一种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。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是提供一种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或药物载体中。
[0007]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和吸附在所述介孔二氧化硅表面的脂质体组成。
[0008]上述的金纳米材料，所述金纳米棒的长度为50?lOOnm，具体可为60?80nm ；
[0009]所述金纳米棒、所述介孔二氧化娃和所述脂质体的质量比为1:0.1?1.0:0.1?0.8，具体可为 1:0.33:0.15 ；
[0010]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。
[0011]上述的金纳米材料，所述金纳米棒(AuNRs)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；
[0012]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。
[0013]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；
[0014]所述还原剂I为硼氢化钠；
[0015]所述还原剂II为维生素C ;
[0016]步骤I)中，所述Au3+、所述表面活性剂与所述还原剂I的摩尔量的比可为1:25?35:2?3，具体可为I:30:2.4 ；
[0017]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，具体可为1:200 ；
[0018]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 ；
[0019]所述Au3+与所述金种子的摩尔量的比为1:0.01?0.08，具体可为1:0.05 ；
[0020]步骤2)中用盐酸溶液调节酸性，调节pH值为6?7 ;
[0021]所述硝酸银的溶液的摩尔浓度为0.01?0.05mol/L，具体可为0.01mol/L。
[0022]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；
[0023]2)将所述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。
[0024]上述的方法，其特征在于:步骤I)中，所述介孔二氧化娃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硅包覆的金纳米棒；
[0025]所述金纳米棒的水溶液的质量体积浓度为0.01?0.2mg/mL，具体可为0.15mg/mL ；
[0026]用氢氧化钠调节pH值，pH值为8?9 ;
[0027]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% ;
[0028]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 ;
[0029]所述正硅酸乙酯的甲醇溶液分I?5次加入，具体可为3次，每次的时间间隔为20?60min，具体可为30min ；
[0030]所述共沉淀的温度为28?38°C，具体可为28°C，时间为60?80h，具体可为72h ；
[0031]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值为6?8，具体可为6?7 ;中和的过程采用超声热水处理；
[0032]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为10?12M，所述浓盐酸与所述甲醇的体积比为0.01?0.1:1 ;
[0033]步骤2)中，所述脂质体溶液的质量体积浓度为1.0?2.0mg/mL,具体可为Img/ml ；
[0034]所述吸附的时间为2?3h，温度为15?28°C。
[0035]本发明中，所述脂质体溶液可为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。
[0036]本发明金纳米材料的制备方法中，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；
[0037]步骤2)结束后包括离心分离出所述金纳米材料(AuNRs麵SNOLipid纳米粒子)，然后用去离子水清洗；
[0038]步骤1)-2)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1min0
[0039]本发明制备方法中，所述金纳米棒(AuNRs)按照下述方法制备，包括如下步骤:I)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；
[0040]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。
[0041]本发明制备方法中，所述金纳米棒制备时，所述表面活性剂为十六烷基三甲基溴化铵；
[0042]所述还原剂I为硼氢化钠；
[0043]所述还原剂II为维生素C ;
[0044]步骤I)中，所述Au3+、所述表面活性剂与所述还原剂I的摩尔量的比可为1:25?35:2?3，具体可为I:30:2.4 ；
[0045]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，具体可为1:200 ；
[0046]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 ；
[0047]所述Au3+与所述金种子的摩尔量的比为1:0.01?0.08，具体可为1:0.05 ；
[0048]步骤2)中用盐酸溶液调节酸性，调节pH值为6?7 ;
[0049]所述硝酸银的溶液的摩尔浓度为0.01?0.05mol/L，具体可为0.01mol/L。
[0050]本发明所述金纳米材料应用于制备治疗肿瘤药物或药物载体中，尤其是在制备治疗癌症药物中的应用；本发明金纳米材料应用在制备治疗肿瘤的药物中，这主要是由于金纳米棒可以产生光热效应，对肿瘤细胞或癌细胞具有杀伤性。
[0051]本发明所述金纳米材料应用时，所述治疗肿瘤药物或所述药物载体在应用时采用激光照射；
[0052]所述激光的波长为650?900nm，具体可为808nm。
[0053]本发明还进一步提供了一种药物，该药物的活性成分为所述的金纳米材料或负载活性药物的所述金纳米材料；
[0054]所述活性药物为紫杉醇或阿霉素，所述活性药物属于化疗药物。
[0055]上述的药物，所述金纳米材料与所述活性药物的质量比为10?15:1。
[0056]本发明金纳米材料可在癌细胞内得到有效的积累，这主要是由于最外层包覆的脂质体层能够选择性识别癌细胞，由于其结构与细胞膜的结构相似，能够较快的进入癌细胞当中，起到治疗的作用。
[0057]本发明金纳米材料的制备采用层层组装技术，将具有光热治疗效果的金纳米粒子在光子照射下，即达到了光热治疗药物制备；包覆介孔二氧化硅的金纳米棒，能用于负载活性药物，并利用脂质体包覆有利于在肿瘤内部得到有效积累。本发明金纳米材料可用于肿瘤药物的制备，同时一定程度上解决了纳米粒子在细胞体内较少累积的问题，为光热治疗提供更有效的途径。
[0058]本发明提供的能够选择性识别癌细胞并在癌细胞内快速累积的壳核型纳米粒子，是本发明的发明人发展起来的新型体系，在目前期刊和文献中并未出现公开过。
[0059]本发明具有以下优点:
[0060](I)本发明所采用的原料相对较易得到，制备方法相对简单。
[0061](2)本发明金纳米材料包覆了脂质体能够在癌细胞内快速积累。
[0062](3)本发明金纳米材料功能可调控:可根据实际需要，通过选择不同的方法在该纳米粒子上负载不同的活性药物，用于制备治疗肿瘤的药物或制备药物载体中。
[0063](4)本发明金纳米材料可长时间保存。
【附图说明】
[0064]图1为本发明制备的AuNRs和AuNRs麵SN的透射电镜(TEM)照片，其中图1 (a)为AuNRs的透射电镜照片，图1 (b)为AuNRs@MSN的透射电镜照片。
[0065]图2为本发明实施例制备的脂质体的动态光散射(DLS)数据图。
[0066]图3为本发明实施例2中不同时间内细胞吞噬纳米粒子后，细胞内部金元素的含量随时间的变化图。
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