[发明专利]红光碳点及其核酸复合物/纳米复合物、制备和应用

说明书

本发明提供一种红光碳点，属于生物材料技术领域。所述制备方法为将金属酞菁加入到有机溶剂中，超声处理后加入双氧水常温搅拌，然后加入阳离子聚合物或阳离子脂质进行水热反应，反应完成后自然冷却至室温，经稀释，离心，过滤，透析，干燥得到水溶性红光碳点或脂溶性红光碳点。所述红光碳点根据加入原料不同，可得到水溶性或脂溶性两种碳点。水溶性碳点可直接与基因药物混合形成红光碳点核酸复合物，脂溶性红光碳点加入生物相容性良好的两亲性高分子，得到两亲性红光碳点纳米复合物。红光碳点核酸复合物和两亲性红光碳点纳米复合物均可用于医学成像和肿瘤治疗产品，是一种极具临床转化潜力的多功能诊疗一体化的材料。

技术领域

本发明属于纳米材料及生物医学技术领域，具体为一种红光碳点及其核酸复合物/纳米复合物、制备和应用。

背景技术

2004年，美国南卡罗来纳大学的科学家在研究电弧放电获得的单壁碳纳米管粗产物时，首次发现了一种新型荧光碳纳米材料—碳点。碳点是一种新型的零维碳材料，其粒径通常小于10nm。因碳点具有优异的水分散性、低毒性、高光稳定性和良好的生物相容性等性质，被广泛用于生物医学成像、纳米医学、催化、发光器件等领域。特别是在纳米医学领域，由于大多数碳点在一定条件不具有内在产生热或热声波信号的固有能力，因此碳点在癌症的诊断和治疗领域的应用仍处于初级阶段。此外，之前的报道大部分碳点的吸收/发射光谱主要集中在短波长和可见光区，这也限制碳点在肿瘤诊断和治疗中的应用。

近年来，光能通过非辐射转化为热能(光热治疗、光热成像)或光声信号(光声成像)，已经被广泛研究用于癌症的治疗和诊断。由于长波长的红光不易被皮肤和组织吸收，具有较强的组织穿透能力。因此利用长波长红光照射注射有光敏剂的肿瘤组织，并利用产生的热杀死癌细胞。到目前为止，光热转换材料主要分为无机材料和有机材料。无机光热材料主要包括贵金属材料(如：纳米金、金纳米棒)、金属硫系材料、碳基纳米材料(如：石墨烯和碳纳米管)、和其他二维材料(如：黑磷、纳米片、氮化硼和石墨碳氮化物)。有机光热材料主要包括近红外响应有机小分子(如：吲哚菁绿)、有机半导体聚合物等。然而，有一些光热转换试剂由于合成复杂、光漂白、光热转换效率低、生物相容性差等因素，限制了其在肿瘤光热治疗中的应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种红光碳点及其核酸复合物/纳米复合物、制备和应用，利用双氧水辅助溶剂热法制备具有多模态成像性能的含金属碳点纳米材料，根据加入原料不同，可得到水溶性或脂溶性两种碳点,并制备得到红光碳点核酸复合物及红光碳点纳米复合物。

本发明目的通过以下技术方案来实现：

一种红光碳点的制备方法，所述制备方法为将金属酞菁加入到有机溶剂中，超声处理后加入双氧水常温搅拌，然后加入阳离子聚合物或阳离子脂质进行水热反应，反应完成后自然冷却至室温，经稀释，离心，过滤，透析，干燥得到水溶性红光碳点或脂溶性红光碳点。

本发明红光碳点的制备方法为将原料金属酞菁加入到有机溶剂并辅以超声进行溶解，超声处理后加入双氧水促进金属氧化物的生成，加入阳离子聚合物或脂质增强碳点的水溶性并使其带正电用于基因载体制备。经常温搅拌后进行水热反应，反应完成后自然冷却至室温，经稀释，离心，过滤，透析，干燥得到红光碳点粉末。

其中，金属酞菁的芳香大环结构可提供产生大的sp²区域从而降低电子能级，使得碳点的吸收和发射波长红移。而其中掺杂的金属离子会改变碳点的电子分布，引入新的能带结构，使碳点具有固有的红光吸收区和催化化学动力学反应的活性位点，从而使其具有优异的光热、光声成像及化学动力学、光热治疗性能。且金属离子的掺杂还可使碳点具备磁共振(锰、铁)或者计算机断层扫描成像的性能。

进一步，所述金属酞菁为铁酞菁、锰酞菁、铜酞菁、镍酞菁、锌酞菁、钴酞菁中的一种或多种；所述有机溶剂为N，N-二甲基甲酰胺(DMF)、无水乙醇、丙酮，甲酰胺，丙三醇中的一种或多种。