本发明专利技术公开了一种金-凹土纳米复合材料，所述复合材料以天然矿物凹土为模板，通过聚电解质层层自组装方法对凹土进行修饰，使其表面带上正电荷，利用静电作用将带负电荷的球形金纳米粒子自组装到凹土表面，得到金-凹土纳米复合材料。本发明专利技术还公开了所述金-凹土纳米复合材料的制备方法及其在制备治疗癌症的光热治疗试剂中的应用。本发明专利技术的金-凹土纳米复合材料在近红外光区有强吸收(位于670nm处)，可以吸收近红外光将光能转化为热能，且具有高的光热转换效率、良好的稳定性和生物相容性，是一种有效杀伤癌细胞的光热试剂。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种金-凹土纳米棒状复合材料，由于其具有独特的光热转换能力，使其能够用作为杀伤癌细胞的光热试剂，属于生命科学和材料化学领域。
技术介绍
光热治疗是基于光热转换的原理进行恶性肿瘤治疗的一种方法。该方法以特定波长的光对癌症病灶部位进行照射，利用光热试剂将光能转化为热能，使病灶部位局部升温达到治疗临界温度(47°C)以上，利用过热杀死恶性肿瘤细胞。光热疗法的关键在于合适的光热试剂。光热试剂需要具有高的热转换效率及生物相容性。传统的光热试剂是一些有机分子，如 indocyanine green (Urbanska K, Romanowska-Dixon Β, Matuszak Ζ, OszajcaJ, Nowak-Sliwinska P, Stochel G, Indocyanine green as a prospective sensitizer forphotodynamic therapy of melanomas, Acta B1chim.Pol.49(2002)387-391), MalachiteGreen 和 Rhodamine 6G (Du H, Fuh RCA, Li JZ,Corkan LA, Lindsey JS,PhotochemCAD:Acomputer-aided design and research tool in photochemistry, Photochem.Photob1l.68 (1998) 141-142.)。但是这些有机分子具有稳定性差且不易在肿瘤部位富集的缺陷。随着纳米技术的飞速发展，人们设计了多种纳米材料并将其作为光热试剂。纳米材料克服了有机分子的缺点，如热稳定高、容易在肿瘤病灶处富集等。在这些纳米材料中，金纳米材料是研究的热点，因为金纳米材料可以通过控制其形貌将其等离子振动峰调控到近红外区，使其在近红外区具有强的吸收，并且金纳米材料还具有光吸收截面面积大、光热转换效率高、化学稳定性高及生物相容性好等优点。但是只有棒状、笼状、壳层结构及多枝结构的金纳米粒子才能够在近红外区产生强的吸收，而这些结构的金纳米粒子相比于球形金纳米粒子(其表面能最低)较难合成，尤其难以大量合成；并且，金作为一种贵金属，其在地壳中储量有限，价格昂贵，这些都导致其难以商业化并大规模的应用于临床。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种能够有效杀伤癌细胞的光热试剂，即一种金-凹土纳米复合物及其制备方法。本专利技术的另一目的还在于提供一种所述纳米复合物作为光热治疗试剂的应用。为实现本专利技术的目的采用如下技术方案:—种金-凹土纳米复合材料，其特征在于，所述的复合材料呈纳米棒状，球形金纳米粒子自组装在凹土表面。所述的复合材料的紫外光谱上，670nm处存在特征吸收峰。所述的复合材料中，球形金纳米粒子粒径优选为4?40nm。所述的复合材料以天然矿物凹土为模板，首先通过聚电解质层层自组装方法对凹土进行修饰，使其表面带上正电荷，利用静电作用将带负电荷的粒径为4?40nm的球形金纳米粒子自组装到凹土表面，得到所述的金-凹土纳米复合材料。 本专利技术的金-凹土纳米复合材料制备方法包括如下步骤:1、将凹土加入PBS溶液中，控制pH值范围在7 - 7.5间，超声分散0.5 - 2小时，得到0.5 - 5mg/mL的凹土分散液；2、凹土的修饰:将步骤1所制得的凹土分散液与聚电解质溶液混合并搅拌60min以上，离心分离，去离子水洗涤；得到的沉淀中加入离子水并超声分散，形成0.5 - 5mg/mL的凹土分散液；3、将得到的凹土分散液重复步骤2两次以上进行凹土的修饰，使其表面带上正电荷，离心分离，去离子水洗涤；将产物超声分散到PBS溶液中，形成0.5 - 5mg/mL已修饰的凹土分散液；4、金-凹土纳米复合材料的制备:第3步骤中所得的已修饰的凹土分散液中，边搅拌边逐滴加入粒径4?40nm的金纳米溶液，连续搅拌12小时以上，通过正负电荷的静电吸引作用，将金纳米粒子(Au NPs)自组装到凹土表面，形成金-凹土复合材料的悬池液；5、将金-凹土复合材料的悬浊液离心分离，用去离子水洗涤除去未吸附的金纳米粒子(AuNPs)，得到以凹土为模板的棒状金-凹土纳米复合材料。所述的聚电解质选自聚二烯丙基二甲基铵盐酸盐(roDA)、聚苯乙烯磺酸钠(PSS)、聚丙烯甲酸酯(PMAA)及聚醚酰亚胺(PEI)中的一种或几种，优选TODA和/或PMAA。所述的聚电解质溶液的质量浓度优选0.5 - 5mg/mL，凹土分散液与聚电解质溶液的体积比优选为1:10。所述的金纳米溶液优选15nm金纳米溶液。所述的金-凹土纳米复合材料具有吸收光能并将之转化为热能的特征，比如其分散液(100 μ g/mL)经808nm的激光以0.5W/cm2的能量密度光照15min后，温度上升到52.8°C，光热转化效率达到20 %。因此，本专利技术还涉及所述的金-凹土纳米复合材料在制备治疗癌症的光热治疗试剂中的应用。本专利技术所述的金-凹土纳米复合材料在近红外光区具有强的吸收，能将光能转化为热能，并且细胞毒性低，是一种高效的癌细胞光热治疗试剂。所述复合材料具有良好的生物相容性，将其(0-200 μ g/mL分散液)与癌细胞A549共同孵育12h，MTT实验表明细胞的活性仍高达92%以上。将该复合物(100 μ g/mL分散液)与A549细胞(?1X105个)共同孵育12h，在室温下用808nm的激光以0.5W/cm2的能量密度光照40min后，评价细胞的凋亡情况，结果表明98%的A549细胞死亡。本专利技术的有益效果:本专利技术的凹凸棒石粘土(凹土 )为模板的金-凹土纳米复合材料，相比于传统的金纳米材料，其具有以下优点:1)该复合材料是以天然矿物凹土为模板进行合成的，凹土是一种纳米尺寸的天然棒状化合物，具有大的比表面积和强的吸附能力，可以通过对凹土进行改性，使得球形的金纳米粒子自组装在其表面，并且该复合物呈现棒状特征，在近红外区有强的吸收，将光能转化为热能。2)凹土还具有良好的机械强度、热稳定性、耐生物降解性以及对蛋白质的高度亲和性等特性，尤其是具有低细胞毒性，适合用于细胞的治疗。3)本专利技术的合成方法简单易行，并大大降低了金的用量，减少了成本，可以实现量产。因此该复合材料可以作为一种有效的且具有实际应用价值的杀伤肿瘤细胞的光热试剂使用。总之，本专利技术的金-凹土纳米复合材料的制备方法操作简单、条件温和、环境友好，且金-凹土纳米棒状复合材料具有高的光热转换效率、良好的稳定性和生物相容性，这为癌细胞的光热治疗提供了良好的条件。【附图说明】图1为本专利技术的金-凹土纳米棒状复合材料的透射电镜图。图2为本专利技术的金-凹土纳米棒状复合材料的UV-vis图，图中a为凹土，b为金-凹土纳米棒状复合材料，c为纳米金。图3为本专利技术的金-凹土纳米棒状复合材料的光热转化效率图。图4为细胞光热治疗后的活性评价图。治疗过程中，所使用的光热试剂为本专利技术的金-凹土纳米棒状复合材料，激光波长为808nm，功率密度为0.5W/cm2，光照时间0_15mino【具体实施方式】实施例一一种金-凹土纳米复合材料的制备方法，包括如下步骤:1、将凹土加入到0.lmol/L PBS溶液中(pH 7.4)，超声分散1小时，本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种金‑凹土纳米复合材料，其特征在于，所述的复合材料呈纳米棒状，球形金纳米粒子自组装在凹土表面。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：吴萍，邓丹，蔡称心，
申请(专利权)人：南京师范大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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