[发明专利]一种碳点/碳化钛异质结声敏剂的制备方法及其在声动力癌症治疗中的应用

说明书

本发明公开了一种碳点/碳化钛异质结声敏剂的制备方法，包括如下步骤：1)将少层碳化钛分散于去离子水中，得碳化钛溶液；2)随后将近红外二区响应碳点缓慢加入碳化钛溶液中，混合均匀并于室温下搅拌23‑25h；3)用去离子水洗除过量的近红外二区响应碳点，即得碳点/碳化钛异质结声敏剂，将所制备的碳点/碳化钛异质结声敏剂于冷冻干燥机中冷冻干燥后保存。本发明通过构建一种碳点/碳化钛异质结来改善电子‑空穴对快速复合的缺点，从而增强其在超声(US)条件下产生活性氧(ROS)的能力，以达到肿瘤治疗的理想效果。

技术领域

本发明涉及纳米材料制备和生物医学应用领域，具体涉及一种碳点/碳化钛异质结声敏剂的制备方法及其在声动力癌症治疗中的应用。

背景技术

癌症是人类死亡的主要原因之一，传统的癌症治疗，包括手术、放疗和化疗，都有一定的副作用。例如，手术对人体是重大的创伤，而且会导致术后并发症，而放疗和化疗可能破坏人体免疫系统，引起严重的副作用。近年来，低毒、非侵袭性癌症治疗的发展受到越来越多的关注，如光热疗法(PTT)，光动力疗法(PDT)以及声动力疗法(SDT)。其中，SDT是基于PDT开发的一种新的癌症治疗模式，类似于PDT的机制，SDT通过超声激发声敏剂产生活性氧(ROS)来杀死癌细胞。此外，SDT还具有PDT不具备的机械效应。更重要的是，SDT可以克服光敏疗法的深度限制，因此在临床应用中具有优于光疗法的优点。

一些经典的有机小分子类声敏剂如卟啉衍生物、吖啶类化合物以及酞箐等能起到比较好的声动力治疗的效果，但较差的水溶性、生物相容性以及较短的血液循环时间限制了在SDT中的应用。而无机纳米材料由于其良好的生物相容性以及肿瘤靶向能力，因此被开发出来作为无机声敏剂应用到SDT中。无机纳米声敏剂如TiO2，超声条件下形成电子(e-)空穴(h+)对，进一步产生活性氧。然而，钛基纳米材料在水溶液中分散性差、生物降解性差等缺点严重阻碍了其生物医学应用。此外，半导体TiO2的电子空穴对复合快(50±30ns)，带隙宽(3.1eV)，导致其在超声刺激下ROS产率低，达不到理想的治疗效果。因此，研制高效、安全的声敏剂对增强癌症声动力治疗具有重要意义。

发明内容

本发明提供一种碳点/碳化钛(CD@Ti₃C₂)异质结声敏剂的制备及其在声动力癌症治疗中的应用，通过构建一种碳点/碳化钛异质结来改善电子-空穴对快速复合的缺点，从而增强其在超声(US)条件下产生活性氧(ROS)的能力，以达到肿瘤治疗的理想效果。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种碳点/碳化钛(CD@Ti₃C₂)异质结声敏剂的制备方法，包括如下步骤：1)将少层碳化钛分散于去离子水中，得碳化钛溶液；2)随后将近红外二区响应碳点(CDs)缓慢加入碳化钛溶液中，混合均匀并于室温下搅拌23-25h；3)用去离子水洗除过量的近红外二区响应碳点，即得碳点/碳化钛(CD@Ti₃C₂)异质结声敏剂，将所制备的碳点/碳化钛异质结声敏剂于冷冻干燥机中冷冻干燥后保存。

本发明制备的CD@Ti₃C₂异质结主要含有碳、氮、氧、钛四种元素，平均粒径91.9nm，能稳定分散在水溶液、PBS(7.4)和DMEM(10％FBS)中，具有良好的生物相容性。