[发明专利]含硼碳量子点的制备及其在肿瘤诊断及硼中子俘获治疗药物中的应用

说明书

本发明公开了一种含硼碳量子点的制备及其在肿瘤诊断及硼中子俘获治疗药物中的应用，涉及化学和生物医学肿瘤诊疗领域。其以葡萄糖和BPA作为原料合成含硼碳量子点(BCDs)，此量子点具有与碳量子点相似的体内体外荧光发光性质。通过实验证明，本发明用葡萄糖和BPA为原料合成的BCDs可以靶向脑部肿瘤和其他肿瘤组织，并在肿瘤部位富集，而在健康组织中的BCDs可以被快速代谢排泄。这种特性为实现BNCT优异的治疗效果提供了条件。因此，BCDs可以作为一种新型的肿瘤BNCT治疗剂，可以实现肿瘤的诊断及BNCT治疗的一体化。本发明含硼碳量子点的生物相容性好，具有优异的体内荧光成像效果。

技术领域

本发明涉及化学和生物医学肿瘤诊疗领域，具体涉及一种含硼碳量子点的制备及其在用于肿瘤诊断及硼中子俘获治疗药物中的应用。

背景技术

生物体疾病诊断的方法主要包括生物发光BL，荧光成像FI，计算机断层扫描成像CT、核磁共振成像MRI、光生成像PA技术，这些技术在对于肿瘤的诊断及后续治疗有着重要意义。上述诊断技术中，CT产生X射线对生物体会有一定的损伤，MRI在强大的磁场下产生噪声会对生物体有一定的干扰。相比于CT和MRI，FI是一种安静的无损诊断技术，在一定条件下能够有较好的诊断效果。通常利用荧光染料(如罗丹明，Cy系列)，标记药物分子，通过一些特殊的载体及特定的运输途径将药物分子输运到达肿瘤位置，并利用荧光成像，实现对药物分子肿瘤定位的确认，同时实现对肿瘤组织的在体诊断。由于载体及运输途径的特殊性，可能会干扰载药探针的结构特性，使其对药物的靶向性输运及荧光分子的发光效率等重要特性产生较大的干扰，甚至导致荧光粹灭，限制了这些结构探针的在体应用。同时，这些以荧光染料为基础构建的荧光探针在体内应用中往往还显示具有一定的副作用。因此构建具有FI发光性质及良好的光稳定性，同时具有特定的元素组成及特殊物理化学性质，良好生物相容性且对肿瘤组织具有一定的靶向作用，可以实现对体内肿瘤组织的良好定位及实现肿瘤的诊断和治疗的药物是一个挑战。

放射治疗是肿瘤常规治疗方法之一。硼中子俘获治疗(BNCT)是一门二元、细胞靶向和高传能线密度的放疗治癌新技术。其治疗的基本原理是应用加速器产生具有一定能量阈值的中子流，当与中子捕获药物发生核反应，可以释放出具有较高线性能量传递(LET)的二次粒子轰击肿瘤部位，从而达到局部杀伤肿瘤的效果。相比传统的X射线，γ射线等放疗技术，NCT具有较小的副作用，更小的机体损伤等卓越的优点。利用NCT治疗肿瘤，无可置疑的需要能与中子发生核反应，放出二次粒子杀伤肿瘤细胞且不会对周围正常细胞产生较大影响的药物。硼(B)元素具有较高的中子俘获截面，其与中子发生核反应能放出高能的α粒子和锂(Li)粒子及少量的γ射线，两种基本粒子射程范围都小于10μm，能够把能量控制在一个细胞内而不损伤其他周围细胞，此种放射治疗方法被称为硼中子捕获治疗(BNCT)。由此可见，BNCT治疗肿瘤实现的基础是含硼药物的构建。目前，临床主要使用是对二羟基硼苯丙氨酸(BPA)和巯基十二硼烷二钠盐(BSH)作为BNCT的中子俘获剂。BPA具有一定的肿瘤亲和性，但水溶性较差，多采用多羟基化的BPA(OH)x或与果糖等结合以提高其水溶性及生物利用度。BSH虽然具有较好的水溶性和高硼富集量，但它不具有肿瘤亲和性，无法靶向肿瘤。同时在治疗应用此类含硼药物时，并不能适时监控这些药物在肿瘤组织中的富积及达峰时间。对肿瘤富积达峰时间的检测，控制中子照射治疗的时间，可优化治疗效果，同时最大限度地降低治疗对正常组织的影响及损伤。因此，迫切需要寻找一种含硼的新药物复合体，此结构具有肿瘤部位的靶向富积能力，同时具有发光成像能力，实现对药物在肿瘤部位的动力学富集进行适时的定量成像监控，以达到BNCT的最优治疗效果。这种具有肿瘤靶向性，同时具有荧光信号的分子还可以实现对肿瘤的诊断，实现药物的诊疗一体化。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：