一种具有光热光动力双光疗性能的碳点及其制备方法与应用技术

本发明专利技术属于抗菌治疗技术领域，具体涉及一种具有光热光动力双光疗性能的碳点及其制备方法

【技术实现步骤摘要】
一种具有光热光动力双光疗性能的碳点及其制备方法与应用


[0001]本专利技术属于抗菌治疗
，涉及一种具有光热光动力治疗抗菌性能碳点的制备及其在抗菌中的应用
。

技术介绍

[0002]细菌感染引起的一系列并发症，如肺炎
、
脑膜炎
、
皮肤溃疡等疾病对人类的健康造成巨大的威胁
。
常见的伤口表面细菌感染是治疗这类疾病的障碍之一，为了解决这一问题，抗生素
、
抗菌肽和季铵盐化合物已被研究和广泛应用
。
其中，抗生素作为有效的抗菌药物被广泛开发
。
但随着耐药细菌的不断出现，许多抗生素在治疗细菌感染方面变得越来越无效，这可能导致感染时间延长，费用增加，甚至增加常见细菌感染的死亡率
。
然而，新型抗生素面临开发成本高
、
有效时间短等问题，使得抗生素的开发跟不上耐药菌的出现速度，不能从根本上解决细菌耐药的问题
。
因此，开发一种新型抗菌药物替代传统抗生素治疗细菌感染具有重要的现实意义
。
[0003]近年来，光热疗法
(PTT)
因其具有无创
、
靶向选择性治疗
、
副作用小等独特优点，被认为是抗菌
、
消毒和肿瘤治疗的一种很有效的方法
。
它是通过光敏剂在合适光源
(
一般是
780nm
～
1100nm
范围的近红外光/>)
存在的情况下，将光能转换成热能，破坏细菌的细胞膜和相关蛋白从而杀死细菌的治疗方法
。
与传统的抗生素治疗相比，
PTT
具有对多种病原体
(
甚至是抗生素耐药菌和生物膜中的细菌
)
具有广谱抗菌活性
、
治疗时间短
(
仅几分钟
)
以及细菌耐药性可忽略不计等诸多优势
。
[0004]光动力抗菌
(PDT)
，是一种新兴的非侵入性抗菌疗法
。PDT
可以在特定波长的可见光光源
(
一般波长为
660nm)
激发下激活目标位置处的光敏剂，产生具有细胞毒性的活性氧，氧化组成细胞结构的多种生物大分子，例如蛋白质
、
核酸
、
脂类等，致使细胞结构发生由内而外的破坏，从而导致细菌死亡
。
[0005]然而，单一
PTT
会因局部过热等问题破坏正常组织细胞，单一
PDT
也同样需要大量的
ROS
来杀死细菌，过量的
ROS
会引起正常细胞的炎症
、
纤维化和坏死
。
因此，
PTT
与
PDT
协同抗菌具有巨大的应用潜力，因为
PTT
不依赖氧气，在近红外光照射下可以产生热量，可弥补长时间
PDT
在杀菌效率上的缺陷，从而达到更好的杀菌效果
。
[0006]高分子纳米材料
、
金纳米棒
、
石墨烯等都具有良好的光热转换性能，将光能转化为热能用于杀菌
。
碳基纳米材料
(
碳纳米管
、
碳纳米颗粒
、
碳点等
)
是目前研究的最多
、
最为广泛的一类优异的光热剂，此类光敏剂具有光稳定性好
、
光热转换效率高
、
生物相容性好
、
绿色安全
、
低成本的优点
。
目前针对碳点抗菌的研究以
PTT
或
PDT
单模式为主，亦有少数报道采用碳点与其他光敏剂结合形成复合光敏剂，实现将光热
PTT
和光动力
PDT
结合协同作用，或者是以较低波长光源
(660nm)
对碳点进行辐照产生作用
。
因此，开发同时具有光热和光动力双光疗性能的绿色安全且可以在近红外光照射下的新型碳点是抗菌治疗的一个重要研究方向
。

技术实现思路

[0007]有鉴于此，本专利技术的第一个目的是针对现有技术中存在的问题，提供一种具有光热光动力双光疗性能的碳点
。
[0008]需要说明的是，碳点因具有良好的水溶性
、
高稳定性
、
低毒性
、
优良的生物相容性和低环境影响等特性，可应用在多种体系环境，如碳点可负载在水凝胶
、
气凝胶
、
纤维膜或者制备成含碳点的水溶液，用于医疗领域
。
[0009]因此，本专利技术致力于开发一种同时具有光热和光动力协同抗菌性能的新型碳点，以对正常组织安全的近红外光照射实现细菌感染治疗，以综合优点解决细菌感染单一模式治疗的缺点，该协同抗菌材料和治疗模式对治疗细菌感染意义重大
。
[0010]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0011]一种具有光热光动力双光疗性能的碳点，所述碳点为采用一步水热法制备具有
PDT
与
PTT
协同抗菌的碳点；所述碳点是以季铵盐作为碳源，负载铜离子制备得到；且所述碳点为
CuQACDs。
[0012]进一步需要说明的是，单一
PTT
会因局部过热等问题破坏正常组织细胞，单一
PDT
也同样需要大量的
ROS
来杀死细菌，过量的
ROS
会引起正常细胞的炎症
、
纤维化和坏死
。
具有光热转换特性的碳点
(CDs)
能在近红外光激发下提高局部温度，引起细菌
DNA
损伤和蛋白质变性
。
虽然避免了耐药菌的出现，但因其对光的吸收通常在短波区，使其应用条件较为苛刻，同时还存在造成人体正常组织和细胞的二次伤害的风险，也限制了其在临床中的广泛使用
。
[0013]因此，本专利技术以具有抗菌性的季铵盐作为碳源，所制备的碳点可保留其抗菌性能，同时通过掺杂金属铜离子，增加碳点在近红外区的吸收，提高其光热性能，有利于细菌损伤
。
另外，铜离子本身也具有抗菌性，在结合季铵盐杀伤细菌机理的基础上，通过在单一近红外波长激发下实现
PDT
与
PTT
协同治疗，有助于克服耐药性问题，在抗菌领域具有良好的应用潜力
。
[0014]具体地，碳点是一种尺寸低于
10nm、
超细
、
分散
、
准球形的碳纳米颗粒，其可以通过物理作用破坏细胞膜结构和诱导增加
ROS<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种具有光热光动力双光疗性能碳点，其特征在于，所述碳点为采用一步水热法制备具有
PDT
与
PTT
协同抗菌的碳点；所述碳点是以季铵盐作为碳源，负载铜离子制备得到；且所述碳点为
CuQACDs。2.
一种如权利要求1所述具有光热光动力双光疗性能碳点的制备方法，其特征在于，所述方法具体包括如下步骤：称取铜盐和季铵盐，加入水搅拌溶解；随后水热反应，待反应结束后静置至室温，过滤，透析纯化并冷冻干燥制得所述的具有光热光动力双光疗性能的碳点
。3.
根据权利要求2所述的具有光热光动力双光疗性能碳点的制备方法，其特征在于，所述铜盐为二水合氯化铜
、
硫酸铜
、
碳酸铜或硝酸铜，所述季铵盐为烯丙基三甲基氯化铵
、
双葵基二甲基氯化铵或双...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹学琼，沈思远，邱愚蘅，吕菊，葛桐，黄金红，张馨月，
申请(专利权)人：海南大学，
类型：发明
国别省市：