一种水溶性富勒烯纳米材料及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种水溶性富勒烯纳米材料及其制备方法与应用。水溶性富勒烯纳米材料，它的结构通式为C2n(OH)x(Amino Acid)y；其中，20≤n≤60；0≤x<50；0≤y<20；Amino Acid为水溶性氨基酸。本发明专利技术应用在制备治疗肿瘤的药物中，所述肿瘤为肝癌、肺癌、结肠直肠癌、肾癌、胰腺癌、骨癌、乳腺癌、卵巢癌、前列腺癌、食管癌、胃癌、口腔癌、鼻癌、喉癌、胆管癌、宫颈癌、子宫癌、睾丸癌、脑膜瘤、皮肤癌、黑色素瘤和肉瘤中的至少一种。本发明专利技术水溶性好，与生物体有很好的亲和性，能明显阻断肿瘤血管，快速切断肿瘤组织营养供给；其制备成本低。

Water soluble fullerene nano material and preparation method and application thereof

The invention discloses a water-soluble fullerene nanometer material, a preparation method and an application thereof. Water soluble fullerene nano materials, its structural formula is C2n (OH) x (Amino Acid y); among them, 20 = n = 0 = x< 60; 50; 0 y< 20 Amino; Acid is a water soluble amino acid. The medicine preparation used in the treatment of tumor, the tumor is at least one liver cancer, lung cancer, colorectal cancer, kidney cancer, pancreatic cancer, bone cancer, breast cancer, ovarian cancer, prostate cancer, esophageal cancer, gastric cancer, oral cancer, nasal, laryngeal cancer, bile duct cancer, cervical cancer, uterine cancer, testis meningioma, cancer, skin cancer, melanoma and sarcoma. The invention has the advantages of good water solubility, good compatibility with organism, obvious blocking of tumor blood vessel, quick cutting of nutrition supply of tumor tissue and low preparation cost.

【技术实现步骤摘要】
一种水溶性富勒烯纳米材料及其制备方法与应用
本专利技术涉及一种水溶性富勒烯纳米材料及其制备方法与应用，属于生物医药领域。
技术介绍
癌症，又称为恶性肿瘤，是机体在各种致癌因素的刺激下，局部组织的细胞失去了正常的基因调控而导致的细胞异常性增殖和转移。根据世界卫生组织(WHO)下属的国际癌症研究机构发表的《2014年世界癌症报告》，癌症已经成为目前全球发病和死亡的主要原因；2012年，全球新发癌症患者的数量增加了大约1400万，同期癌症患者的死亡数量也达到820万；报告中还指出在未来20年内，每年新发癌症患者的数量有可能会从2012年的1400万上升至2200万。当前针对癌症的有效诊断和治疗已成为当代医学中亟需解决的重大问题之一。目前常规的癌症治疗面临着诸多的挑战，如化学治疗是通过注射、口服等方式将化疗药物导入癌症患者体内，由于化疗药物的选择性差，除了肿瘤部位，正常组织中也多有分布，这也造成了很大的毒副作用，比如脱发、骨髓抑制、心脏毒性、神经毒性和肝脏毒性等；此外，化疗过程中产生的药物耐药性，往往导致化疗的最终失败。寻求新的癌症治疗方法以克服常规癌症治疗存在的缺点和不足，以期达到彻底治愈和消除癌症迫在眉睫。近年来，纳米技术突飞猛进的发展为开辟癌症治疗新途径带来了新的希望和可能。现纳米技术在生物医学领域的研究主要包括：纳米医学成像和诊断、光热治疗、基因治疗、药物递送等。1985年Kroto等人发现C60，并提出了球型中空分子的模型，将其命名为富勒烯。近年来，富勒烯工业生产的迅速发展以及基于富勒烯材料的纳米技术大量涌现，人们对于富勒烯及其衍生物效应给予了极大的关注。富勒烯和内嵌金属富勒烯由于其独特的结构和化学物理性质，在生物医学领域有非常广泛的应用。在抗肿瘤性质方面，大量研究结果发现不同修饰的金属富勒烯具有一定的抑瘤效果，而且其本身没有毒副作用，在很低的剂量下就能产生较强的抑瘤效果(YangDetal.,ACSNano,2010.4(2):1178-1186.LiangXJetal.,P.Natl.Acad.Sci.,2010.107(16):7449-7454.KangSetal.,P.Natl.Acad.Sci.,2012.109(38):15431-15436.Zhen,Metal.Sci.ChinaMater.,2015(58):799-810)。但是内嵌金属富勒烯广泛应用的一个难点是如何大量合成及分离。而相对于内嵌金属富勒烯，空心富勒烯的产率及成本都大幅度降低，其水溶性纳米材料有着巨大的应用价值。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种水溶性富勒烯纳米材料及其制备方法与应用。本专利技术水溶性好，与生物体有很好的亲和性，能明显阻断肿瘤血管，快速切断肿瘤组织营养供给；其制备成本低。本专利技术提供的水溶性富勒烯纳米材料，它的结构通式为C2n(OH)x(AminoAcid)y；其中，20≤n≤60；0≤x<50；0≤y<20；AminoAcid为水溶性氨基酸。上述结构通式表示羟基和水溶性氨基酸均连接于富勒烯上。本专利技术所述水溶性富勒烯纳米材料的结构通式中，n具体可为30或35。本专利技术中，当y＝0时，即所述水溶性富勒烯纳米材料的结构通式中没有氨基酸，所述水溶性富勒烯纳米材料为富勒醇；当多种氨基酸参与反应时，由于不同氨基酸在反应中对富勒烯碳笼的亲和性不同，碳笼表面修饰的氨基酸和羟基数目也不同。上述的纳米材料中，所述水溶性氨基酸为丙氨酸、甘氨酸、丝氨酸、精氨酸、赖氨酸和天门氨酸中的至少一种。上述的纳米材料中，所述纳米材料的水合粒径为1～1000nm。本专利技术中，所述水溶性富勒烯纳米材料的结构通式为C2n(OH)x(AminoAcid)y，可通过调节反应条件改变x、y的数量，调节分子间相互作用力，从而改变所述水溶性富勒烯纳米材料在溶剂中团聚的水合粒径。本专利技术水溶性富勒烯纳米材料可通过现有方法制备，如，当y＝0时，可通过相转移催化剂参与的液液反应(XingGetal,J.Phys.Chem.B.,2004(108):11473-11479)或富勒烯粉末直接与碱溶液反应(ZhengJetal.,Carbon，2013,65,175)制备得到；当y≠0时，即含有氨基酸基团时，可参照文献(Carbon,2006(44):496–500)记载的方法制备得到。本专利技术还提供了所述的纳米材料在制备治疗肿瘤的药物中的应用。上述的应用中，所述肿瘤为肝癌、肺癌、结肠直肠癌、肾癌、胰腺癌、骨癌、乳腺癌、卵巢癌、前列腺癌、食管癌、胃癌、口腔癌、鼻癌、喉癌、胆管癌、宫颈癌、子宫癌、睾丸癌、脑膜瘤、皮肤癌、黑色素瘤和肉瘤中的至少一种；所述治疗肿瘤的药物的剂型为药学可接受的剂型。本专利技术还提供了一种药物，该药物的活性成分为所述水溶性富勒烯纳米材料。上述的药物中，所述药物的剂型为药学可接受的剂型。上述的药物中，当所述药物的剂型为注射剂时，所述药物的溶剂可为水、生理盐水、PBS缓冲液和Tris-HCl溶液中的至少一种；所述生理盐水的浓度可为085～090％；PBS缓冲液的浓度可为0.01～0.1mol/L，组成的组分具体可为Na2HPO4、KH2PO4、NaCl和KCl；Tris-HCl溶液的浓度可为0.05mol/L；所述水溶性富勒烯纳米材料的浓度可为1～100mg/mL。本专利技术进一步提供了一种高效阻断肿瘤血管的肿瘤治疗方法，包括如下步骤：1)向荷瘤生物体给予有效剂量的所述药物；2)用与所述水溶性富勒烯纳米材料相匹配的辐射能量源对所述荷瘤生物体的肿瘤部位进行辐照。上述的肿瘤治疗方法中，所述肿瘤为肝癌、肺癌、结肠直肠癌、肾癌、胰腺癌、骨癌、乳腺癌、卵巢癌、前列腺癌、食管癌、胃癌、口腔癌、鼻癌、喉癌、胆管癌、宫颈癌、子宫癌、睾丸癌、脑膜瘤、皮肤癌、黑色素瘤和肉瘤中的至少一种；所述药物的给药量可为1mg/kg～100mg/kg；具体的所述荷瘤生物体总给药量按照所述荷瘤生物体的体重进行换算；所述药物的给药方式采用静脉注射、腹腔注射、口服和局部给药中的至少一种；所使用的射频源辐照的频率可为1～1000MHz，具体可为200MHz、1～200MHz、200～1000MHz或150～500MHz，发射功率可为1mW～10kW，生物体吸收的辐照的功率可为1～1000mW，具体可为5mW，所述辐照的时间可为10min～2h，具体可为1h、10min～1h、1h～2h或10min～1.5h；所述荷瘤生物体为哺乳动物，具体可为人、鼠、兔、猪、猴和狗中的至少一种。本专利技术中，所述有效剂量是指当通过本专利技术的方法给予所述药物时，足以有效传递用于治疗肿瘤的活性成分的量。本专利技术中，注射所述药物在0～1h后进行所述辐照；具体可为10min或10min～50h。本专利技术在抗肿瘤治疗中，通过将药物注射入生物体后，通过血液循环到达肿瘤部位，随后施加射频刺激，使肿瘤部位的纳米颗粒在血管中发挥作用，治疗肿瘤；由于肿瘤血管较正常组织血管有很大不同，肿瘤血管的内皮细胞间隙较大、结构不完整，导致肿瘤血管通常包含有大量纳米尺度的小孔，由于肿瘤的高通透性和滞留效应(EPR效应)，富勒烯纳米颗粒能嵌入这些小孔破坏肿瘤血管，从而导入肿瘤内部大量出血，切断了肿瘤组织的营养供应，进而抑制了肿瘤的生长。本专利技术还提本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水溶性富勒烯纳米材料，它的结构通式为C2n(OH)x(Amino Acid)y；其中，20≤n≤60；0≤x<50；0≤y<20；Amino Acid为水溶性氨基酸。

【技术特征摘要】
1.一种水溶性富勒烯纳米材料，它的结构通式为C2n(OH)x(AminoAcid)y；其中，20≤n≤60；0≤x<50；0≤y<20；AminoAcid为水溶性氨基酸。2.根据权利要求1所述的纳米材料，其特征在于：所述水溶性氨基酸为丙氨酸、甘氨酸、丝氨酸、精氨酸、赖氨酸和天门氨酸中的至少一种。3.根据权利要求1或2所述的纳米材料，其特征在于：所述纳米材料的水合粒径为1～1000nm。4.权利要求1-3中任一项所述的纳米材料在制备治疗肿瘤的药物中的应用。5.根据权利要求4所述的应用，其特征在于：所述肿瘤为肝癌、肺癌、结肠直肠癌、肾癌、胰腺癌、骨癌...

【专利技术属性】
技术研发人员：王春儒，周悦，甄明明，
申请(专利权)人：北京福纳康生物技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11