[发明专利]一种掺杂型锌铜压电声敏剂及其制备方法与应用

说明书

本发明涉及一种掺杂型锌铜压电声敏剂及其制备方法与应用，属于压电声敏剂技术领域。本发明所述的掺杂型锌铜压电声敏剂具有Jahn‑Teller效应，结构为层状双金属氢氧化物，尺寸为50nm‑200nm，化学组成为[(Znsubgt;(1‑x‑a)/subgt;Cusubgt;a/subgt;)subgt;1‑x/subgt;Msubgt;x/subgt;(OH)subgt;2/subgt;]supgt;x+/supgt;Asupgt;n‑/supgt;subgt;x/n/subgt;·yHsubgt;2/subgt;O；其中，M为Alsupgt;3+/supgt;、Fesupgt;3+/supgt;或Crsupgt;3+/supgt;；x为1/1‑1/4；a为0.5‑3；Asupgt;n‑/supgt;为Clsupgt;‑/supgt;、COsubgt;3/subgt;supgt;2‑/supgt;或NOsubgt;3/subgt;supgt;‑/supgt;；y为0‑10。本发明所述的掺杂型锌铜压电声敏剂基于具有压电性能的锌基纳米材料，通过引入能引起Jahn‑Teller效应的典型铜金属离子，强化了压电性能提高了超声波的利用度。

技术领域

本发明属于压电声敏剂技术领域，尤其涉及一种掺杂型锌铜压电声敏剂及其制备方法与应用。

背景技术

现如今，癌症是世界上的第二大死亡原因，研究者们一直致力于寻找治疗癌症的有效方法。现阶段临床应用的癌症治疗方法主要有手术、化疗、放疗和免疫治疗，而这些治疗方法在取得一定治疗效果的同时，也会引起一些副作用以及不良反应。随着纳米技术的肿瘤治疗策略蓬勃发展，如光热治疗、光动力治疗、声动力治疗和磁热治疗等多种新型非侵入性治疗方式涌现，推动着癌症治疗向着精准、有效、安全和低成本的方式不断发展进步。

其中，声动力疗法(Sonodynamic therapy，SDT)是一种利用低强度超声激发声敏剂产生高细胞毒性的活性氧(ROS)，从而杀死肿瘤细胞的新型治疗方法。超声可以穿透深层组织，精准聚焦于肿瘤区域，激活声敏剂，从而选择性杀伤肿瘤细胞而不损伤周围正常器官和组织，对深部肿瘤具有良好的治疗效果。

广泛接受的SDT机制是声学惯性空化理论，主要是超声波在液体中传播中，利用声敏化剂作为成核位点，从而促进许多空化气泡的形成、快速膨胀和内爆坍缩。气泡坍塌进一步诱发极端条件(高温、高压和声致激发等)。声致激发诱导的ROS产生过程与光动力疗法相似，但是实际研究过程中，由气泡坍塌引起的高压(≈1×10⁸Pa)这一重要因素总是被忽略。有效利用压力的方法是使用压电材料作为声敏化剂。压电材料是一种具有非中心对称晶体结构的介电材料，包括ZnO、钙钛矿结构材料、二维超薄材料和层状铋基材料。在声波振动下，压电材料极化形成内置电场。压电电势作为强大的驱动力，促进声波产生的电荷分离并抑制复合。分离的电子和空穴迁移到相反的表面并继续进行氧化还原反应。然而，压电声敏剂在SDT中的应用很少有报道。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种掺杂型锌铜压电声敏剂及其制备方法与应用。本发明的掺杂型锌铜压电声敏剂可用于肿瘤的声动力治疗，既对肿瘤具有良好杀伤作用，又有效抑制肿瘤转移。使用压电材料作为声敏剂有效利用压力以提高超声波的利用度。此外，压电性归因于结构畸变引起的极化，在过渡金属和具有立体活性的孤对阳离子中发生畸变的Jahn-Teller效应，也为设计压电材料的组成以及提高性能提供可能性。

本发明的第一个目的是提供一种所述的方法制备的掺杂型锌铜压电声敏剂，所述掺杂型锌铜压电声敏剂的结构为层状双金属氢氧化物，尺寸为50nm-200nm，化学组成为[(Zn_(1-x-a)Cu_a)_1-xM_x(OH)₂]^x+A^n-_x/n·yH₂O；

其中，M为掺杂的带正电的三价金属离子，为Al³⁺、Fe³⁺或Cr³⁺；