一种聚乙二醇修饰的钆螯合氧化钨复合材料的制备及应用制造技术

本发明专利技术公开了一种聚乙二醇修饰的钆螯合氧化钨复合材料的制备方法，通过溶剂热法合成聚乙二醇包覆钆离子掺杂氧化钨的纳米复合材料，制备出纳米球，纳米线和不规则形貌的纳米颗粒。本发明专利技术研究了W:Gd值对样品形貌、生物相容性、CT成像和光热性能的影响，并对样品进行光热性能测试，表明当用0.85W/cm2的808nm激光照射浓度为1mg/mL的WO3‑

【技术实现步骤摘要】
一种聚乙二醇修饰的钆螯合氧化钨复合材料的制备及应用


[0001]本专利技术属于材料制领域，具体涉及一种聚乙二醇修饰的钆螯合氧化钨复合材料的制备及其应用。

技术介绍

[0002]光热治疗作为新兴的治疗手段具有诸多的优势，通过特定波长激光照射生物体内光热转化剂积聚部位从而产生显著的热效应，可以快速有效的杀死大量癌细胞。热转换剂中的无机材料包含贵金属纳米材料、碳纳米材料、半导体纳米材料和其他二维材料。半导体材料具有制备成本低、细胞毒性低、可以吸收光子通过非辐射衰减而转换为热能的优势。纳米氧化钨材料作为一种半导体光热转换剂具有优异的近红外光吸收能力和高效的光热转换能力而受到广泛的关注。
[0003]作为氧化钨的经典实例，三氧化钨(WO
x≤3
)晶格缺陷使其晶格中存在相当数量的氧空位，可形成W
6+
、W
5+
和W
4+
三种价态。由于WO
x≤3
的材料具有异常的氧缺陷结构和局部表面等离子体共振(LSPR)效应，使其可在近红外光谱区域有很强的光吸收能力。据现有研究发现可以使用PEG包覆纳米载体，提高纳米载体亲水性和和生物相容性。肿瘤组织部位的血管丰富，管壁的间隙较宽、组织结构完整性较差、淋巴回流缺失，这会造成大分子类物质和脂质粒子具有EPR效应。这种效应使得纳米载体有选择性的积聚在肿瘤组织部位，进而提高药物的有效利用率。CT成像是最为常见的生物成像技术之一。目前，CT造影剂主要为碘基造影剂，碘元素原子序数小，使用时需加大注射计量才能达到理想的成像效果。W元素原子序数是74，且处于氧化态的非化学计量比的氧化钨具有良好的稳定性，是非常有潜力的CT造影剂。
[0004]WO3‑
x
@PEG
‑
Gd是很有潜力的可视化光热转化剂，因此通过探讨W:Gd对样品形貌、生物相容性、CT成像性能和光热转换性能的影响开发出WO3‑
x
@PEG
‑
Gd的良好生物相容性、CT成像功能和优异的体外光热转换能力性能是有必要的。

技术实现思路

[0005]本专利技术是通过探讨W:Gd对样品形貌、生物相容性、CT成像性能和光热转换性能的影响，并对其机理进行研究，挖掘WO3‑
x
@PEG
‑
Gd纳米复合材料作为可视化光热转换剂的良好潜力。
[0006]本专利技术涉及一种聚乙二醇修饰的钆螯合氧化钨复合材料的制备方法，包括以下步骤：一、称取0.4g的氯化钨，根据W:Gd＝15:1，20:1，25:1，30:1分别称取0.03548g，0.0267g，0.0212g，0.01774g的六水硝酸钆；二、将上述混合物溶解于70mL的正丙醇和10mL的PEG
‑
400中，磁力搅拌约30min。然后将混合溶液转移至聚四氟乙烯内胆的不锈钢反应釜中并密封。反应釜放入烘箱中保温温度200℃，保温时间24h，反应完成随炉冷却至室温；
三、取出反应后的产物以8000rpm离心，并用去离子水和无水乙醇各洗涤3次。离心沉淀物置于真空干燥箱中在60℃下干燥8h，得到蓝色固体。
[0007]本专利技术的有益效果：(1)本专利技术采用氯化钨为钨源，六水硝酸钆作为钆源，正丙醇为溶剂，PEG
‑
400为表面修饰剂，通过一步溶剂热法制备出类球形、纳米线和不规则形貌的WO3‑
x
@PEG
‑
Gd。(2)红外光谱图表明WO3‑
x
基体表面包覆PEG。浓度为100mg/mL时样品具有良好的生物体外成像能力。在808nm激光照射下WO3‑
x
@PEG
‑
Gd纳米复合材料展现出优异的体外热转换性能。与LO2人体肝细胞共培养24h后，细胞的存活率均在90％以上具有良好的生物相容性。
附图说明
[0008]图1为不同掺杂W:Gd值的WO3‑
x
@PEG
‑
Gd纳米复合材料的XRD图谱；
[0009]图2是不同W:Gd值的WO3‑
x
@PEG
‑
Gd纳米复合材料SEM图。
[0010]图3
‑
a,b是W:Gd＝15:1的WO3‑
x
@PEG
‑
Gd纳米粒子的SEM
‑
EDS分层图和SEM图，测定元素选取不同颜色显示。图3
‑
c是W元素的分布图。W元素的聚集分布区域与图3
‑
b中WO3‑
x
@PEG
‑
Gd纳米粒子的位置相一致。图3
‑
d是Gd元素分布图。
[0011]图4是WO3‑
x
@PEG
‑
Gd和W
18
O
49
的红外光谱图。
[0012]图5是WO3‑
x
@PEG
‑
Gd和W
18
O
49
的光热转换图。
[0013]图6是不同浓度下WO3‑
x
@PEG
‑
Gd和W
18
O
49
的水溶液的CT成像图。
[0014]图7是不同浓度的WO3‑
x
@PEG
‑
Gd和W
18
O
49
与LO2细胞共培养24h后的MTT图。
具体实施方式
[0015]本专利技术技术方案不局限于以下所列举具体实施方式，还包括各具体实施方式间的任意组合。
[0016]具体实施方式一：本专利技术涉及一种聚乙二醇修饰的钆螯合氧化钨复合材料的制备方法，包括以下步骤：一、称取0.4g的氯化钨，根据W:Gd＝15:1，20:1，25:1，30:1称取六水硝酸钆；二、将步骤一称取的样品混合溶解于70mL正丙醇和10mL的PEG
‑
400中，磁力搅拌20～30分钟。然后将混合溶液转移至聚四氟乙烯内胆的不锈钢反应釜中并密封。反应釜放入烘箱中保温温度200℃，保温时间24小时，反应完成随炉冷却至室温；三、取出反应后的产物以8000rpm离心，并用去离子水和无水乙醇各洗涤3次。离心沉淀物置于真空干燥箱中在60℃下干燥8小时，得到蓝色固体
[0017]具体实施方案二：本实施方式与具体实施方式不同的是：步骤一中称取六水硝酸钆0.03548g，其他与具体实施方式一相同。
[0018]具体实施方案三：本实施方式与具体实施方式不同的是：步骤一中称取六水硝酸钆0.0267g，其他与具体实施方式一相同。
[0019]具体实施方案四：本实施方式与具体实施方式不同的是：步骤一中称取六水硝酸钆0.0212g，其他与具体实施方式一相同。
[0020]具体实施方案五：本实施方式与具体实施方式不同的是：步骤一中称取六水硝酸钆0.0本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种聚乙二醇修饰的钆螯合氧化钨复合材料的制备方法，其方法包括以下步骤：一、称取0.4g的氯化钨，根据W:Gd＝15:1,20:1,25:1,30:1称取六水硝酸钆；二、将步骤一称取的样品混合溶解于70mL正丙醇和10mL的PEG
‑
400中，磁力搅拌30分钟。然后将混合溶液转移至聚四氟乙烯内胆的不锈钢反应釜中并密封。反应釜放入烘箱中保温温度200℃，保温时间24小时，反应完成随炉冷却至室温；三、取出反应后的产物以8000rpm离心，并用去离子水和无水乙醇各洗涤3次。离心沉淀物置于真空干燥箱中在60℃下干燥8小时，得到蓝色固体。2.根据权利要求1所述的一种钆离子掺杂氧化钨纳米材料的制备方法，其特征在于步骤一中称取六水硝酸钆0.03548g。3.根据权利要求1所述的一种钆离子掺杂氧化...

【专利技术属性】
技术研发人员：李雪姣，李瑞，刘东岳，李博，董丽敏，
申请(专利权)人：哈尔滨理工大学，
类型：发明
国别省市：