术治疗和放疗，随着纳米药物的发展，开发通过外部能量非侵入性触发药物消灭肿瘤的治疗方法成为热点。其中光动力疗法利用近红外光触发光敏剂产生有毒的活性氧(reactive oxygen species,ROS)治疗肿瘤，然而，近红外光在生物组织中的穿透性差，所以光动力疗法只对浅表肿瘤有效。声动力疗法(sonodynamictherapy，SDT)，利用低频聚焦超声激活声敏剂产生有毒的活性氧(ROS)用于治疗肿瘤，使用治疗性超声代替光，超声具有较低的组织衰减系数和非辐射特性，可以在不损失能量的情况下更深入地渗透到组织中，与光动力疗法相比，具有无创性和高组织穿透能力的优点。

声动力疗法使用的敏化剂最初从光敏剂发展而来，最常用的声敏剂是卟啉及其衍生物，有机声敏剂具有较好的超声响应产生活性氧的能力，但是有机声敏剂的稳定性不高并且在生物体内易被清除。与有机声敏剂相比，无机声敏剂的稳定性较高，最具代表性的是二氧化钛纳米材料，可以在超声作用下产生ROS，但纯二氧化钛在超声激发后产生的电子-空穴对易于复合，导致其ROS的量子产率很低。其他无机纳米材料如缺氧双金属氧化物MnWO_X纳米颗粒、PtCu₃纳米笼等也可以用作声敏剂，但它们在体内不可降解，具有一定的不可控性。

发明内容

本发明旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明第一个方面提出一种黑磷纳米片复合材料，能够在低频超声作用下产生ROS，破坏肿瘤微环境的氧化还原平衡，起到声动力治疗的效果。

本发明的第二个方面提出了一种上述黑磷纳米片复合材料的制备方法。

本发明的第三个方面提出了一种上述黑磷纳米片复合材料的应用。

根据本发明的第一个方面，提出了一种黑磷纳米片复合材料，包括：

黑磷纳米片，所述黑磷纳米片表面负载纳米金颗粒，形成金-黑磷纳米片；

二氧化锰，所述二氧化锰包覆所述金-黑磷纳米片形成黑磷纳米片复合材料。

本发明中，黑磷纳米片作为一种压电材料可以通过超声激发产生ROS，但未经修饰的黑磷纳米片声动力效率较低，将纳米金颗粒原位负载到黑磷纳米片表面，可以降低黑磷纳米片的带隙，提高电子-空穴分离效率，从而进一步提高低频率聚焦超声激发的ROS产率。进一步采用二氧化锰对金-黑磷纳米片整体进行包覆，显著提高环境的氧气浓度，可以进一步增强ROS产率。

在本发明的一些实施方式中，所述黑磷纳米片与所述纳米金颗粒的质量比为1：(0.5～6.0)。

在本发明的一些优选的实施方式中，所述金-黑磷纳米片与所述二氧化锰的质量比为1：(0.5～3.0)。

在本发明的一些更优选的实施方式中，所述黑磷纳米片的平均尺寸为50nm～500nm。

在本发明的一些更优选的实施方式中，所述黑磷纳米片复合材料的平均尺寸为150nm～300nm。

根据本发明的第二个方面，提出了一种黑磷纳米片复合材料的制备方法，包括以下步骤：

在黑磷纳米片分散液中加入水溶性金盐，混合，再在搅拌下滴加高锰酸钾水溶液，加热搅拌反应，制得黑磷纳米片复合材料。