本发明属于生物医用材料及诊疗一体化纳米材料,具体公开了一种碳点增强型金基纳米花材料及其制备方法。
背景技术:
1、诊疗材料是医疗领域不可或缺的一部分,涵盖了用于诊断、治疗和监测的各种工具和材料。相较于其他治疗或成像材料,诊疗材料具有高度的精确性和灵敏度,能够准确诊断疾病并提供个性化的治疗方案。此外,部分诊疗材料还具备创伤小、恢复快的特点,极大地提升了患者的就医体验。
2、然而,诊疗材料也面临许多挑战和缺陷。一方面,某些诊疗材料的成本较高,限制了其在基层医疗机构的普及和应用。另一方面,部分诊疗材料可能存在生物相容性、稳定性和安全性等问题,需要不断改进和优化。在诊断方面,尽管现代诊疗技术发展迅速,但仍存在诊断准确性、效率以及患者体验等方面的问题。而治疗方面,则面临着治疗效果、副作用以及成本效益等多方面的挑战。因此,研究成本低、稳定性好、生物安全性高且性能优越的诊疗一体材料,是当前医疗领域正面临着一系列亟待解决的问题。
3、金纳米颗粒以其高比表面积、易于修饰的特点和良好的生物相容性,在生物医学、催化、药物传递等领域展现出广泛的应用前景。然而,单一的金纳米颗粒由于其缺乏足够的稳健性、生物催化活性表现不够理想,在医疗领域中的应用也面临着挑战。并且,金纳米颗粒的性能单一性以及难以监控的治疗过程,都限制了其在诊疗材料领域的应用。
4、与此同时,碳点作为一种新兴的纳米材料,以其独特的荧光性能和生物相容性引起了广泛关注。通过掺杂mn、zn、tb、gd、fe等元素,不仅提高了碳点的荧光性能,还为其赋予了更多的功能特性,这使得碳点在生物成像、荧光传感等领域具有广阔的应用前景。然而,由于其较小的粒径,碳点在生物体内容易被快速代谢,导致长效作用难以实现;且因其仅具备单一的内酶活性,使其应用受到了较大的限制。
5、因此,制备兼具优良稳定性与卓越性能的诊疗一体化材料是科研领域的一大挑战,如何确保材料在医疗应用中保持稳定,同时充分发挥其诊断与治疗的双重功效,成为了科研人员亟待解决的关键问题。
技术实现思路
1、有鉴于此,本发明的目的是针对现有技术中存在的问题,提供一种具有显著荧光增强特性及高效类酶活性的碳点增强型金基纳米花材料。
2、为了实现上述目的,本发明采用如下技术方案:
3、本发明的第一个技术目的是提供一种碳点增强型金基纳米花材料的制备方法,所述方法具体包括以下步骤:
4、(1)配置tris缓冲液,随后逐滴加入hcl调整ph,并加入盐酸多巴胺,配制成盐酸多巴胺溶液;然后加入氯金酸溶液搅拌反应,还原并诱导聚集纳米金颗粒形成金纳米花,离心收集备用;
5、(2)将邻苯二胺、多巴胺、硝酸铈依次溶解于乙醇中,在高温高压下发生醇热反应,对所得反应液透析去除未反应的小分子,冷冻干燥;
6、(3)称取适量碳点分散于二甲基亚砜溶液中,在搅拌中缓慢加入aunfs溶液,搅拌反应,离心后冷冻干燥,可得到所述碳点增强型金基纳米花复合颗粒。
7、优选地,所述步骤(1)中,滴加盐酸调整ph至8.5,添加盐酸多巴胺与氯金酸的质量比为2:1~1:2,室温搅拌9~12h。
8、进一步地,所述步骤(1)中,搅拌反应转速为400~600r/min;离心转速为3500~6500r/min,离心时间为10~20min。
9、优选地,所述步骤(2)中,邻苯二胺、多巴胺与硝酸铈的质量比为0.5~1.5mg:0.5~1.5mg:0.25~1.5mg,乙醇的体积为30ml;醇热反应温度为140~220℃,反应时间为10~14h;透析时间为12~24h,冷冻干燥时间为72h;
10、优选地,所述步骤(3)中,碳点与金纳米花添加的质量比为1:1~1:10,室温搅拌反应时间为2~12h。
11、本发明的第二个技术目的是提供由上述方法制备的碳点增强型金基纳米花材料,所述碳点增强型金基纳米花材料为碳点增强型金基纳米花复合颗粒(aunfs@cdce),所述纳米花复合颗粒的尺寸为110-180nm。
12、本发明的第三个技术目的是提供由上述方法制备的碳点增强型金基纳米花材料在生物医用材料及纳米医学中的应用,能够实现医学成像、诊断及治疗等多种应用。
13、进一步地,在所述碳点增强型金基纳米花材料上接枝抗菌、抗癌或促生长的药物颗粒,从而扩展其在临床上的广泛应用。
14、经由上述的技术方案可知,与现有技术相比,本发明提供了一种碳点增强型金基纳米花材料及其制备方法与应用,具有如下优异效果:
15、本发明通过多巴胺还原并诱导聚集金纳米颗粒和醇热烧制镧系金属铈(ce)掺杂碳点(cdce),并合成载cdce的金基纳米花复合颗粒的技术,具有制备方法简单、成本低、稳定性好、高比表面积及生物安全性高等优点;同时结合了金纳米花与ce掺杂碳点cdce的双重优势,展现出显著的荧光增强特性及高效的纳米酶活性,可实现诊断-治疗一体化的目的,在生物医学、医学诊疗、生物成像等领域具有巨大的潜在应用前景。
1.一种碳点增强型金基纳米花材料的制备方法,其特征在于,所述方法具体包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的碳点增强型金基纳米花材料的制备方法,其特征在于,所述步骤(1)中,滴加盐酸调整ph至8.5,添加盐酸多巴胺与氯金酸的质量比为2:1~1:2,室温搅拌9~12h。
3.根据权利要求1或2所述的碳点增强型金基纳米花材料的制备方法,其特征在于,所述步骤(1)中,搅拌反应转速为400~600r/min;离心转速为3500~6500r/min,离心时间为10~20min。
4.根据权利要求1所述的碳点增强型金基纳米花材料的制备方法,其特征在于,所述步骤(2)中,邻苯二胺、多巴胺与硝酸铈的质量比为0.5~1.5mg:0.5~1.5mg:0.25~1.5mg,乙醇的体积为30ml;醇热反应温度为140~220℃,反应时间为10~14h。
5.根据权利要求1或4所述的碳点增强型金基纳米花材料的制备方法,其特征在于,所述步骤(2)中,透析时间为12~24h,冷冻干燥时间为72h。
6.根据权利要求1所述的碳点增强型金基纳米花材料的制备方法,其特征在于,所述步骤(3)中,碳点与金纳米花添加的质量比为1:1~1:10,室温搅拌反应时间为2~12h。
7.一种如权利要求1所述方法制备的碳点增强型金基纳米花材料,其特征在于,所述碳点增强型金基纳米花材料为碳点增强型金基纳米花复合颗粒(aunfs@cdce),所述纳米花复合颗粒的尺寸为110-180nm。
8.一种如权利要求1所述方法制备的碳点增强型金基纳米花材料或如权利要求7所述的碳点增强型金基纳米花材料在生物医用材料及纳米医学中的应用。
9.根据权利要求8所述的应用,其特征在于,在所述碳点增强型金基纳米花材料上接枝抗菌、抗癌或促生长的药物颗粒,以实现在医学成像、临床中的应用。