一种核壳型金纳米材料及其制备方法和应用
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种核壳型金纳米材料及其制备方法和应用，属于纳米材料制备领域。
【背景技术】
[0002]金纳米棒是一种尺度从几纳米到上百纳米的棒状金纳米颗粒。由于金纳米棒的表面等离子体共振波长(550nm-1550nm)随金纳米棒的长径比而变化，所以具有极高的表面电场强度增强效应和可调的光热转换效率。由于金纳米棒自身拥有的独特的光学、光电、光热以及生物学性质，目前在光热治疗方面受到了极大的关注。但是金纳米棒在生物体内较易聚集，影响表面等离子体共振波长。
[0003]根据国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)的规定，介孔材料是指孔径介于2-50nm的一类多孔材料。介孔材料具有极高的比表面积、规则有序的孔道结构、狭窄的孔径分布、孔径大小连续可调等特点，使得它在很多微孔沸石分子筛难以完成的大分子的吸附、分离，尤其是催化反应中发挥作用。从介孔材料诞生一开始就吸引了国际上物理、化学、生物、材料及信息等多学科研宄领域的广泛兴趣，目前已成为国际上跨多学科的热点前沿领域之
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[0004]其中硅基介孔材料孔径分布狭窄，孔道结构规则，并且技术成熟，研宄颇多。硅系材料可用催化，分离提纯，药物包埋缓释，气体传感等领域。其中，介孔二氧化硅具有很大的比表面积和比孔容，可以在材料的孔道里载上卟啉、吡啶，或者固定包埋蛋白等生物药物，通过对官能团修饰控释药物，提高药效的持久性。利用生物导向作用，可以有效、准确地击中靶子如癌细胞和病变部位，充分发挥药物的疗效。
[0005]脂质体，也称为微脂粒，是一种具有靶向给药功能的新型药物制剂。脂质体是利用磷脂双分子层膜所形成的囊泡包裹药物分子而形成的制剂。由于生物体质膜的基本结构也是磷脂双分子层膜，脂质体具有与生物体细胞相类似的结构，因此有很好的生物相容性。
[0006]竹红菌素是我国特有的一种茈醌类色素。它是从竹红菌中提取的一类天然光敏色素，具有单线态氧量子产率高、结构明确、化学修饰性好及暗毒性低的特点。其在体内代谢快等理想光敏剂的特征，被公认为是一种最有前景的新型光敏剂。竹红菌素的光影光来源于其激发态分子内直子转移，以及来源于分子内氢键。但是竹红菌素是疏水性药物，水溶性不好，在水溶性中竹红菌素的荧光量子产率比非极性溶剂中降低一个数量级以上，因此提高竹红菌素在水溶性中的分散性具有重要意义。竹红菌素的最大吸收波长位于465nm左右，并且在550nm和580nm处有两个小的吸收峰，暴露在该波长的光下会产生活性很强的单线态氧。
【发明内容】
[0007]本发明的目的是提供一种核壳型金纳米材料及其制备方法和应用，本发明金纳米材料实现了光热治疗和光动力治疗结合的药物制备，能够在癌细胞内快速积累，能应用于制备治疗肿瘤的药物中。
[0008]本发明提供的金纳米材料，它由金纳米棒、包覆在所述金纳米棒上的介孔二氧化硅、吸附在所述介孔二氧化硅里面的光敏剂和吸附在所述介孔二氧化硅表面的脂质体组成。
[0009]上述的核壳型金纳米材料，所述金纳米棒的长度可为50?lOOnm，具体可为60?80nm ；
[0010]所述金纳米棒、所述介孔二氧化硅、所述光敏剂和所述脂质体的质量比可为1:0.1 ?1.0:0.01 ?0.5:0.1 ?0.8，具体可为 I:0.33:0.06:0.15 ；
[0011]所述光敏剂为竹红菌素(HB)、卟啉、酞菁或核黄素；
[0012]所述脂质体由下述原料制成:1，2- 二油酰基卵磷脂、二油酰磷脂酰乙醇胺、二棕榈酰磷脂酰胆碱、二硬脂酰基卵磷脂、胆固醇、1，2- 二油酰基羟丙基-3-N，N, N-三甲铵氯和二硬脂酰基磷脂酰乙醇胺-聚乙二醇-叶酸中至少一种。
[0013]上述的金纳米材料，所述金纳米棒按照下述方法制备，包括如下步骤:1)将Au3+与表面活性剂混合，然后加入还原剂I，还原即得金种子；
[0014]2)将Au3+与表面活性剂混合，然后依次加入硝酸银的溶液和还原剂II，调节酸性，再加入所述金种子，反应即得所述金纳米棒。
[0015]上述的金纳米材料，所述表面活性剂为十六烷基三甲基溴化铵；
[0016]所述还原剂I为硼氢化钠；
[0017]所述还原剂II为维生素C ;
[0018]步骤I)中，所述Au3+、所述表面活性剂与所述还原剂I的摩尔量的比为1:25?35:2?3，具体可为I:30:2.4 ；
[0019]步骤2)中，所述Au3+与所述表面活性剂的摩尔量的比可为1:180?220，具体可为 1:200 ；
[0020]所述Au3+、所述硝酸银与所述还原剂II的摩尔量的比可为1:0.2?0.3:0.15?
0.25，具体可为 I:0.25:0.2 ；
[0021]所述Au3+与所述金种子的摩尔量的比可为1:0.01?0.08，具体可为1:0.05 ；
[0022]步骤2)中用盐酸溶液调节酸性，调节pH值可为6?7 ;
[0023]所述硝酸银的溶液的摩尔浓度可为0.01?0.05mol/L，具体可为0.01mol/L。
[0024]本发明还提供了上述的金纳米材料的制备方法，包括如下步骤:1)将金纳米棒包覆介孔二氧化硅，得到介孔二氧化硅包覆的金纳米棒；
[0025]2)将所述介孔二氧化硅包覆的金纳米棒与光敏剂甲醇溶液混合，吸附得到吸附光敏剂的介孔二氧化娃包覆的金纳米棒；
[0026]3)将所述吸附光敏剂的介孔二氧化硅包覆的金纳米棒与脂质体溶液混合，吸附，即得到所述金纳米材料。
[0027]上述的方法，步骤I)中，所述介孔二氧化硅包覆的金纳米棒按照下述方法得到:将金纳米棒的水溶液调节PH值，向其中加入正硅酸乙酯的甲醇溶液，进行共沉淀，过滤沉淀得到所述介孔二氧化娃包覆的金纳米棒；
[0028]所述金纳米棒的水溶液的质量浓度为0.01?0.2mg/mL，具体可为0.15mg/mL ；
[0029]用氢氧化钠调节pH值，pH值为8?9 ;
[0030]所述正硅酸乙酯的甲醇溶液的体积百分浓度为10%?30%，具体可为20% ;
[0031]所述金纳米棒的水溶液与所述正硅酸乙酯的甲醇溶液的摩尔比为1:5?10 ;
[0032]所述正硅酸乙酯的甲醇溶液分I?5次加入，具体可为3次，每次的时间间隔可为20?60min，具体可为30min ；
[0033]所述共沉淀的温度可为28?38°C，具体可为28 °C，时间可为60?80h，具体可为72h ；
[0034]步骤I)中还包括将所述沉淀用酸性溶液中和的过程，中和至pH值可为6?8，具体可为6?7 ;中和的过程采用超声热水处理；
[0035]所述酸性溶液为浓盐酸溶于甲醇的溶液，其中所述浓盐酸的摩尔浓度可为10?12M，所述浓盐酸与所述甲醇的体积比可为0.01?0.1:1 ;
[0036]步骤2)中，所述光敏剂甲醇溶液的质量体积浓度为0.01?lmg/mL ;
[0037]所述吸附的温度为25?35°C，具体可为28°C，时间为15?30h，具体可为24h ；
[0038]步骤3)中，所述脂质体溶液的质量体积浓度为1.0?2.0mg/mL ；
[0039]所述吸附的时间可为2?3h，具体可为2h，温度可为15?28°C，具体可为25°C。
[0040]本发明制备方法中，所述脂质体由下述原料制成:1，2- 二油酰基卵磷脂、二油酰磷脂酰乙醇胺、二棕榈酰磷脂酰胆碱、二硬脂酰基卵磷脂、胆固醇、1，2-二油酰基羟丙基-3-N，N, N-三甲铵氯和二硬脂酰基磷脂酰乙醇胺-聚乙二醇-叶酸中至少一种；
[0041]所述脂质体溶液具体可为1，2- 二油酰基卵磷脂、胆固醇，1，2- 二油酰基羟丙基-3-N，N, N-三甲铵氯和二硬脂酰基磷脂酰乙醇胺-聚乙二醇-叶酸混合溶于氯仿和甲醇，然后加水得到的溶液。
[0042]本发明金纳米材料的制备方法，步骤I)结束后包括离心分离出所述介孔二氧化硅包覆的金纳米棒(AuNRs麵SN纳米粒子)，然后用甲醇溶液清洗，再真空干燥的步骤；
[0043]步骤2)结束后包括离心分离出所述吸附光敏剂的介孔二氧化硅包覆的金纳米棒(AuNRs@MSN-HB纳米粒子)，然后用去离子水清洗，再真空干燥的步骤；
[0044]步骤3)结束后包括离心分离出所述金纳米材料(AuNRs麵SN-HBOLipid纳米粒子)，然后用去离子水清洗；
[0045]步骤1)-3)中，离心的转速均可为9000?lOOOOrpm，具体可为lOOOOrpm，时间可为10?20min，具体可为1min ；
[0046]步骤2)或3)优选在暗场环境下进行吸附过程。
[0047]本发明金纳米材料的制备方法中，所述金纳米棒按照下述方法制备，包括如下步骤:1)将Au3+与表面活性剂混合，然后加入还原剂I，还原即得金种子；
[0048]2)将Au3+与表面活性剂混合，然后依次加入硝