少层二硫化钼的光学性能及压电催化对肿瘤治疗的应用研究

作     者：陈俊杰 

作者单位：扬州大学 

学位级别：硕士

导师姓名：夏炜炜;陈雨

授予年度：2022年

学科分类：1002[医学-临床医学] 100214[医学-肿瘤学] 10[医学] 

主      题：光热 光声成像 MoS2 压电催化 

摘      要：癌症是临床医学的重大疾病,已经严重威胁人类生命安全,阻碍社会发展。临床医学迫切地期待着非侵入性或微创治疗方式的发展,以避免不必要的痛苦体验和传统治疗方案的严重副作用。近年来,开发高效的无机纳米材料,以物理及简单的化学手段来杀死肿瘤细胞已成为治疗肿瘤的重要研究方向。如高效的光热转换效率、光催化及声动力产生活性氧。光热疗法是典型的以物理方法来治疗肿瘤,因无毒无害,对人体副作用小而被大量研究。近期,压电催化治疗也由于类似与声动力的安全高效特性而被广泛研究。与光动力、声动力类似,压电催化治疗是以超声作为激发能,产生活性氧来杀死肿瘤细胞。本文采用简单的方法合成少层MoS2,奇数层的MoS2由于其内部不对称的结构而具有独特的压电效应。在研究中我们证明了少层MoS2作为压电材料可以在外加超声的激活下,发生形变使得其内部产生极化现象,导致材料内部发生电子与空穴的分离因此形成内部电场。由于内部电场,分离后的电子和空穴向MoS2表面反向迁移,表面电势不平衡促使MoS2表面发生氧化还原反应生成活性氧物质。本文的主要研究内容如下:（1）利用锂插层剥离MoS2合成少层结构的MoS2,通过表征对其微观结构和物理性能进行研究。通过TEM,XRD,Raman来确定材料的元素组成以及晶型并可以确认材料的少层结构。通过紫外吸收来确定材料在近红外二区具有不错的光吸收性能,说明其拥有良好的光热转换效率。通过1064nm激光器对其进行加热同时用光热相机来记录温度变化来进一步确认其光热转换效率。为了验证材料的光声成像能力,通过光声成像仪来证明少层MoS2同时拥有优异的光声成像能力。将材料修饰后提高其生物相容性,并在体外进行相关实验,将材料与肿瘤细胞共孵育来确定材料的无毒性,再使用1064 nm激光器进行照射可以发现肿瘤细胞会大规模失活。（2）目前主要通过电子自旋以及化学发光法进行验证活性氧的生成。二苯基异苯并呋喃（DPBF）水溶液在420nm处拥有非常明显的紫外吸收峰,DPBF和单线态氧会发生反应,导致其紫外吸收峰降低。通过实验证明将少层MoS2水溶液与DPBF混合后超声,可以观察到DPBF在420 nm处的紫外吸收峰明显降低。2,2,6,6-四甲基哌啶氧化物（TEMP）为单线态氧自旋捕获剂,结合ERP波谱技术,可以用来检测体系产生的单线态氧,为了进一步说明少层MoS2水溶液在超声条件下可以产生单线态氧,将TEMPO加入少层MoS2水溶液超声,通过电子自旋共振波谱仪分析得到波形确认产生了单线态氧。最后应用于细胞和动物实验验证少层的MoS2的光热和压电催化作用。