【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種負載氧化鎂和單質銅的碳納米材料及其制備方法和應用，具體涉及一種先通過溶劑熱合成銅摻雜鎂基金屬有機骨架并進一步通過高溫熱解的方法對上述納米材料進行處理形成負載氧化鎂和單質銅的碳納米材料，屬于納米醫療。
技術介紹
1、黑色素瘤是一種常見的惡性腫瘤，目前的主要治療手段是手術切除，但是術后仍存在腫瘤復發、創面感染以及創面難以愈合等臨床問題。因此開發兼具抗腫瘤、抗菌以及創面修復功能的多功能納米材料有望滿足黑色素瘤治療與修復的雙重臨床需求。光熱療法(ptt)是迅速發展起來的一種新型微創腫瘤光療法，它是利用光熱劑(ptas)在近紅外光波段(波長范圍700-1300nm)下的強吸光性和高光熱轉換效率將光能轉化為熱能，使局部腫瘤組織的溫度升高到40-45℃(熱療)或45℃(熱消融)以上，最終導致腫瘤細胞變性和壞死。然而，由于腫瘤環境的復雜性，ptt的治療效果有限，需聯合其他療法以實現較佳的抗腫瘤效果。
2、腫瘤酸性微環境是腫瘤細胞異常代謝的結果。在有氧條件下，大多數正常分化細胞經糖酵解后通過線粒體三羧酸(tca)循環促進氧化磷酸化產生atp，只在無氧條件下產生乳酸。而腫瘤細胞從有氧糖酵解中獲得異常多的能量，將大部分的葡萄糖直接轉化為乳酸，形成腫瘤酸性微環境。基于中和酸性或消耗乳酸的抗酸治療已被證實具有一定的抗腫瘤效果，且能通過逆轉腫瘤免疫抑制微環境和腫瘤細胞化療耐藥性進一步增強抗腫瘤效果。因此，制備具備抗酸功能的光熱納米材料有望實現光熱治療與抗酸治療的協同，增強抗腫瘤效果。
技術實現思路<
1、針對黑色素瘤臨床治療面臨的腫瘤復發、細菌感染基傷口愈合緩慢的問題，本專利技術提供一種可實現抑癌抗菌和促進皮膚修復的負載氧化鎂和單質銅的碳納米材料及其制備方法和應用。
2、一方面，本專利技術提供了一種負載氧化鎂和單質銅的碳納米材料，所述負載氧化鎂和單質銅的碳納米材料包含：碳元素、氧元素、鎂元素和銅元素；其中，鎂元素以氧化物形式存在，銅元素以單質形式存在；
3、優選地，所述負載氧化鎂和單質銅的碳納米材料中鎂元素的含量為6.0at％～8.0at％，銅元素的含量為0.1at％～0.5at％。
4、本公開中，負載氧化鎂和單質銅的碳納米材料中鎂是人體必需的營養元素，具有良好的生物相容性。mg2+可通過影響dna復制、rna轉錄、核糖體裝配以及離子通道的打開和關閉等方式促進創面修復。氧化鎂與水反應后不僅可以釋放大量鎂離子，還可以創造堿性微環境，實現腫瘤的抗酸治療。此外，銅單質在紫外-可見-近紅外波段表現出優異的表面等離子體共振效應，可賦予碳材料較高的光熱轉換效果。另一方面，銅元素本身還具有優異的抗菌效果和促組織修復效果。因此，構建負載氧化鎂和銅的碳納米材料可實現堿性與光熱協同抗腫瘤效果，并能加速組織修復過程，預防感染的發生，這能較好地滿足黑色素瘤治療與修復的雙重臨床需求。
5、較佳的，所述負載氧化鎂和單質銅的碳納米材料中鎂元素的含量為6.5at％～7.7at％；所述負載氧化鎂和單質銅的碳納米材料中銅元素的含量為0.2at％～0.4at％。其中，該復合材料中，單質銅的引入能提高樣品消耗谷胱甘肽的能力和光熱性能。應注意，銅含量的進一步提高并不能提高樣品的光熱性能，因為單質銅的表面等離子體共振效應不止與痛的含量相關，還與其結構和組成密切相關。銅含量進一步提高后，單質銅的粒徑分布及其在氧化鎂表面的分布會發生改變，可能導致表面等離子體共振效應減弱。此外，隨著銅含量的增加，氧化鎂水解產生的微環境ph值降低，不利于腫瘤的抗酸治療。
6、較佳的，所述負載氧化鎂和單質銅的碳納米材料中為無定形結構，顆粒尺寸為50nm～300nm。
7、較佳的，在700nm～1300nm波長激光輻照下，濃度為200μg/ml的負載氧化鎂和單質銅的碳納米材料水溶液的溫度能在1min～5min內從25℃上升至60℃。
8、另一方面，本專利技術提供了一種負載氧化鎂和單質銅的碳納米材料的制備方法，將銅摻雜鎂基金屬有機骨架材料，經過熱解，得到所述負載氧化鎂和單質銅的碳納米材料。
9、較佳的，所述銅摻雜鎂基金屬有機骨架材料的制備過程包括：將有機配體，銅鹽，鎂鹽，表面活性劑，ph調節劑和有機溶劑混合，得到有機前驅體溶液；將所得有機前驅體溶液在80℃～160℃下反應12h～36h，得到銅摻雜的鎂基金屬有機骨架材料。
10、較佳的，所述有機配體選自對苯二甲酸、二氨基對苯二甲酸、2,5-二羥基對苯二甲酸中的至少一種；
11、所述表面活性劑選自十二烷基苯磺酸鈉、n-乙烯基吡咯烷酮、聚乙二醇中的至少一種；
12、所述ph調節劑選自氨水、氫氧化鈉、氫氧化鉀中的至少一種；
13、所述銅鹽選擇選自cu(no3)2·3h2o、cucl2·2h2o、cuso4·5h2o和cu(ch3coo)2中的至少一種；
14、所述鎂鹽選自mg(no3)2·2h2o、mgcl2·6h2o、mgso4·7h2o和mg(ch3coo)2·4h2o中的至少一種；
15、所述銅鹽和鎂鹽的摩爾比為1：(1～50)。
16、較佳的，所述有機前驅體溶液中有機配體濃度為0.1m～0.5m。
17、較佳的，所述有機前驅體溶液中ph調節劑濃度為0.01m～0.1m。
18、較佳的，所述有機前驅體溶液中表面活性劑濃度為0.1～1.0mg/ml。
19、較佳的，所述有機溶劑由水與n,n二甲基甲酰胺(dmf)的混合溶液構成；所述水和n,n二甲基甲酰胺的體積比為1:(10～20)；
20、所述有機溶劑的總體積為300～500ml。
21、較佳的，所述熱解的氛圍為惰性氛圍，優選惰性氣體為氬氣；
22、所述熱解的溫度為500℃～1100℃，保溫時間為1h～3h；
23、優選地，所述熱解的升溫速率為5℃/min～10℃/min。
24、再一方面，本專利技術提供了一種負載氧化鎂和單質銅碳納米材料在制備治療黑色素瘤材料及促進皮膚傷口修復材料中的應用。本專利技術中單質銅的引入可明顯增強負載氧化鎂碳納米材料的光熱性能，并賦予其谷胱甘肽消耗的能力。體內外實驗結果表明，該復合材料具有良好的光熱、堿性和谷胱甘肽消耗的多模式協同抗黑色素瘤效果。此外，該復合材料不僅能通過光熱快速殺菌，又能釋放cu2+協同堿性實現持續性抗菌，從而抑制細菌感染促進感染創面的修復。該復合材料還能促進細胞遷移和上調相關基因的表達加快創面修復。總之該材料能滿足治療黑色素瘤及促進皮膚傷口修復的臨床需求。
25、有益效果：
26、本專利技術中，首先通過溶劑熱發制備銅摻雜的鎂基金屬有機骨架，再利用高溫熱解的方法制備負載氧化鎂和單質銅的碳納米材料。由于單質銅納米晶的局域表面等離子體共振效應，材料的光熱性能明顯提升。銅摻雜也賦予納米材料谷胱甘肽消耗的能力。而且少量銅摻雜不會影響氧化鎂水解產生堿性微環境的能力。該材料可通過光熱聯本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種負載氧化鎂和單質銅的碳納米材料，其特征在于，所述負載氧化鎂和單質銅的碳納米材料包含：碳元素、氧元素、鎂元素和銅元素；其中，鎂元素以氧化物形式存在，銅元素以單質形式存在；
2.根據權利要求1所述的負載氧化鎂和單質銅的碳納米材料，其特征在于，所述負載氧化鎂和單質銅的碳納米材料中鎂元素的含量為6.5at％～7.7at％；
3.根據權利要求1或2所述的負載氧化鎂和單質銅的碳納米材料，其特征在于，所述負載氧化鎂和單質銅的碳納米材料中為無定形結構，顆粒尺寸為50nm～300nm。
4.根據權利要求1-3中任一項所述的負載氧化鎂和單質銅的碳納米材料，其特征在于，在700nm～1300nm波長激光輻照下，濃度為200μg/mL的負載氧化鎂和單質銅的碳納米材料水溶液的溫度能在1min～5min內從25℃上升至60℃。
5.一種如權利要求1-4中任一項所述的負載氧化鎂和單質銅的碳納米材料的制備方法，其特征在于，將銅摻雜鎂基金屬有機骨架材料，經過熱解，得到所述負載氧化鎂和單質銅的碳納米材料。
6.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在
7.根據權利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述有機配體選自對苯二甲酸、二氨基對苯二甲酸、2,5-二羥基對苯二甲酸中的至少一種；
8.根據權利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述有機前驅體溶液中有機配體濃度為0.1M～0.5M；
9.根據權利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述有機溶劑由水與N,N二甲基甲酰胺(DMF)的混合溶液構成；所述水和N,N二甲基甲酰胺的體積比為1：(10～20)；
10.根據權利要求5-9中任一項所述的制備方法，其特征在于，所述熱解的氛圍為惰性氛圍，優選惰性氣體為氬氣；
11.一種權利要求1-4中任一項所述的負載氧化鎂和單質銅碳納米材料在制備治療黑色素瘤材料及促進皮膚傷口修復材料中的應用。
...【技術特征摘要】
1.一種負載氧化鎂和單質銅的碳納米材料，其特征在于，所述負載氧化鎂和單質銅的碳納米材料包含：碳元素、氧元素、鎂元素和銅元素；其中，鎂元素以氧化物形式存在，銅元素以單質形式存在；
2.根據權利要求1所述的負載氧化鎂和單質銅的碳納米材料，其特征在于，所述負載氧化鎂和單質銅的碳納米材料中鎂元素的含量為6.5at％～7.7at％；
3.根據權利要求1或2所述的負載氧化鎂和單質銅的碳納米材料，其特征在于，所述負載氧化鎂和單質銅的碳納米材料中為無定形結構，顆粒尺寸為50nm～300nm。
4.根據權利要求1-3中任一項所述的負載氧化鎂和單質銅的碳納米材料，其特征在于，在700nm～1300nm波長激光輻照下，濃度為200μg/ml的負載氧化鎂和單質銅的碳納米材料水溶液的溫度能在1min～5min內從25℃上升至60℃。
5.一種如權利要求1-4中任一項所述的負載氧化鎂和單質銅的碳納米材料的制備方法，其特征在于，將銅摻雜鎂基金屬有機骨架材料，經過熱解，得到所述負載氧化鎂和單質銅的碳納米材料。
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【專利技術屬性】
技術研發人員：劉宣勇，劉麗丹，張海峰，彭峰，邢順，
申請(專利權)人：中國科學院上海硅酸鹽研究所，
類型：發明
國別省市：
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