[發明專利]一種單線態氧控釋型的碳量子點及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201910073788.1
• 申請日: 2019-01-25
• 公開（公告）號: CN109796972B
• 公開（公告）日: 2020-09-01
• 發明（設計）人: 藍敏煥;胥婷;趙少靜;符燕召
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: C09K11/65
• 分類號: C09K11/65;B82Y20/00;B82Y40/00;A61K41/00;A61P35/00
• 代理公司: 北京輕創知識產權代理有限公司 11212
• 代理人: 談杰

本發明涉及癌癥治療新材料領域，具體涉及一種單線態氧(¹O₂)控釋型的碳量子點(CDs)及其制備方法和應用。本發明的CDs具有較強的¹O₂捕獲能力，在加熱或者超聲等條件下可以將捕獲的¹O₂釋放出來用于缺氧腫瘤的高效治療。同時本發明的CDs具有較高的光熱轉換效率；優異的光穩定性和生物相容性；合成過程簡單；原料易得，價格低廉等優點，可用作新型的癌癥治療新材料。

技術領域

本發明屬于惡性腫瘤治療領域，具體涉及一種單線態氧控釋型的碳量子點及其制備方法和應用。

背景技術

據世界衛生組織統計，2015年癌癥導致了880萬人死亡。從全球情況看，近1/6的死亡由癌癥造成。因此，癌癥治療在提高人類健康水平中顯得尤為重要。傳統的腫瘤治療手段有外科手術、放射治療、化學治療，這些治療方法對患者有較大的創傷或毒副作用，且時常治療效果不佳。光動力療法(PDT)是一種新型的非侵入性治療方式，其原理是，將光敏劑輸入體內，在一定時間后，以特定的波長的光照射病變部位。經過一系列的光化學反應，在分子氧的參與下產生的單線態氧(¹O₂)可以氧化破壞組織和腫瘤細胞中的各種生物大分子，使細胞發生不可逆的損傷，最終使細胞死亡，達到治療的目的。

腫瘤細胞的惡性增殖和腫瘤血管的畸形生長導致腫瘤組織內部氧氣供應不足，腫瘤組織的乏氧環境將降低光敏劑產生單線態氧的效率并削弱氧氣依賴的PDT治療效果。此外，PDT過程中不但會消耗大量的氧氣，而且會破壞腫瘤血管，阻斷腫瘤部位的氧氣供應，經PDT后的腫瘤組織會更加乏氧。由于腫瘤乏氧區的存在，不僅會降低腫瘤對PDT、放療和化療等氧氣依賴的治療技術的敏感性，還可能導致腫瘤新生血管及乏氧誘導因子的形成，誘發腫瘤細胞的復發、侵襲和轉移，成為腫瘤難以治愈的根本原因。因此，改善腫瘤乏氧環境是國際醫學界公認的實現腫瘤徹底治愈必須克服的重要難題。

雖然有很多方法可以改善腫瘤組織內部的乏氧環境，增加腫瘤組織內部氧氣的濃度，如氧氣載體直接攜帶氧氣進入腫瘤組織、利用腫瘤的特殊微環境，催化過氧化氫產生氧氣等。然而氧氣載體的生物相容性，進入腫瘤組織后氧氣的釋放效率等問題需要進一步研究，腫瘤內部的過氧化氫濃度也只有微摩爾水平，可以產生氧氣的數量有限。因此，急需新材料新技術來實現惡性乏氧腫瘤的高效治療。

碳量子點(CDs)具有抗光漂白性能好、生物相容性好、無毒性、易于功能化、能夠高產率制備等特性，在光電子器件、納米催化劑、生物分析、熒光成像和光熱治療癌癥等技術領域顯示其廣闊的應用前景。而CDs含有大量的sp²碳，可以有效地捕獲¹O₂，目前關于可控捕獲和釋放¹O₂的CDs的制備及其應用方面的研究還是空白。因此，探索開發基于水溶性CDs的高效、低毒、光穩定性好的治療惡性腫瘤的新材料對人類健康、國民經濟和科學研究都具有及其重要的意義。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明提供了一種單線態氧控釋型的碳量子點及其制備方法和應用。

本發明的目的之一是針對目前臨床上治療癌癥的主要方法如手術切除、化學療法、放射療法及免疫療法帶來的創傷大、風險高、具有毒副作用、免疫力降低、精神紊亂等不足，發現和提出了一種CDs用于光動力治療的光敏材料。CDs具有激發光譜寬、光穩定性好、生物相容性好、生物穩定性高、表面易功能化修飾等優點。可以有效的在腫瘤部位積累，促進PDT在腫瘤區域的實施；術后易代謝，對病人的副作用小。

本發明的目的之二是針對腫瘤內缺氧環境導致治療效果差以及目前的載氧材料存在的不足與存在的問題，開發出一種不受氧氣濃度水平影響的可控釋放¹O₂的CDs。

為達到上述目的，本發明的技術方案如下：