[发明专利]光热材料的制备及其递送物质的方法

说明书

本发明公布了一种光热材料的制备及其递送物质的方法，所述光热材料为能吸收近红外光从而发热的复合材料，所述光热材料包含纳米粒子、导电聚合物和高分子基底，所述导电聚合物复合于纳米粒子上，形成光热纳米粒子，该光热纳米粒子与高分子基底混合形成光热材料。本发明制备的近红外光热材料具有极佳透明度(大于90％)、优异的光热性能，因此照射近红外激光能够增强细胞膜通透性，从而实现高效细胞内物质递送，递送效率普遍大于80％，细胞活性普遍大于75％。

技术领域

本发明涉及生物医学领域，尤其涉及一种光热材料的制备及其递送物质的方法。

背景技术

近年来，透明的近红外光热材料由于兼具良好的可见光透过率及近红外光热性能而越来越受到关注。特别是在生物医学领域中，透明的近红外光热材料既能吸收具有组织透过性的近红外光产生光热，还能透过可见光，在便于监测的同时兼具美观性，因而被广泛应用于包括可穿戴设备、光热治疗、光热贴片、光热细胞内物质递送等应用领域中。特别是在细胞内物质递送中，良好的光热材料透明度有利于对细胞状态及递送过程进行监测，因而具有重要意义。

目前，尽管光热材料的种类很多，但具有优异透明度和光热转换性能的光热材料的制备仍然具有难度。文献1(Thin Solid Films.2010,518,3960)和文献2(J.Appl.Phys.2009,105,073709)中公开了两种常见的透明光热材料，包括作为透明导电电极(TCE)的氧化物纳米颗粒及具有导电性的铟锡氧化物等。这些材料虽然展现出极高的透明度(＞90％)，但其反射作用及高导热率极易引起的热损失，导致其光热效率很差。而文献3(Angew.Chem.Int.Ed.2020,59,14443)、文献4(J.Am.Chem.Soc.2010,132,15351)及文献5(CN106885384A)中公开的光热材料，例如等离子体金纳米颗粒、Cu₉S₅纳米晶体、Π共轭聚合物(例如聚多巴胺(PDA))等，虽然具有较高的光热转换效率和近红外吸收率，但它们在可见光范围内具有宽广的吸收尾峰，因而透明度很差，其可见光透过率普遍低于65％。基于此，特异性吸收近红外光并提升其光热转换效率是制备透明光热材料的关键。

目前已有研究实现了近红外光的特异性吸收，其方法主要有两种，一种是修饰吸电子或供电子基团以调节聚合物的光吸收峰；另一种是改变纳米晶尺寸以调节材料的光吸收峰。

文献6(Adv.Mater.2020,32，1905096)中公开了一种硼酸根阴离子的异丁基取代的二铵(IDI)，其在近红外范围内具有特异性高吸收峰。但是，小分子聚合物普遍具有细胞毒性，不适用于生物医学领域中。

文献7(CN102072955B)公开了一种金纳米粒子层(GNPL)表面，降低了纳米粒子的细胞毒性，同时提高外源性物质的递送效率。但是由于纳米粒子层带来的基材表面拓扑结构的变化，使得细胞的释放、收获受到很大程度的影响，不利于后续研究和应用。向基底材料中掺入光热材料的方法不仅可以得到光热表面，还能赋予整个材料光热转换性能。相比于其它的光热表面制备方式，掺入法是最为简单的光热表面的制备方式，不需要复杂的表面修饰操作，耗时短且可重复性强。文献8(ACS Appl Mater Inter,2021,13(10),12594-12602)公开了一种柔性复合材料，通过向聚二甲基硅氧烷中掺入具有优异光热性能的碳纳米管，不仅获得了极强的光热转换性能，且材料表面光滑，可通过传统胰酶消化进行改性细胞高效无损的释放和收获，收获效率90％以上。但是由于碳纳米管的不透明性，难以对细胞形态及细胞的改性过程进行监测，限制了其应用发展。

综上，制备兼具优异透明度和光热转换性能的近红外光热材料的制备仍然具有难度。

发明内容

为解决上述现有技术中存在的技术问题，本发明公开了一种光热材料制备方法，该光热材料可应用于光热细胞内物质递送中，并可在原位对改性细胞的状态及递送过程进行监测。具体技术方案如下所述：