纳米复合粉的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明的技术方案涉及抗肿瘤药，具体地说是用于抗菌抑癌的Ca2YREF7OTiO2纳米 复合粉的制备方法。
【背景技术】
[0002] 恶性肿瘤是威胁人类健康的常见病和多发病。目前，对恶性肿瘤的治疗主要是 采用放疗、化疗和手术切除等方法，其副作用大，疗效差。因此，发展诊断治疗癌症的新方 法和新技术成了世界所关心的课题。在众多的新诊断治疗手段中，光动力学疗法（photo dynamictherapy，F1DT)是一种新型有效的治疗肿瘤的方法，它是一种利用光敏剂选择性地 被肿瘤组织摄取，然后在一定波长光照下发生光动力反应，并产生以活性氧物质（reactive oxygenspecies，R0S)为主的中间活性物质来杀伤肿瘤细胞的治疗方法。PDT的生物机制 是以化学机制为基础的，主要通过三种途径杀伤肿瘤细胞：DPDT生成的ROS成分能够直接 杀死肿瘤细胞（诱导细胞凋亡或坏死）；2)PDT能够激活机体的抗肿瘤免疫反应，诱发肿瘤 细胞死亡；3)PDT通过作用于肿瘤组织的周围血管，损伤与肿瘤相关的脉管系统造成血管 封闭，使肿瘤组织因缺氧和营养枯竭而缺血性死亡。PDT有若干潜在的优势：相对的非侵入 性治疗，可以准确定位目标肿瘤组织，无总剂量限制可以重复给药，整个治疗过程不会或只 带来很小的疤痕，操作相对方便并且副作用很小等。
[0003] 由此可知，PDT最大特点就是利用光敏剂接受光照后产生一系列化学反应来消灭 癌细胞，但是在发现光敏剂TiO2之前，能够进行临床应用的光敏剂少之又少，临床依然经常 使用血卟啉衍生物（hematoporphyrinderivative，HPD)，当光照HPD后，虽然能对癌细胞 有很强的杀伤力，但是HH)很难制得。而光敏剂TiO2以其稳定性佳、催化活性强、无毒性和 成本低廉的特点，成为最具有前途的抗癌光敏剂之一，被广泛应用于抗肿瘤研究。其优点 在于：1)除了紫外光（hu多3. 2eV)以外不需要其它的外界能量；2)1102能够在大范围的 表面物上产生活性氧等组分能对癌细胞内外的有机物质产生强氧化作用，从而有效地杀伤 癌细胞；3)110 2颗粒能够被正常组织内的巨噬细胞所吞噬；4)不会引起白细胞减少等副作 用。然而存在的问题是：当TiO2的禁带宽度达到了 3. 2ev，也就是只有小于387. 5nm的紫外 光波才可以激发，使其产生光催化作用。目前，对于体内肿瘤的治疗需要用紫外光光纤针作 为介导的治疗方法，这给对紫外光过敏的患者带来了众多不便。为此，研究人员正对怎么使 TiO2的光响应范围增加的课题进行着大量的研究工作，并希望可以通过上转换的形式将近 红外光用于TiO2的光催化能量。其研究方向是对纳米TiO2抗癌光敏剂进行修饰，研制复合 纳米TiO2抗癌光敏剂，以提高TiO2光敏剂对光的利用率以及对癌细胞的选择性杀伤作用。 上转换荧光材料可以吸收低能量的近红外线光子并转化发射出高能量的紫外线光子，如 稀土离子对共掺杂的氟化物在980nm的近红外光激发下，就可以发出能够光敏TiO2的紫外 光。这种上转换敏化的方法，尤其在光动力治疗癌症方面有着光明的前景。因为这种方法 可以在人体外部施加穿透力强且对基体几乎没有损伤的近红外线，当栗浦光到达上转换纳 米TiO2复合粉所在的病灶部位时，可以上转换为紫外线而被TiO2吸收利用，达到抗菌抑癌 的作用。
[0004] 但是，现有技术制备此类上转换二氧化钛复合粉的方法一般是用高温固相法、 水热合成法、微乳液法或溶胶凝胶法中的两种不同的方法组合来制备。在上述制备纳米 粉体的方法中，除了新型的水热合成法，传统的制备方法均存在操作过程繁琐、参数不 易控制、生产周期长、产物纯度低、杂质难去除和需要高温煅烧的一系列的缺点。例如， CN103480397A中就涉及了高温固相法+微乳液法或水解法制备此类功能复合粉，其中就需 要高温固相烧结制备NaYF4晶体、对NaYF4晶体进行酸蚀去除氧化物杂质、添加分散剂对其 表面改性、对复合粉高温煅烧等过程。另外，目前制备出的稀土上转换氟化物纳米颗粒本身 属于非极性颗粒，在极性溶剂内分散性差，在110 2将其包裹前往往需进行预处理，即在其表 面预先包覆上极性无机氧化物或高分子聚合物等对其表面改性，例如，CN103623852A中就 使用了SiOJtNaYF4进行表面包覆改性，这使得上转换效率降低、制备过程繁琐、生产周期 加长和成本增加。再者，汤艳娜的博士论文《Ti02_aYF4:Y，Tm核壳结构红外光催化材料的 设计、制备及其光催化性质的研究》中考虑到了上转换发光粉的添加量对TiO2包覆层的影 响，但没有考虑到水热反应体系的pH值对TiO2包覆层的影响，也没有解决现有技术中的上 转换效率降低、制备过程繁琐、生产周期加长和成本增加的缺陷。
【发明内容】
[0005] 本发明所要解决的技术问题是：提供用于抗菌抑癌的Ca2YREF7OTiO2纳米复合粉 的制备方法，该方法是一种两步水热合成二氧化钛包覆的稀土离子掺杂氟化钇钙复合纳米 粉的方法，克服了现有技术制备上转换二氧化钛复合粉的方法存在的上转换效率降低、制 备过程繁琐、生产周期加长和成本增加的缺陷。
[0006] 本发明解决该技术问题所采用的技术方案是：用于抗菌抑癌的Ca2YREF7OTiOjft米复合粉的制备方法，是一种两步水热合成二氧化钛包覆的稀土离子掺杂氟化钇钙复合纳 米粉的方法，步骤如下：
[0007] 上述化学分子式Ca2YREF7OTiO2的中文名称为二氧化钛包覆稀土离子掺杂氟化钇 钙，其中，"RE"为稀土元素离子Tm、Ho或Er中的1~3种和Yb，表示后者对前者的包 覆，
[0008] 第一步，制备稀土离子掺杂氟化钇钙的上转换纳米颗粒粉体：
[0009] (1)将RE的氯化物、Y的氯化物、CaCl2、聚乙烯吡咯烷酮（以下简称PVP)加入到 去离子水中，充分搅拌后得到溶液A，其中，RE的氯化物和Y的氯化物的总摩尔浓度为2~ 3X10 3mol/mL，CaClJ^浓度为 8. 88g/L，PVP的浓度为lg/L，Tm、Er、Ho、Yb和Y的摩尔量占 总稀土摩尔量的百分比分别为0%~0? 8%、0%~2%、0%~L4%、20%~40%和58%~ 79. 8% ；
[0010] (2)将NH4F溶于去离子水，得到浓度为51. 8g/L的溶液B;
[0011] (3)将上述溶液B滴加入上述溶液A中，并充分搅拌2h，得到混合反应体系C，其 中，溶液B与溶液A的体积比为4 : 1 ;
[0012] (4)将上述混合反应体系C盛入反应釜，放入马弗炉后，加热到160~200°C，并保 温8~18h，其中，混合反应体系C所占反应釜的体积百分数为67% ;
[0013] (5)保温结束后，进行离心分离出固体物，该固体物分别用无水乙醇和去离子水超 声洗涤3min后，再鼓风干燥，然后研磨至颗粒间无明显粘连成为粉体；
[0014] (6)将上述研磨后的粉体盛入陶瓷方舟后，放入管式烧结炉，在氩气保护气氛和 400~600°C温度条件下保温2h，制得到稀土离子掺杂氟化钇钙的上转换纳米颗粒粉体。
[0015] 第二步，制备有核壳结构的Ca2YREF7OTiO2纳米复合粉：
[0016] (1)将乙酰丙酮加入到无水乙醇中，滴加盐酸调节溶液的pH值至0. 2~5,搅拌中 滴加钛酸丁酯，搅拌均匀后得到溶液D，其中，乙酰丙酮在无水乙醇中的体积百分数为5%， 钛酸丁酯体在无水乙醇中的体积百分数为1~3% ;
[0017] (2)配制含有体积百分数为83. 33%无水乙醇的水溶液E;
[0018] (3)将上述溶液E逐滴滴加进上述溶液D后，添加第一步制得的稀土离子掺杂氟化 钇钙的上转换纳米颗粒粉体，充分搅拌2h后，超声分散20min，得到混合反应体系F，其中， 溶液D与溶液E的体积比为3. 56 : 1，稀土离子掺杂氟化钇钙的上转换纳米颗粒粉体与钛 酸丁酯的摩尔比为0.044~0.176 : 1;
[0019] (4)将上述混合反应体系F盛入反应釜，混合反应体系F所占反应釜的体积百分数 为68. 5%，而后放入马弗炉，加热到120~135°C，并保温4~9h;
[0020] (5)将上述（4)保温后的混合反应体系F离心分离，分别用无水乙醇和去离子水超 声洗涤3min后，鼓风干燥，再将其研磨至颗粒间无明显粘连，得到复合粉体G;
[0021] (6)将上述（5)得到的复合粉G盛入陶瓷方舟，放入马弗炉，在350°C~400°C温 度下保温2h后，制得有核壳结构的Ca2YREF7OTiO2纳米复合粉，即用于抗菌抑癌的Ca2YREF7O TiO2纳米复合粉。
[0022] 上述用于抗菌抑癌的Ca2YREF7OTiO^米复合粉的制备方法，所述第一步⑷中优 选加热到180°C，并保温12h。