[发明专利]双金属硫族三元半导体纳米颗粒及其制备方法

说明书

本发明提供一种双金属硫族三元半导体纳米颗粒和生物相容性的双金属硫族三元半导体纳米颗粒以及其制备方法，所述双金属硫族三元半导体的通式为A_xB_yC_Z，其中A是I_B族金属元素，如Cu，Ag，0<x≤3；B是含有3d电子层的过渡金属元素、Ⅲ_A‑Ⅳ_A族金属元素和镧系元素中的一种，如Mn，Fe，Ni，Ga，In，Ag，Sn，Gd，0<y≤2；C是Ⅵ_A族非金属元素，如S，Se，Te，1≤z≤2。制备方法操作简单，易于推广，产率高，该双金属硫族三元半导体纳米颗粒经过具有生物相容性的高分子材料修饰后可用于光声成像、核磁共振成像及光热治疗等生物医学方面。

技术领域

本发明涉及生物医学领域，尤其涉及一种具有生物相容性的双金属硫族三元半导体纳米颗粒及其制备方法。

背景技术

金属硫族化合物是一类非常重要的半导体材料，尤其是双金属硫族三元半导体(A_x B_y C_Z，其中A＝Cu，Ag；B＝Mn，Fe，Ni，Ga，In，Ag，Sn，Gd；C＝S，Se，Te；0&lt;x≤3，0&lt;y≤2；1≤z≤2)，纳米材料更是因其优异的光电性能、光热性能和热电性能而被应用于太阳能电池、气体传感器、光电探测器、声光器件和相变存储器等。最近，随着一些三元半导体纳米材料独特的物理和化学性质被发现，比如在近红外区的较高吸收系数和较高光热转换效率以及低毒性，使它们在光声成像、光热治疗等生物医学等领域具有广泛的应用前景。此外，它们中的有些元素还是生命必需的微量元素，对人体健康至关重要。如硒是硒代半胱氨酸和含硒酶如过氧化物酶的必需组分，参与人体中多个主要代谢途径，如甲状腺激素代谢、抗氧化防御系统和免疫功能，在抗癌、抗氧化等方面发挥重要作用。

光声成像是利用光热效应获得生物组织或材料的断层图像或三维立体图像的一种成像方法。光声成像造影剂是提高光声成像信号的对比增强剂，它通过改变局部组织的声学和光学特性，提高成像对比度和分辨率，从而显著增强光声成像的效果，是当前分子影像研究的热点之一。光声造影剂要求颗粒尺寸小、稳定性好、具有良好水溶性和优异的生物相容性。

核磁共振成像技术(MRI)是利用正常组织与病变组织中水质子的弛豫时间(或弛豫速率)不同来进行检测。为了增加病变组织与正常组织的对比度，通常需要使用造影增强剂。磁共振造影增强剂除了满足药物的基本要求，如生物相容性、水溶性和稳定性之外，还应具有高弛豫率、靶向性和适当的体内存留时间等特性。

光热治疗是采用近红外光照射病变部位，通过光热治疗剂将光转化为热，使照射部位温度升高杀死病变细胞，从而达到治疗目的。实验表明很多双金属硫族三元半导体纳米颗粒在近红外区具有较强的吸收和较高的光热转化效率，可以用于光声成像和光热治疗。然而，由于制备水溶性和生物相容性的双金属硫族三元半导体纳米颗粒较为困难，有关这一方面的报道较少。

双金属硫族三元半导体纳米材料的制备方法有以下几种：(1)固相反应法；(2)化学气相沉积法(CVD)；(3)物理气相沉积法(PVD)；(4)液相合成法。这些方法的制备过程较复杂、条件较为苛刻，所得产物的尺寸较大、水溶性和生物相容性较差，使得双金属硫族三元半导体纳米材料在生物医学方面的应用极少报道。因此，如何合成粒径均一而且具有水溶性和生物相容性的双金属硫族三元半导体纳米颗粒是其应用于生物医学的关键。

有鉴于上述的缺陷，本设计人，积极加以研究创新，以期创设一类双金属硫族三元半导体纳米颗粒及其制备方法，使其更具有产业上的利用价值。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一类双金属硫族三元半导体纳米颗粒及其制备方法，该制备方法操作简单，易于推广，产率高，该双金属硫族三元半导体纳米颗粒经过具有生物相容性的高分子材料修饰后可用于光声成像、核磁共振成像及光热治疗等生物医学方面。