一种硫化铜纳米粒子及其制备方法与应用

技术领域

本发明是一种硫化铜纳米粒子及其制备方法与应用，属于生物医药技术领域。

背景技术

癌症是目前威胁人类健康的主要杀手之一，传统的癌症治疗方式如手术、放疗、化疗等均存在各自的弊端，难以取得理想的治疗效果。

如今，纳米医学的发展为癌症的精准个性化治疗带来了新的契机，如化学动力学治疗就为个性化肿瘤治疗提供了多种可选的治疗策略。化学动力学治疗是2016年首次提出的癌症治疗方法，主要依靠芬顿/类芬顿反应对肿瘤细胞起到杀伤作用。

目前已有报道有多种纳米材料可用于肿瘤的化学动力学治疗，如一些过渡金属硫化物或金属氧化物，但不同的纳米材料具有不同的芬顿/类芬顿反应条件，且对肿瘤的杀伤能力非常有限，难以彻底消除肿瘤细胞。因此，为提高疗效，化学动力学治疗常与其他治疗方式，如光热治疗联合使用从而提高肿瘤治疗效果。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明旨在解决上述背景技术中提出的提高学动力学治疗对肿瘤的杀伤效果的问题。

为了实现上述目的，本发明通过如下技术方案实现。

一种硫化铜纳米粒子，该硫化铜纳米粒子为花状结构，粒径为50-150nm。

一种制备上述硫化铜纳米粒子的方法，包括：将鱼精蛋白溶解于水中，调节pH为酸性后加入Cu(NO

进一步的，酸性条件的优选pH值为3.0。

进一步的，Cu(NO

进一步的，Cu离子和S离子的摩尔比为1:1。

进一步的，加热反应的反应温度优选90℃、反应时间为10min-30min。

一种上述硫化铜纳米粒子的应用，硫化铜纳米粒子在光热治疗、化学动力学治疗或光热/化学动力学联合抗癌治疗中的应用。

本发明的有益效果：

(1)本发明涉及一种硫化铜纳米粒子，该硫化铜纳米粒子具有独特的花状结构，使其具有较高的第二近红外吸收，提高了硫化铜纳米粒子的光热升温能力，同时，该结构使其具有较大的表面积，增加了其类芬顿反应时的活性位点，可以用于高效的光热和化学动力学联合抗癌治疗，该硫化铜纳米粒子相比于现有产品提高了化学动力学治疗肿瘤的疗效。

(2)本发明涉及一种硫化铜纳米粒子的制备方法，该方法无需苛刻的反应条件及反应设备，反应时间短，操作简单。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显。

图1为实施例1的硫化铜纳米粒子的透射电镜图；

图2为实施例1和对比例1所制备硫化铜纳米粒子的光热升温效果图；

图3为实施例1的硫化铜纳米粒子通过类芬顿反应降解亚甲蓝的效果图。

图4为利用实施例1和对比例1所制备硫化铜纳米粒子进行光热增强的类芬顿反应降解亚甲蓝染料的效果图；

图5为利用实施例1的硫化铜纳米粒子进行的光热/化学动力学联合抗癌杀伤4T1癌细胞的效果图。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

化学动力学治疗是2016年首次提出的一种癌症治疗方法，主要依靠Fe

虽然化学动力学治疗具有其他传统治疗方式难以比拟的优势，但也存在一些局限。比如，基于Fe

进一步的，单一的化学动力学治疗对肿瘤的杀伤能力非常有限，仅能在一定程度上减缓肿瘤的生长，无法彻底消除肿瘤。为了提高化学动力学治疗对肿瘤的治疗效果，本领域研究人员进一步借助其他治疗方式进行辅助。现有研究已证实，提高温度可以促进芬顿/类芬顿反应的发生，将光热治疗和化学动力学治疗联合使用，一方面温度升高可以增强化学动力学的治疗疗效，另一方面，高温可以直接杀伤肿瘤细胞。

目前已经报道了多种纳米材料可用于肿瘤的治疗，如过渡金属硫化物、金属氧化物，硫化铜作为一种过渡金属硫化物具有独特的光学性质，如较高的近红外光吸收、光热转换效率和良好的光热稳定性，同时硫化铜本身具有一定的类芬顿反应能力。因此，申请人以硫化铜作为基础研究对象，旨在提供一种具有更高的抗癌治疗效果的材料。

一种硫化铜纳米粒子，该硫化铜纳米粒子为花状结构，粒径为50-150nm。

一种制备上述硫化铜纳米粒子的方法，包括：将鱼精蛋白溶解于水中，调节pH为酸性后加入Cu(NO

在一些实施例中，酸性条件的优选pH值为3.0。

在一些实施例中，Cu(NO

在一些实施例中，Cu离子和S离子的摩尔比为1:1。

在一些实施例中，加热反应的反应温度优选90℃、反应时间为10min-30min。

一种上述硫化铜纳米粒子的应用，硫化铜纳米粒子在光热治疗、化学动力学治疗或光热/化学动力学联合抗癌治疗中的应用。

实施例1

按如下步骤制备硫化铜纳米粒子：

S1.称取50mg鱼精蛋白放入单口烧瓶中，加入25mL水，搅拌溶解；

S2.继续加入1M的HCl溶液调节溶液pH至3.0；

S3.缓慢滴加1mL的体积摩尔浓度为50mM的Cu(NO

S4.缓慢滴加1mL的体积摩尔浓度为50mM的硫代乙酰胺溶液，搅拌5min；

S5.将步骤S4搅拌均匀的溶液置于90℃的恒温水浴锅中，搅拌反应30min；

S6.离心、水洗步骤S5得到的深绿色溶液，得到提纯后的硫化铜纳米粒子；

S7.对提纯后的硫化铜纳米粒子进行-50℃冷冻干燥操作，得到干燥的硫化铜纳米粒子，存储备用。

实施例2

按照实施例1的方法制备硫化铜纳米粒子，不同之处在于：

S5.将步骤S4搅拌均匀的溶液置于90℃的恒温水浴锅中，搅拌反应10min。

其余操作步骤和反应条件与实施例1相同。

实施例3

按照实施例1的方法制备硫化铜纳米粒子，不同之处在于：

S3.缓慢滴加1mL的体积摩尔浓度为75mM的Cu(NO

S4.缓慢滴加1mL的体积摩尔浓度为75mM的硫代乙酰胺溶液，搅拌5min。

其余操作步骤和反应条件与实施例1相同。

实施例4

按照实施例1的方法制备硫化铜纳米粒子，不同之处在于：

S3.缓慢滴加1mL的体积摩尔浓度为100mM的Cu(NO

S4.缓慢滴加1mL的体积摩尔浓度为100mM的硫代乙酰胺溶液，搅拌5min。

其余操作步骤和反应条件与实施例1相同。

对比例1

选用专利文献号为CN201510217271.7的中国专利中制备的牛血清白蛋白稳定的硫化铜纳米粒子作为对比例1。

为进一步验证通过本申请提供的方法制得的硫化铜纳米粒子的结构和抗癌效果，进行以下试验例。

试验例1

取实施例1制备的硫化铜纳米粒子进行透射电镜观察，结果如图1所示，该硫化铜纳米粒子呈现花状结构，该结构使其具有较高的第二近红外光吸收和光热升温能力，同时较大的比表面积可以为类芬顿反应提供更多的反应活性位点。

试验例2

分别取实施例1和对比例1所制备的硫化铜纳米粒子对比光热升温能力。

光热升温能力评估方法：利用约1064nm的第二近红外光依次照射相同浓度的实施例1和对比例1所制备的硫化铜纳米粒子水溶液，观察溶液的温度随时间的变化，评估光热升温能力。

结果如图2所示，可以观察到实施例1硫化铜纳米粒子溶液的温度随照射时间的增加而明显增高，而对比例1硫化铜纳米粒子溶液的升温程度较低，证明实施例1硫化铜纳米粒子材料具有良好的光热升温能力，且明显优于对比例1中的硫化铜纳米粒子。

试验例3

取实施例1所制备的硫化铜纳米粒子，评估其类芬顿反应能力。

类芬顿反应能力评估：取实施例1所制备的硫化铜纳米粒子，采用降解亚甲蓝的方法评估其类芬顿反应能力。设置对照组、单纯的H

结果如图3所示：过氧化氢组的亚甲蓝染料在一定时间内不会发生明显降解，而同时加入硫化铜纳米粒子和H

试验例4

取实施例1和对比例1所制备的硫化铜纳米粒子对比光热增强的类芬顿反应能力。

光热增强的类芬顿反应能力评估：在相同浓度和体积的亚甲蓝溶液中加入H

结果如图4所示，从图中可以观察到对照组亚甲蓝在一定时间内不会发生明显降解，而实施例1硫化铜组的亚甲蓝随着光照时间延长发生明显的降解，且降解效果优于对比例1的硫化铜纳米粒子。

试验例5

取实施例1所制备的硫化铜纳米粒子，进行光热/化学动力学联合杀伤4T1癌细胞能力评估。

光热/化学动力学联合杀伤4T1癌细胞能力评估：采用小鼠乳腺癌细胞系(4T1)考察实施例1所制备硫化铜纳米粒子的光热/化学动力学联合杀伤癌细胞能力。4T1细胞在96孔板中铺板，分为对照组：不进行处理；单纯化学动力治疗组(Cu+H

图5为利用实施例1的硫化铜纳米粒子进行的光热/化学动力学联合抗癌杀伤4T1癌细胞能力的效果评估示意图，可以看出，对照组的癌细胞存活率为100％，单纯光热或化学动力学治疗后癌细胞存活率降低，当两种治疗联合后细胞存活率将进一步降低，证明基于花状硫化铜纳米粒子良好的光热/化学动力学联合抗癌能力。

综上，以上试验例显示出本申请的硫化铜纳米粒子特有的花状结构使其具有较大的表面积，相比于现有产品具有更好的光热升温能力和类芬顿反应能力，提高了化学动力学治疗肿瘤的疗效。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。