一种MXene基载药体系制备方法及应用与流程

一种mxene基载药体系制备方法及应用
技术领域
1.本发明涉及纳米材料技术领域以及生物纳米医疗领域。


背景技术：

2.计算机断层扫描技术（computer tomography, ct）是临床最常用的发射影像检测手段之一，具有多种优点，如高时空分辨率，扫描时间短等优点，相较于核磁共振成像，ct可以降低运动伪影给图像带来的影响，为多种疾病，如恶性肿瘤，动脉粥样硬化的早期诊断提供重要方法。由于人体组织及血液对x线的耗散能力差别小，病变部位与周围正常的基质较低的区分度使ct图像难以分辨病灶边界，进而影响对病灶范围的精准辨别，难以对疾病进行精准治疗。因此，在需要精确获得疾病代谢信息时，通常需要全身注射具有x线吸收能力的造影剂增强病变组织与周围正常组织的对比。
3.光热治疗法是利用具有较高光热转换效率的材料，将其注射入人体内部，利用靶向性识别技术聚集在肿瘤组织附近，并在外部光源(一般是近红外光)的照射下将光能转化为热能来杀死细胞的一种治疗方法。目前已广泛用于多种疾病，如肿瘤的治疗中。通常，光热材料需要具备良好的光热转换效能、生物相容性好（无毒或低毒），且容易被功能化，如可在其表面修饰药物分子。光敏剂等。
4.因此设计一种兼具ct造影、光热治疗与药物缓释的新型材料是目前的研究热点。这类材料可以同时实现ct增强明确病灶，并辅以光热治疗或药物缓释，实现术前诊断，术中追踪及术后评价的个体化精准治疗模式，并减少检查与治疗给患者带来的创伤。专利cn103611170a报道了一种兼具光热治疗和ct造影功能的w
18o49
纳米颗粒；专利cn109833477a报道了一种可用于ct造影和光热治疗的可降解铼纳米团簇；专利cn106668879a报道了一种可同时用于ct/pat造影和光热治疗的纳米单质铋；专利cn107158411a报道了一种可同时负载抗癌药物的cu
1.94
s-bi2s3纳米晶体，其可以同时实现ct造影、癌组织光热治疗与药物释放。专利cn105194693a报道了一种可同时进行ct造影和光热治疗的au壳包裹碘代纳米粒子。
5.二维mxene是备受关注的一种新型二维晶体材料，它包括数量庞大的过渡金属碳化物和氮化物，具有良好的导电性、亲水性以及机械性能。二维mxene相纳米片层结构主要通过液相剥离的方法合成得到，主要的原理是利用其前驱体max材料中不同原子层间作用力的差异，通过条件可控的刻蚀过程来实现a层原子的抽出，进而实现mx层（即mxene）的剥离。mxene一般以三种形式存在：m2x, m3x2和m4x3。mxene因其本身丰富的理化性能被用于能源储存和转换、水体净化、化学传感、光或电催化和静电屏蔽等领域，并被期待在纳米生物医学领域有所突破。一方面，超薄原子层厚度的二维mxene表现出丰富的理化性能（包括光热转化性能、电子穿透性、x射线衰减和表面等离子共振等）和特殊的生物学效应（酶响应降解、细胞内吞、体内分布和代谢动力学等）。另一方面，mxene元素组分和片层内结构单元的精确可控制备，也为mxene的多功能化探索提供了更加广泛、灵活的材料科学基础。
[0006] 近期，中国科学院上海硅酸盐研究所陈雨研究员和施剑林研究员带领的研究团
队（介孔与低维纳米材料课题组）开展了二维mxene的多种类可控合成以及针对肿瘤诊疗的生物医学应用的系统研究工作，这些工作涉及mxene本身的酶催化降解、mxene的体内外细胞吞噬行为、对多区近红外光的响应、高效的光热肿瘤治疗、诊断性成像以及系统的生物安全性评价。相关研究成果以“theranostic 2d tantalum carbide (mxene)”分别发表在j. am. chem. soc., nano lett.和adv. mater.上，论文第一作者为在读博士生林翰。


技术实现要素：

[0007]
本发明的目的是提供一种用于两联疗法的药物负载纳米材料制备方法。本发明采用加入过量al粉制得max相前驱体，再用熔盐法制得mxene材料，再负载药物。与传统制备方法不同的是：制备前驱体时加入了过量的铝粉，由此制得的mxene材料导电率更高，晶粒结晶度更高，抗氧化能力更强，且延长了mxene悬液的保质期；由max相刻蚀成mxene时，采用了熔盐法，方法更加简单且产率更高。该发明制备的mxene材料能够负载雷帕霉素和紫杉醇，可以实现对肿瘤的靶向治疗，并获得良好抑瘤效果。该发明制备的mxene材料具有分散性好，均匀性强，生物相容性好等优点，并且能够实现光热-药物双治疗，在纳米药物载体领域具有广泛的应用。具体实验步骤如下：步骤一、使用球磨装置研磨m所代表的金属粉末、m对应的碳化物或氮化物粉和al粉末，以1:2:1(质量比)的比例在70 rpm下研磨18 h;步骤二、随后把球研磨的前驱体粉末装进一个氧化铝坩埚，覆盖上石墨箔，然后放入管式炉。在室温下用氩气净化炉30分钟;步骤三、将前驱体粉末加热到1380℃，在约100 sccm的氩气流量下保持2小时。升温和降温速率均为3℃/min;步骤四、al-ti3alc2的烧结块随后使用镀锡钻头进行研磨，以生成max粉，随后使用9m的hcl进行清洗，直到不产生气泡。一般情况下，500ml 9 m hcl足以清洗50
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60g al-ta4alc
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步骤五、通过真空过滤装置过滤al-ta4alc3/hcl混合物，加去离子水清洗。（过滤膜孔径5微米，过滤的清液呈深紫色）;步骤六、过滤后的max在80℃的真空烤箱中干燥至少6小时;步骤七、干燥后的al-ta4alc3再通过450目(32支座m)颗粒筛进行筛分。为刻蚀成mxene做准备;步骤八、称取步骤七所制得的原料：按照摩尔分数比，max相陶瓷：氯离子盐或溴离子盐：nacl:kcl=1:1-6:3:3；将称好的原料在球墨设备中充分球墨混合均匀;步骤九、熔盐反应刻蚀max相陶瓷：将步骤八中按比例称取球磨好的反应原料，放入氧化铝反应坩埚中在真空或者惰性气体的气氛在550-850℃的保温2到5小时后冷却;步骤十、洗涤净化反应产物：将步骤九的反应产物放入10%的稀盐酸中浸泡1小时超声清洗震荡静置1小时后取下层沉淀物重复3次，将盐酸清洗后的反应产物用去离子水反复的离心清洗直到ph为6，最后离心后取沉淀物倒掉上清液，将去离子水清洗得到的产物在真空干燥箱中以45℃的温度烘干20小时后即为多层mxene材料；步骤十一、对步骤十所得的mxene材料进行聚乙二醇表面修饰，再用rgd多肽共价结合，加入雷帕霉素或紫杉醇负载，即可得到负载雷帕霉素或紫杉醇的mxene纳米材料；
具体实施方式
以下结合实施例对本发明做进一步说明，但下述实施例对本发明的保护范围并无明确限制。
[0008]
实施例1：分别取5gta、10gtac和5gal粉放入求磨装置中充分研磨研磨；随后将混合粉末放入坩埚，放进管式炉中通入氩气后加热到1380℃，20小时后取出，得到max相前驱体；将该烧结的结块研磨成粉末，用9m的盐酸清洗，直至不在产生气泡；随后使用真空抽滤装置进行抽滤，加去离子水清洗；过滤后的粉末置于真空烤箱中干燥6小时，得到ta4alc3前驱体；取10gmax相前驱体，6gcucl2，7.8gnacl和9.9gkcl充分研磨混合均匀；将混合粉末放入管式炉中通入氩气在700℃保持5小时；取出后将反应产物放入10%的稀盐酸中浸泡1小时超声清洗震荡静置1小时后取下层沉淀物重复3次，将盐酸清洗后的反应产物用去离子水反复的离心清洗直到ph为6，最后离心后取沉淀物倒掉上清液，将去离子水清洗得到的产物在真空干燥箱中以45℃的温度烘干20小时后即得到ta3c
4 mxene材料；对ta3c
4 mxene材料进行聚乙二醇表面修饰，再用rgd多肽共价结合，加入雷帕霉素负载，得到负载雷帕霉素的二维ta3c4材料。ta4c3在盐水中的稳定性差，因此，通过sp（大豆磷脂）对纳米薄片表面进行进一步修饰，提高其在生理条件下的稳定性。
附图说明
[0009]
图1为ta4c3mxenesem和tem。