论文总字数：18807字

摘 要

纳米材料在微观尺度下所展示出的新性质、新效应以及新现象被不断的应用于很多领域。本文将从利用纳米材料光热治疗癌症的角度出发，探索研究纳米材料在临床光热治疗癌症的应用策略和实际应用前景。本论文将以无机半导体硫化铜作为主要研究对象，利用溶剂热法合成了具有高光热转换性能的无机半导体硫化铜颗粒。我们制备的硫化铜纳米颗粒尺寸均一，在功率1.25 W的1060 nm近红外光激光照射下，其光热转化效率达到59.8%。我们进一步精准调控了水热合成条件以优化硫化铜纳米材料的形貌尺寸和光热性能，同时针对合成的硫化铜进行了相应的稳定性测试，并拟合分析了材料的光热转化效率。在上述的性能测试分析基础上，本文进一步分析硫化铜纳米颗粒在生物医学领域如光热治疗中的应用可能性。

关键词：硫化铜 纳米颗粒 光热性能 光热治疗

The Exploration of photothermal properties of copper sulfide nanoparticles

Abstract

The new properties, new effects and new phenomena of nanomaterials at the micro scale have been applied in many fields. Here, we explored the application strategies and practical application prospects of nanomaterials in clinical photothermal treatment of cancer from the perspective of using nanomaterials for photothermal treatment of cancer. In this paper, inorganic semiconductor copper sulfide nanoparticles with photothermal properties were synthesized by hydrothermal method. The copper sulfide nanoparticles prepared by us are uniform in size, and under the irradiation of 1060 nm near-infrared light with power of 1.25 W, the photothermal conversion efficiency of which can reach 59.8%. We further precisely regulated the hydrothermal synthesis conditions to optimize the morphology, size and photothermal properties of the copper sulfide nanomaterials. Meanwhile, the stability of the synthesized copper sulfide was tested accordingly along with the photothermal conversion efficiency of the materials was fitted and analyzed. Based on the above performance analysis, this paper further explored the potential application of copper sulfide nanoparticles in biomedical fields such as photothermal therapy.

Key Words: Copper sulfide; Nanoparticle; Photothermal properties; Photothermal therapy

目 录

摘 要 I

ABSTRACT II

第一章 绪论 1

1.1 研究背景 1

1.2 光热治疗原理简介 2

1.3 国内外研究现状 3

1.4 本文研究路线 4

第二章 实验方法与表征 5

2.1 实验药品以及使用仪器 5

2.1.1 实验药品 5

2.1.2 实验仪器 5

2.2 硫化铜纳米颗粒的合成 5

2.3 硫化铜性质以及光热性能表征手段 6

第三章 硫化铜纳米颗粒的制备与表征 7

3.1 硫化铜纳米颗粒的尺寸调控和表征 7

3.2 硫化铜纳米颗粒的光热性能探究 8

3.2.1 硫化铜纳米颗粒的光热性能 8

3.2.2 硫化铜颗粒的光热转换效率 9

3.3 硫化铜颗粒的光热稳定性 11

第四章 总结展望 13

4.1 总结 13

4.2 未来研究展望 13

参考文献 15

致谢 16

1. 绪论

研究背景

纳米材料由于其单元尺寸通常小于100nm，通常可与入射光波长相比拟，所以一般具有极其特殊的表面效应，因而表现出不同于宏观状态下的物质性质，从而在一些方面表现出一定的特异性，比如具有不同的粘性、催化性能、光热性能、电荷输运性能等。得益于目前已经发展出对纳米材料的各类调控手段，我们可以很容易设计并制备具有特殊效应或特殊形貌的纳米材料，例如光电材料、催化材料、电磁材料等等。

纳米材料最热门的应用方向之一就是在生物药剂、药物载体等方向的应用。目前，相关材料已经成功应用于药物装载^{[1, 2]}、医学造影^[3-5]等领域，而其中最为热门的应用方向之一就是针对癌症的治疗。这是由于癌症通常具有较高的死亡率，而且治疗费用不菲，愈后效果较差，所以癌症对人们的身体健康状况和经济状况都具有非常大的威胁性。在漫长的与癌症的斗争中，学界一直在向着开发低创伤、低成本、高愈后效果的治疗方法而努力。目前，传统的癌症疗法主要包括化疗、放射和手术切除等手段。虽然目前传统治疗方式正广泛应用于临床治疗中，并且其疗效也在不断的研究中有了一定的提高，但是传统治疗方案存在的局限性始终是不容忽视的。就像我们所熟知的，传统化疗和放疗方法会对人体造成严重的毒副作用，这种杀敌一千，自损八百的治疗策略往往需要多次反复的治疗，不仅在治疗费用上产生极大的浪费，同时对于患者而言其治疗过程也非常痛苦。而传统癌症切除手术又常常会出现切除不彻底、病灶转移等困难。所以，开发更精确和更有效的治疗策略在肿瘤治疗中显得极为重要^[6]。

基于纳米材料的光治疗手段是近几年发展起来的一种新型肿瘤治疗方法，根据治疗机理的不同可以分为光动力治疗（PDT）和光热治疗（PTT）^[7]两种类型。其中，光动力疗法(PDT)的原理是利用一定的波长照射光敏药物，使已经粘附在肿瘤组织周围的药物活化，从而引起预先设计的化学反应以破坏肿瘤。例如在实际应用中，血卟啉类药物可以在光照下产生细胞毒性从而使肿瘤细胞失活。而PTT是利用例如靶向纳米材料等光热转换试剂的光热效应杀死肿瘤细胞。一般来说，光热试剂受辐照后将能量转化为热，提高肿瘤周围环境的温度，从而使肿瘤细胞灭活。相对于传统的肿瘤治疗方法，光热治疗表现出很多优势如无创性、精确性、高效性以及对正常组织的低副作用等^[8]。在光热治疗中，光热试剂是一个影响治疗效率的重要因素，因此，开发具有较高的光学稳定性以及较强的红外光(700-1100 nm)吸收能力的光热试剂是实现高效可控光热治疗的关键。

光热治疗原理简介

截止到目前为止，贵金属材料，碳基纳米结构、半导体化合物等各种具有较强近红外吸收的纳米材料由于光热转换效率高、制备较容易等优势已经被研究并作为光热治疗的药物试剂^[9]。

请支付后下载全文，论文总字数：18807字