Cu/PDA/CNQDs纳米复合物及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种Cu/PDA/CNQDs纳米复合物及其制备方法和应用，通过低温固相合成法合成CNQDs，通过自聚作用和螯合作用，将多巴胺和铜离子与CNQDs进行组装，形成Cu/PDA/CNQDs纳米复合材料。Cu/PDA/CNQDs可在660 nm激光照射下生成ROS，具有良好的光动力性能。Cu/PDA/CNQDs中的铜离子可与肿瘤酸性微环境中过量H2O2反应，生成羟基自由基，进行化学动力治疗。荷瘤小鼠模型实验中，Cu/PDA/CNQDs可有效在肿瘤部位聚集，表现出较强的荧光成像信号，Cu/PDA/CNQDs的光动力/化学动力联合治疗在细胞及动物水平均表现出良好的抗肿瘤活性。及动物水平均表现出良好的抗肿瘤活性。及动物水平均表现出良好的抗肿瘤活性。

【技术实现步骤摘要】
Cu/PDA/CNQDs纳米复合物及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及纳米材料
，具体而言，涉及一种Cu/PDA/CNQDs纳米复合物及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]目前医疗技术水平已经得到巨大提升，但癌症仍作为高致死率疾病，威胁患者生命健康。与传统癌症治疗手段(手术、放疗和化疗等)相比较，光动力疗法(PDT)具有选择性好、副作用低、创伤小、非入侵性等优势，广泛应用于癌症干预治疗。
[0003]光源、光敏剂与氧气是光动力治疗的必要因素。光敏剂在光源照射下，可将氧气转化为具有细胞毒性的活性氧(ROS)，引起癌细胞的凋亡。目前传统光敏剂的疏水性和低稳定性，使其在PDT使用中存在一定局限性。随着纳米技术的不断发展，新型碳纳米材料类光敏剂展现出传统光敏剂所不具备的优势(稳定性强、生物安全性好、抗光漂白等)，能有效的避免传统光敏剂的不足。氮化碳作为一种新型碳纳米材料类光敏剂，由于特殊的三嗪环结构，具有良好的稳定性、亲水性和荧光成像特性，在用于PDT治疗时，毒副作用较小。但氮化碳的光响应范围较窄，激发光源为可见光而可见光穿透力较弱，不能到达深度肿瘤区域，限制了氮化碳在PDT治疗中的有效应用。在PDT的多种光源中，近红外光具有穿透能力强、组织吸收少、光散射低等特性，可实现深层肿瘤治疗。因此，设计近红外光响应型的石墨相氮化碳十分必要。
[0004]在PDT使用过程中，为避免单一治疗方法所导致的肿瘤耐受性，PDT多与其他治疗方法(免疫疗法、声动力疗法、化学动力疗法等)联合使用，用来增强肿瘤治疗效果。在各种疗法中，化学动力疗法(CDT)能利用肿瘤微环境自身特点，通过部分金属离子(Fe、Cu、Mn等)诱导的芬顿反应把肿瘤细胞中内源性过表达的H2O2转化为羟基自由基，从而导致不可逆的线粒体破坏、核酸断裂以及蛋白的氧化，诱导肿瘤细胞凋亡。CDT在使用过程中无需施加外源性能量场，避免了光源组织穿透深度限制。因此，设计一种整合PDT与CDT于一体的纳米材料，有助于实现高效协同治疗肿瘤。

技术实现思路

[0005]本专利技术要解决的技术问题是提供一种Cu/PDA/CNQDs纳米复合物及其制备方法和应用，以实现光动力/化学动力联合治疗肿瘤的目的。
[0006]为解决以上技术问题，根据本专利技术的一个方面，提供一种Cu/PDA/CNQDs纳米复合物，包括聚多巴胺/氮化碳量子点(PDA/CNQDs)，和螯合于多巴胺中的铜离子。
[0007]根据本专利技术的另一方面，提供一种以上所述的Cu/PDA/CNQDs纳米复合物的制备方法，其包括：步骤一，氮化碳量子点(CNQDs)与多巴胺(PDA)通过自聚作用组装生成聚多巴胺/氮化碳量子点(PDA/CNQDs)；步骤二，铜离子与聚多巴胺/氮化碳量子点(PDA/CNQDs)中的多巴胺（PDA）螯合，形
成铜/聚多巴胺/氮化碳量子点(Cu/PDA/CNQDs)纳米复合物。
[0008]进一步地，步骤一中，氮化碳量子点（CNQDs）与盐酸多巴胺溶于 Tris
‑
HCl中进行反应，获得的溶液洗涤、离心、冻干后得到聚多巴胺/氮化碳量子点(PDA/CNQDs)。
[0009]进一步地，步骤一中，在室温下搅拌反应10
‑
14小时。
[0010]进一步地，步骤一中，Tris
‑
HCl的pH为8.5。
[0011]进一步地，步骤二中，取聚多巴胺/氮化碳量子点(PDA/CNQDs)溶于去离子水中，超声溶解；然后加入CuCl2水溶液进行反应，获得的溶液洗涤、离心、冻干后得到铜/聚多巴胺/氮化碳量子点(Cu/PDA/CNQDs)纳米复合物。
[0012]进一步地，步骤二中，在室温下搅拌反应2
‑
4h。
[0013]进一步地，步骤二中，CuCl2浓度为5 mM)。
[0014]进一步地，所述氮化碳量子点（CNQDs）的制备方法是取尿素和二水柠檬酸钠为原料研磨粉末，将粉末在180℃反应后得到棕色固体；将棕色固体溶于水后离心，将离心后上清液使用透析袋透析得到透析液，透析液冻干后得到CNQDs。
[0015]根据本专利技术的另一方面，提供的是所述的Cu/PDA/CNQDs纳米复合物纳米复合物在制备癌症治疗药物中的应用。
[0016]本专利技术通过低温固相合成法合成CNQDs，通过自聚作用和螯合作用，将多巴胺和铜离子与CNQDs进行组装，形成Cu/PDA/CNQDs纳米复合材料。Cu/PDA/CNQDs可在660 nm激光照射下生成ROS，具有良好的光动力性能。Cu/PDA/CNQDs中的铜离子可与肿瘤酸性微环境中过量H2O2反应，生成羟基自由基，进行化学动力治疗。荷瘤小鼠模型实验中，Cu/PDA/CNQDs可有效在肿瘤部位聚集，表现出较强的荧光成像信号。
[0017]Cu/PDA/CNQDs的光动力/化学动力联合治疗在细胞及动物水平均表现出良好的抗肿瘤活性。血常规分析、生化指标分析和HE染色结果均证明Cu/PDA/CNQDs无明显毒副作用，生物相容性良好。本专利技术所述的Cu/PDA/CNQDs纳米复合物的开发，为光动力/化学动力联合治疗纳米平台的构建提供有效思路，具有较大临床应用前景。
附图说明
[0018]图1为CNQDs(a)、PDA/CNQDs(b)和Cu/PDA/CNQDs(c)的TEM图，(a)和(b)中的插图为各自对应的HRTEM图；图2为CNQDs、Cu/PDA/CNQDs纳米复合物的XRD图谱；图3为CNQDs和Cu/PDA/CNQDs的XPS总谱(a)；Cu/PDA/CNQDs的精细图谱：C1s(b)、N1s(c)、O1s(d)、Cu2p(e)；图4为CNQDs、PDA/CNQDs和Cu/PDA/CNQDs的紫外可见吸收光谱；图5为CNQDs、PDA/CNQDs和Cu/PDA/CNQDs的荧光光谱；图6为CNQDs和Cu/PDA/CNQDs的红外光谱图；图7为CNQDs、PDA/CNQDs和Cu/PDA/CNQDs的Zeta电位图；图8为体外不同组ROS的产生情况；图9为Cu/PDA/CNQDs体外羟基自由基的产生情况；图10为Cu/PDA/CNQDs在不同pH的PBS溶液中羟基自由基的产生结果；图11为Cu/PDA/CNQDs在MCF
‑
7细胞和L
‑
02细胞中的暗毒性；
图12为不同浓度Cu/PDA/CNQDs在红细胞中的溶血率；图13为Cu/PDA/CNQDs在MCF
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7细胞(a
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c)及L
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02细胞(d
‑
f)中的荧光成像图；图14为PBS(a)、PDA/CNQDs + Laser(b)、Cu/PDA/CNQDs + H2O2(c)、Cu/PDA/CNQDs + H2O
2 + Laser(d)组在MCF
‑
7细胞中的ROS荧光成像图；图15为 Cu/PDA/CNQDs的光动力治疗、化学本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种Cu/PDA/CNQDs纳米复合物，其特征在于，包括聚多巴胺/氮化碳量子点(PDA/CNQDs)，和螯合于多巴胺中的铜离子。2.权利要求1所述的Cu/PDA/CNQDs纳米复合物的制备方法，其特征在于，包括：步骤一，氮化碳量子点(CNQDs)与多巴胺(PDA)通过自聚作用组装生成聚多巴胺/氮化碳量子点(PDA/CNQDs)；步骤二，铜离子与聚多巴胺/氮化碳量子点(PDA/CNQDs)中的多巴胺（PDA）螯合，形成铜/聚多巴胺/氮化碳量子点(Cu/PDA/CNQDs)纳米复合物。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：步骤一中，氮化碳量子点（CNQDs）与盐酸多巴胺溶于 Tris
‑
HCl中进行反应，获得的溶液洗涤、离心、冻干后得到聚多巴胺/氮化碳量子点(PDA/CNQDs)。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：步骤一中，在室温下搅拌反应10
‑
14小时。5.根据权利要求3所述的方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：王宁，卞伟，刘苗，何文静，安可心，刘文杰，
申请(专利权)人：山西医科大学，
类型：发明
国别省市：