一种贵金属抗癌纳米材料及其制备方法、应用

1.本发明属于合金催化剂材料技术领域，具体涉及一种贵金属抗癌纳米材料及其制备方法、应用。


背景技术：

2.贵金属与过渡金属形成的合金纳米材料能够催化过氧化物分解产生含氧自由基剂物质，这种物质能够破坏肿瘤细胞，达到抗癌的目的。同时，在癌细胞中，含有过量的葡萄糖、谷胱甘肽和过氧化氢。贵金属-过渡金属合金催化剂能够催化葡萄糖和谷胱甘肽的氧化反应，从而产生过氧化氢分子，过氧化氢分子在该种催化剂的催化下，分解为氧气或含氧自由基物质。所以，当贵金属-过渡金属合金纳米粒子进入到癌细胞中，能够诱导级联反应的发生，从而消耗癌细胞中的葡萄糖和谷胱甘肽等生物物质，达到饿死癌细胞的目的。并在级联反应中，源源不断的产生大量的含氧自由基，进一步提高了贵金属-过渡金属合金纳米材料的化学抗癌疗效。但对正常细胞的破坏能力较低，因此贵金属-过渡金属合金纳米材料是一种很好的化疗试剂。
3.现有技术的缺点：在贵金属-过渡金属合金纳米抗癌试剂的合成中，需要高温加热、氩气氛保护或多步合成步骤，并使用有机溶剂来达到缩小纳米粒子尺寸的目的。如coo@aupt核-壳空心纳米材料的合成，需要在氩气氛的保护下使用nabh4还原cocl2，得到coo球状纳米粒子，随后加入h2ptcl6和haucl4金属前体来刻蚀coo，最终获得具有au、pt、co三种组分的化疗试剂，尺寸约为50nm。又如，pdcufe抗癌试剂的合成，需要三正辛基氧磷、油胺等有机溶剂，三苯基膦作为催化剂，并需要氮气氛的保护和290℃的反应条件。多种有机试剂的使用和高温加热反应条件，造成一定程度的环境污染和合成成本的升高。并且，该种材料需要在其表面包裹一层聚乙烯甘油醇等高分子聚合物来避免被人体内的细胞、蛋白等生物组织或大分子吞噬，从而失去抗癌活性。该种材料的化疗效果较差，需要超声疗法和光热疗法的辅助才能够治疗乳腺癌，使癌症的治疗变得复杂。
4.因此，现有技术还有待于进一步的提升。


技术实现要素：

5.针对上述存在的问题，本发明旨在提供一种贵金属抗癌纳米材料及其制备方法、应用，旨在解决现有贵金属-过渡金属纳米催化剂制备成本高，治疗效果差的问题。
6.本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案如下：
7.一种贵金属抗癌纳米材料的制备方法，其中，包括：
8.将金源、铂源以及铜源分散在水中，得到混合溶液；
9.向所述混合溶液中加入还原剂，在预定条件下反应，得到贵金属抗癌纳米材料。
10.可选地，所述的贵金属抗癌纳米材料的制备方法，其中，所述金源选自四氯金酸、氯金酸钠、乙酰丙酮二甲基金和三氟乙酰丙酮二甲基金中的一种或多种。
11.可选地，所述的贵金属抗癌纳米材料的制备方法，其中，所述铂源选自氯铂酸、氯
铂酸钾、乙酰丙酮铂或氯亚铂酸钾中的任一种。
12.可选地，所述的贵金属抗癌纳米材料的制备方法，其中，所述还原剂选自抗坏血酸、柠檬酸、没食子酸、硼氢化钠、咖啡酸中的一种或多种。
13.可选地，所述的贵金属抗癌纳米材料的制备方法，其中，所述预定条件包括：水浴加热30-60℃，加热时间为1-4h。
14.可选地，所述的贵金属抗癌纳米材料的制备方法，其中，所述铜源选自氯化铜、氯化亚铜、、硫酸铜、硝酸铜和乙酸铜中的一种或多种。
15.可选地，所述的贵金属抗癌纳米材料的制备方法，其中，当所述金源为四氯金酸水溶液、所述铂源为氯铂酸水溶液、所述铜源为氯化铜水溶液时，所述混合溶液中四氯金酸水溶液与所述氯铂酸水溶液及所述氯化铜水溶液的摩尔比为1:1:3。
16.一种贵金属抗癌纳米材料，其中，所述所述金铂铜催化剂采用上述所述的制备方法制备得到。
17.可选地，所述的贵金属抗癌纳米材料，其中，所述贵金属抗癌纳米材料为面心立方结构。
18.一种贵金属抗癌纳米材料的应用，用作制备治疗癌症的化疗试剂，所述化疗试剂包括：贵金属抗癌纳米材料和水；所述贵金属抗癌纳米材料为上述所述的贵金属抗癌纳米材料。
19.有益效果：本发明所提供的一种贵金属抗癌纳米材料的制备方法，该方法克服了现有技术中制备贵金属-过渡金属合金纳米材料的制备条件苛刻、繁琐的问题。且在水相中反应，无需添加有机溶剂或表面活性剂，可以避免所制备得到的贵金属抗癌纳米材料受到试剂污染。
附图说明
20.图1是本发明实施例提供的一种贵金属抗癌纳米材料的制备方法流程示意图。
21.图2是本发明实施例提供的贵金属抗癌纳米材料合成示意图。
22.图3是本发明实施例提供的贵金属抗癌纳米材料的透射电子显微镜表征(b
1-b3)和元素分析图(c
1-c5)。
23.图4是将化疗试剂注入不同天数后肿瘤小鼠的实物图；
24.图5是图4中小鼠在注射化疗试剂后肿瘤体积随给药时间的变化曲线图；
25.图6是图4中小鼠在注射化疗试剂后心脏、肝、脾、肺、肾和肿瘤部位的切片染色图；
26.图7是金铂铜抗癌试剂在癌细胞内诱导级联反应产生含氧自由基(ros)杀死癌细胞的示意图。
具体实施方式
27.下面结合具体实施例和附图对本发明作进一步的具体详细描述，但本发明的实施方式不限于此，对于未特别注明的工艺参数，可参照常规技术进行。
28.除非另有说明，否则本文使用的技术和科学术语具有本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。作为本发明中的其它未特别注明的原材料、试剂均指本领域内通常使用的原材料和试剂。
29.请参考图1，如图所示，本发明所提供的一种贵金属抗癌纳米材料的制备方法，所述方法包括：
30.s10、将金源、铂源以及铜源分散在水中，得到混合溶液。
31.具体来说，结合图2，所述铂源主要用于在反应过程中提供铂(pt)，可以用作铂源的材料包括但不限于氯铂酸、氯铂酸钾、乙酰丙酮铂或氯亚铂酸钾等。所述金(au)源主要用于在反应过程中提供au，可以作用金源的材料包括但不限于四氯金酸、氯金酸钠、乙酰丙酮二甲基金、三氟乙酰丙酮二甲基金。
32.需要说明的是，所述混合溶液的获得可以是，将金源、铂源、铜源加入到水中，经搅拌后混合得到，也可以是，金源的水溶液、铂源的水溶液以及铜源水溶液进行混合得到。当所述铂源、金源、铜源均为水溶液时，所述铂源的加入量为0.1-100μmol，如0.1μmol至1μmol，1μmol至5μmol，5μmol至10μmol，10μmol至20μmol，20μmol至30μmol，30μmol至40μmol，40μmol至50μmol，50μmol至60μmol，60μmol至70μmol，70μmol至80μmol，80μmol至90μmol，90μmol至100μmol。
33.所述金源的加入量为0.1-100μmol，如0.1μmol至1μmol，1μmol至5μmol，5μmol至10μmol，10μmol至20μmol，20μmol至30μmol，30μmol至40μmol，40μmol至50μmol，50μmol至60μmol，60μmol至70μmol，70μmol至80μmol，80μmol至90μmol，90μmol至100μmol。
34.所述铜源的加入量为0.1-100μmol，如0.1μmol至1μmol，1μmol至5μmol，5μmol至10μmol，10μmol至20μmol，20μmol至30μmol，30μmol至40μmol，40μmol至50μmol，50μmol至60μmol，60μmol至70μmol，70μmol至80μmol，80μmol至90μmol，90μmol至100μmol，100μmol至120μmol，120μmol至150μmol，150μmol至200μmol，200μmol至250μmol，250μmol至300μmol。
35.在所述步骤s10之后包括步骤s20、向所述混合溶液中加入还原剂，在预定条件下反应，得到贵金属抗癌纳米材料。
36.具体来说，所述还原剂可以是抗坏血酸、柠檬酸、没食子酸、硼氢化钠、咖啡酸，所述预定条件指得是，采用水浴加热，水浴温度可以是30℃至45℃，45℃至50℃，50℃至55℃，55℃至60℃；反应时间为1小时至2小时，2小时至3小时，3小时至4小时。其中，当还原剂为水溶液时，如抗坏血酸水溶液，其加入量可以是1μmol至10μmol，10μmol至100μmol，100μmol至200μmol，200μmol至300μmol，300μmol至400μmol，400μmol至500μmol，500μmol至600μmol，600μmol至700μmol，700μmol至800μmol，800μmol至900μmol，900μmol至1000μmol。
37.在反应结束后，将得到的反应产物进行离心分离，分离得到的产物进行洗涤，经干燥后得到贵金属抗癌纳米材料。
38.在本实施例中，涉及的反应的机理为：抗坏血酸起到还原剂和保护剂的作用，将haucl4、h2ptcl6和cucl2金属前体还原，获得auptcu合金纳米粒子催化剂，该催化剂具有抗癌作用；同时，抗坏血酸吸附到纳米粒子表面，防止纳米粒子聚集，进而获得分散性好、尺寸均匀的抗癌试剂。
39.基于相同的发明构思，本发明还提供一种贵金属抗癌纳米材料，所述贵金属抗癌纳米材料采用上述所述的制备方法制备得到。其中，所述贵金属抗癌纳米材料为空心的面心立方体结构。其尺寸约为25nm至35nm。
40.基于相同的发明构思，本发明还提供一种化疗试剂，该化疗试剂可以用做抗癌。具体来说，所述化疗试剂包含水和上述所述的auptcu合金纳米催化剂。将auptcu合金纳米催
化剂均匀分散在水中即可得到。
41.结合图7，所得到的化疗试剂注入瘤组织中，在auptcu抗癌试剂的催化作用下，癌细胞中过量的过氧化氢分解产生氧气和含氧自由基剂物质(.oh和o2.
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等)，含有自由基物质能够破坏肿瘤细胞，达到抗癌的效果。同时，在癌细胞中，含有过量的葡萄糖、谷胱甘肽和过氧化氢。auptcu抗癌试剂能够催化葡萄糖和谷胱甘肽被氧气氧化，氧气被还原又产生过氧化氢分子，过氧化氢分子在该种催化剂的催化下，分解为氧气或含氧自由基物质,。所以，auptcu贵金属-过渡金属合金纳米粒子进入到癌细胞中，能够诱导级联反应的发生，从而消耗癌细胞中的葡萄糖和谷胱甘肽等生物物质，达到饿死癌细胞的目的。并在级联反应中，源源不断的产生大量的含氧自由基，进一步提高了贵金属-过渡金属合金纳米材料的化学抗癌疗效。但在正常细胞中，过氧化氢、葡萄糖和谷胱甘肽等生物活性物质含量极低，所以auptcu抗癌试剂对正常细胞的无损伤。
42.下面通过具体的制备实施例来对本发明所提供的一种贵金属抗癌纳米材料及其制备方法做进一步的解释说明。
43.实施例1
44.将0.1μmol h2aucl6水溶液、0.1μmol h2ptcl6水溶液、0.1μmol cucl2水溶液混匀，加入0.1μmol抗坏血酸(ascorbic acid)水溶液，在30℃条件下加热1h，离心洗涤产物，即可获得面心立方体结构的auptcu合金纳米催化剂。该种催化剂尺寸约为25nm。所得到的auptcu合金纳米催化剂的投射电子显微镜表征和元素分析图如图3所示。
45.实施例2
46.将1μmol h2aucl6水溶液、1μmol h2ptcl6水溶液、1μmol cucl2水溶液混匀，加入10μmol抗坏血酸(ascorbic acid)水溶液，在60℃条件下加热3h，离心洗涤产物，即可获得面心立方体结构的auptcu合金纳米催化剂。该种催化剂尺寸约为30nm。
47.实施例3
48.将2μmol h2aucl6水溶液、6μmol h2ptcl6水溶液、10μmol cucl2水溶液混匀，加入200μmol抗坏血酸(ascorbic acid)水溶液，在30℃条件下加热3h，离心洗涤产物，即可获得面心立方体结构的auptcu合金纳米催化剂。该种催化剂尺寸约为30nm。
49.实施例4
50.将50μmol h2aucl6水溶液、50μmol h2ptcl6水溶液、50μmol cucl2水溶液混匀，加入300μmol抗坏血酸(ascorbic acid)水溶液，在40℃条件下加热4h，离心洗涤产物，即可获得面心立方体结构的auptcu合金纳米催化剂。该种催化剂尺寸约为35nm。
51.实施例5
52.将100μmol h2aucl6水溶液、100μmol h2ptcl6水溶液、100μmol cucl2水溶液混匀，加入1000μmol抗坏血酸(ascorbic acid)水溶液，在60℃条件下加热4h，离心洗涤产物，即可获得面心立方体结构的auptcu合金纳米催化剂。该种催化剂尺寸约为20nm。
53.实施例6
54.将40μmol h2aucl6水溶液、50μmol naaucl4水溶液、100μmol h2ptcl6水溶液、100μmol cucl2水溶液混匀，加入800μmol抗坏血酸(ascorbic acid)水溶液，200μmol咖啡酸，在60℃条件下加热4h，离心洗涤产物，即可获得面心立方体结构的auptcu合金纳米催化剂。该种催化剂尺寸约为25nm。
55.实施例7
56.将50μmol h2aucl6水溶液、50μmol naaucl4水溶液、70μmol h2ptcl6水溶液、30μmol c
10h14
o4pt水溶液、100μmol cucl2水溶液混匀，加入800μmol抗坏血酸(ascorbic acid)水溶液，200μmol咖啡酸，在60℃条件下加热4h，离心洗涤产物，即可获得面心立方体结构的auptcu合金纳米催化剂。该种催化剂尺寸约为20nm。
57.实施例8
58.将实施例1制备得到的auptcu合金纳米催化剂分散在水中，得到化疗试剂(auptcu合金化疗抗癌试剂)。
59.将auptcu化疗试剂注入到雌性乳腺癌小鼠的肿瘤部位，每三天注射一次药物(2.0mg.kg
–1)，14天后，小鼠的肿瘤消失，肿瘤体积接近0mm3(图4所示)，变化曲线如图5所示。并对小鼠的心脏、肝、脾、肺、肾等正常器官以及肿瘤部位进行切片染色分析，发现该种抗癌试剂对正常器官无损伤，对肿瘤部位的细胞损伤极大(图6所示)。该种抗癌药物对小鼠的肝功和肾功无不良影响。
60.综上所述，本发明提供一种贵金属抗癌纳米材料、制备方法、化疗试剂，其中，所述的制备方法包括步骤：将h2aucl6水溶液、h2ptcl6水溶液、cucl2水溶液混匀，加入抗坏血酸(ascorbic acid)水溶液，在30℃-60℃条件下加热1-4h，离心洗涤产物，即可获得面心立方体结构的auptcu合金纳米催化剂。
61.进一步，将auptcu合金纳米催化剂分散在水中即可得到化疗试剂。将一定计量的该化疗试剂注射到雌性乳腺癌小鼠的肿瘤部位，一段时间后小鼠肿瘤消失，该种抗癌药物对小鼠的肝功和肾功无不良影响。
62.本发明所提供的贵金属抗癌纳米材料的制备方法，克服了现有技术中制备贵金属-过渡金属合金纳米材料的制备条件苛刻、繁琐的问题。且在水相中反应，无需添加有机溶剂或表面活性剂，可以避免所制备得到的贵金属抗癌纳米材料受到试剂污染。
63.以上内容描述了本发明的基本原理、主要特征及性能优势。应当理解的是，本发明的性能与应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

技术特征：
1.一种贵金属抗癌纳米材料的制备方法，其特征在于，包括：将金源、铂源以及铜源分散在水中，得到混合溶液；向所述混合溶液中加入还原剂，在预定条件下反应，得到贵金属抗癌纳米材料。2.根据权利要求1所述的贵金属抗癌纳米材料的制备方法，其特征在于，所述金源选自四氯金酸、氯金酸钠、乙酰丙酮二甲基金和三氟乙酰丙酮二甲基金中的一种或多种。3.根据权利要求1所述的贵金属抗癌纳米材料的制备方法，其特征在于，所述铂源选自氯铂酸、氯铂酸钾、乙酰丙酮铂或氯亚铂酸钾中的任一种。4.根据权利要求1所述的贵金属抗癌纳米材料的制备方法，其特征在于，所述还原剂选自抗坏血酸、柠檬酸、没食子酸、硼氢化钠、咖啡酸中的一种或多种。5.根据权利要求1所述的贵金属抗癌纳米材料的制备方法，其特征在于，所述预定条件包括：水浴加热30-60℃，加热时间为1-4h。6.根据权利要求1所述的贵金属抗癌纳米材料的制备方法，其特征在于，所述铜源选自氯化铜、氯化亚铜、硫酸铜、硝酸铜和乙酸铜中的一种或多种。7.根据权利要求1所述的贵金属抗癌纳米材料的制备方法，其特征在于，当所述金源为四氯金酸水溶液、所述铂源为氯铂酸水溶液、所述同源为氯化铜水溶液时，所述混合溶液中四氯金酸水溶液与所述氯铂酸水溶液及所述氯化铜水溶液的摩尔比为1:1:3。8.一种贵金属抗癌纳米材料，其特征在于，所述金铂铜催化剂采用权利要求1-7任一所述的制备方法制备得到。9.根据权利要求8所述的贵金属抗癌纳米材料，其特征在于，所述贵金属抗癌纳米材料为面心立方结构。10.一种贵金属抗癌纳米材料的应用，用作制备治疗癌症的化疗试剂，所述化疗试剂包括：贵金属抗癌纳米材料和水；所述贵金属抗癌纳米材料为权利要求8所述的贵金属抗癌纳米材料。

技术总结
本发明公开了一种贵金属抗癌纳米材料及其制备方法、应用，其中，所述的制备方法包括步骤：将氯金酸水溶液、氯铂酸水溶液、氯化铜水溶液混匀，加入抗坏血酸(Ascorbic Acid)水溶液，在30℃-60℃条件下加热1-4h，离心洗涤产物，即可获得面心立方体结构的贵金属抗癌纳米材料。本发明所提供的贵金属抗癌纳米材料的制备方法，克服了现有技术中制备贵金属-过渡金属合金纳米材料的制备条件苛刻、繁琐的问题。且在水相中反应，无需添加有机溶剂或表面活性剂，可以避免所制备得到的贵金属抗癌纳米材料受到试剂污染。到试剂污染。到试剂污染。


技术研发人员：张玲 施裕和 李琳 刘阳 张嘉恒
受保护的技术使用者：哈尔滨工业大学（深圳）
技术研发日：2021.12.07
技术公布日：2022/3/8