本发明专利技术提供了一种具有光热效应的单壁碳纳米管近红外探针及其制备方法，本发明专利技术的单壁碳纳米管近红外探针是加载有荧光染料Cy5.5的单壁碳纳米管，其是首先将未功能化的单壁碳纳米管(SWNT)进行羧基化、加载DSPE‑PEG，最后共价连接近红外荧光染料Cy5.5得到被动靶向探针(SWNT‑Cy5.5)。本发明专利技术的探针粒径小，单分散性与稳定性好，荧光性能稳定，毒性小。此外，它可引导病灶区域近红外成像，从而协助准确诊断以及治疗。将探针应用于临床辅助治疗的光学成像，可以提高术后残余的检出率，并通过光热效应进行局部高温，减小或消除病灶，提高患者术后生存率和生活质量。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及生物医药领域中的单壁碳纳米管及其制备方法，具体涉及一种可示踪的携带近红外荧光染料Cy5.5的具有光热效应的单壁碳纳米管近红外探针、其制备方法以及作为精准治疗工具的应用。
技术介绍
光热疗法是利用近红外808nm的激光照射纳米材料聚集的病灶区域，产生局部高温杀伤病灶，同时减少对正常组织损伤的一种辅助治疗方法。单壁碳纳米管由于其结构的特殊性在生物医药领域中有非常广泛的应用前景。单壁碳纳米管光稳定性好，在近红外区有很强的光吸收，可以将吸收的光能转化为热能，与传统的放疗、化疗相比更加安全有效。但未经功能化的单壁碳纳米管容易团聚，而且毒性比较大，几乎不溶于水以及有机溶剂，生物相容性很差。为使单壁碳纳米管有比较好的水溶性，并减少毒性，当前的研究主要是在单壁碳纳米管进入生物体之前进行表面修饰，例如对其表面包裹PEG可以减少探针被巨噬细胞吞噬，从而增加血液循环时间，有利于更大程度的使探针进入目标区域。在生物成像方面，此分子探针在合适的粒径范围内可以通过EPR效应或者主动靶向在目标区域中富集，在710nm激光激发后成像，并在808nm照射下将光能转换为热能，产生局部高温以达到光热治疗的效果。
技术实现思路
本专利技术的一个目的在于提供一种新的具有光热效应的单壁碳纳米管近红外探针。本专利技术的另一目的在于提供所述具有光热效应的单壁碳纳米管近红外探针的制备方法。本专利技术的另一目的在于提供所述具有光热效应的单壁碳纳米管近红外探针的应用。一方面，本专利技术提供了一种新的具有光热效应的单壁碳纳米管近红外探针，具体而言，本专利技术提供的单壁碳纳米管近红外探针，是加载有荧光染料Cy5.5的单壁碳纳米管。Cy5.5是一种水溶性的荧光染料，广泛用于蛋白、抗体、核酸及其他生物分子的标记和检测。Cy5.5的激发波段在678-710nm，是荧光强度高且光稳定性强的长波长染料。其在体内的清除经肝脏排入胆道，最后进入肠道排出体外。当Cy5.5受到波长为678-680nm的波长激发以后，会释放出波长大约为695-710nm的红外光。在生物体内，近红外光可以穿透深层组织且被检测到，因此可以利用近红外成像确定病灶的位置以及范围，达到辅助光热治疗的效果。本专利技术中，通过在单壁碳纳米管上加载荧光染料Cy5.5，使得SWNT在近红外808nm区域的吸光度增强。结合小动物活体成像系统(IVIS)进行近红外成像，定位病灶组织的同时选择最佳时间点进行光热治疗，达到最佳治疗效果。根据本专利技术的具体实施方案，本专利技术的单壁碳纳米管近红外探针，其是先对单壁碳纳米管进行羧基化并进行DSPE-PEG表面修饰、之后再加载有荧光染料Cy5.5而制备得到的。另一方面，本专利技术提供了一种具有光热效应的单壁碳纳米管近红外探针的制备方法，该方法包括步骤：对单壁碳纳米管进行羧基化，制备羧基化单壁碳纳米管；对羧基化单壁碳纳米管进行DSPE-PEG表面修饰，得到DSPE-PEG表面修饰的单壁碳纳米管；在DSPE-PEG表面修饰的单壁碳纳米管上加载荧光染料Cy5.5，制备得到本专利技术的具有光热效应的单壁碳纳米管近红外探针。本专利技术的制备方法中，通过将未功能化的单壁碳纳米管(SWNT)进行羧基化，加载DSPE-PEG，从而屏蔽SWNT的免疫原性，且能保护其生物活性，延长探针在体内的半衰期。之后耦合近红外荧光染料Cy5.5得到被动靶向探针(SWNT-Cy5.5)。根据本专利技术的具体实施方案，本专利技术的具有光热效应的单壁碳纳米管近红外探针的制备方法中，对单壁碳纳米管进行羧基化的过程包括：先在单壁碳纳米管中加入3:1的硝酸与浓硫酸混合液体并进行超声，使硝酸分子与单壁碳纳米管充分接触；在磁力搅拌条件下进行回流操作；然后分离硝酸分子，得到羧化的单壁碳纳米管。更具体地，上述对单壁碳纳米管进行羧基化的过程中，在单壁碳纳米管中加入的3:1的硝酸与浓硫酸混合液体的量与单壁碳纳米管的比例为50～150ml：1g。之后进行的超声主要是使硝酸分子与单壁碳纳米管充分接触，通常的超声条件为80～200W超声20分钟～2小时。更具体地，上述对单壁碳纳米管进行羧基化的过程中，回流操作可以在105～115℃油浴中充分磁力搅拌条件下进行8～12小时。更具体地，上述对单壁碳纳米管进行羧基化的过程中，分离硝酸分子的操作可包括：静置回流操作后的混合液，除去上清液再加水搅拌然后静置，除去上清液，可重复多次至游离的硝酸分子被分离出去。另外，优选地，也可再加水，辅以超声等，使吸附在单壁碳纳米管上的残余硝酸溶解在水中被分离出去。分离除去硝酸分子后的沉淀物即为羧基化单壁碳纳米管。具体实施时，可对分离除去硝酸分子后的沉淀物(残留有部分液体)进行抽滤并干燥，得到粉末状的羧化单壁碳纳米管，便于保存称重。根据本专利技术的具体实施方案，本专利技术的具有光热效应的单壁碳纳米管近红外探针的制备方法中，对羧基化单壁碳纳米管进行DSPE-PEG表面修饰的过程包括：取羧化后的单壁碳纳米管溶于去离子水，加入DSPE-PEG并充分结合，以修饰单壁碳纳米管表面。根据本专利技术的具体实施方案，本专利技术所用DSPE-PEG可为各种商购产品，例如可以是DSPE-PEG2000，或是DSPE-PEGWM3500等，符合相关行业标准要求即可。根据本专利技术的优选具体实施方案，本专利技术加入的DSPE-PEG的量为其与羧基化单壁碳纳米管的质量比为不低于0.5：1，更优选为0.5～2：1。本专利技术中，对反应体系中的水量无特定要求，便于操作即可，通常可以是1mg羧化后的单壁碳纳米管溶于50～200mL去离子水中。本专利技术中，加入DSPE-PEG后可在70～150rpm转速下摇床震荡0.5-2小时以使DSPE-PEG与单壁碳纳米管充分结合修饰在单壁碳纳米管表面。根据本专利技术的具体实施方案，本专利技术的具有光热效应的单壁碳纳米管近红外探针的制备方法中，在DSPE-PEG表面修饰的单壁碳纳米管上加载荧光染料Cy5.5的过程可包括：向DSPE-PEG表面修饰的单壁碳纳米管溶液中加入Cy5.5，37℃±2℃摇床过夜，即得到加载有荧光染料Cy5.5的单壁碳纳米管(溶液形式)。本专利技术中将该加载有荧光染料Cy5.5的单壁碳纳米管命名为SWNT-Cy5.5，即为本专利技术的具有光热效应的单壁碳纳米管近红外探针。根据本专利技术的具体实施方案，上述在DSPE-PEG表面修饰的单壁碳纳米管上加载荧光染料Cy5.5的过程中，向DSPE-PEG表面修饰的单壁碳纳米管溶液中加入的Cy5.5的量与羧基化单壁碳纳米管的质量比不低于0.01：1，优选为0.01～0.5：1。根据本专利技术的具体实施方案，上述在DSPE-PEG表面修饰的单壁碳纳米管上加载荧光染料Cy5.5的过程中，摇床过夜通常是指70～120rpm条件下摇床震荡8～14小时。摇床过夜后的溶液中即包含本专利技术的加载有荧光染料Cy5.5的单壁碳纳米管探针。更进一步，摇床过夜后的溶液可进一步离心(例如500～2000rpm离心10～30min)，弃掉上清液，余沉淀冻干或加去离子水配制成所需要的各浓度，避光4℃以下保存。另一方面，本专利技术还提供了所述的具有光热效应的单壁碳纳米管近红外探针的应用。具体而言，本专利技术的具有光热效应的单壁碳纳米管近红外探针加载有Cy5.5，在675nm激光照射下，能对病灶区域进行近红外荧光成像。因此本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种单壁碳纳米管近红外探针，其是加载有荧光染料Cy5.5的单壁碳纳米管。
【技术特征摘要】
1.一种单壁碳纳米管近红外探针，其是加载有荧光染料Cy5.5的单壁碳纳米管。2.根据权利要求1所述的单壁碳纳米管近红外探针，其是先对单壁碳纳米管进行羧基化并进行DSPE-PEG表面修饰、之后再加载有荧光染料Cy5.5而制备得到的。3.一种单壁碳纳米管近红外探针的制备方法，该方法包括步骤：对单壁碳纳米管进行羧基化，制备羧基化单壁碳纳米管；对羧基化单壁碳纳米管进行DSPE-PEG表面修饰，得到DSPE-PEG表面修饰的单壁碳纳米管；在DSPE-PEG表面修饰的单壁碳纳米管上加载荧光染料Cy5.5，制备得到本发明的具有光热效应的单壁碳纳米管近红外探针。4.根据权利要求3所述的制备方法，其中，对单壁碳纳米管进行羧基化的过程包括：先在单壁碳纳米管中加入3:1的硝酸与浓硫酸混合液体并进行超声，使硝酸分子与单壁碳纳米管充分接触；在磁力搅拌条件下进行回流操作；然后分离硝酸分子，得到羧化的单壁碳纳米管。5.根据权利要求4所述的制备方法，其中，分离硝酸分子的操作包括：静置回流操作后的混合液，除去上清液再加水搅拌然后静置，除去上清液，重复多次至游离的硝酸分子被...
【专利技术属性】
技术研发人员：王丽，迟崇巍，
申请(专利权)人：北京数字精准医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11
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