CN109796972A - 一种单线态氧控释型的碳量子点及其制备方法和应用 - Google Patents
一种单线态氧控释型的碳量子点及其制备方法和应用 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及癌症治疗新材料领域，具体涉及一种单线态氧(1O2)控释型的碳量子点(CDs)及其制备方法和应用。本发明的CDs具有较强的1O2捕获能力，在加热或者超声等条件下可以将捕获的1O2释放出来用于缺氧肿瘤的高效治疗。同时本发明的CDs具有较高的光热转换效率；优异的光稳定性和生物相容性；合成过程简单；原料易得，价格低廉等优点，可用作新型的癌症治疗新材料。
Description
技术领域
本发明属于恶性肿瘤治疗领域，具体涉及一种单线态氧控释型的碳量子点及其制备方法和应用。
背景技术
据世界卫生组织统计，2015年癌症导致了880万人死亡。从全球情况看，近1/6的死亡由癌症造成。因此，癌症治疗在提高人类健康水平中显得尤为重要。传统的肿瘤治疗手段有外科手术、放射治疗、化学治疗，这些治疗方法对患者有较大的创伤或毒副作用，且时常治疗效果不佳。光动力疗法(PDT)是一种新型的非侵入性治疗方式，其原理是，将光敏剂输入体内，在一定时间后，以特定的波长的光照射病变部位。经过一系列的光化学反应，在分子氧的参与下产生的单线态氧(1O2)可以氧化破坏组织和肿瘤细胞中的各种生物大分子，使细胞发生不可逆的损伤，最终使细胞死亡，达到治疗的目的。
肿瘤细胞的恶性增殖和肿瘤血管的畸形生长导致肿瘤组织内部氧气供应不足，肿瘤组织的乏氧环境将降低光敏剂产生单线态氧的效率并削弱氧气依赖的PDT治疗效果。此外，PDT过程中不但会消耗大量的氧气，而且会破坏肿瘤血管，阻断肿瘤部位的氧气供应，经PDT后的肿瘤组织会更加乏氧。由于肿瘤乏氧区的存在，不仅会降低肿瘤对PDT、放疗和化疗等氧气依赖的治疗技术的敏感性，还可能导致肿瘤新生血管及乏氧诱导因子的形成，诱发肿瘤细胞的复发、侵袭和转移，成为肿瘤难以治愈的根本原因。因此，改善肿瘤乏氧环境是国际医学界公认的实现肿瘤彻底治愈必须克服的重要难题。
虽然有很多方法可以改善肿瘤组织内部的乏氧环境，增加肿瘤组织内部氧气的浓度，如氧气载体直接携带氧气进入肿瘤组织、利用肿瘤的特殊微环境，催化过氧化氢产生氧气等。然而氧气载体的生物相容性，进入肿瘤组织后氧气的释放效率等问题需要进一步研究，肿瘤内部的过氧化氢浓度也只有微摩尔水平，可以产生氧气的数量有限。因此，急需新材料新技术来实现恶性乏氧肿瘤的高效治疗。
碳量子点(CDs)具有抗光漂白性能好、生物相容性好、无毒性、易于功能化、能够高产率制备等特性，在光电子器件、纳米催化剂、生物分析、荧光成像和光热治疗癌症等技术领域显示其广阔的应用前景。而CDs含有大量的sp2碳，可以有效地捕获1O2，目前关于可控捕获和释放1O2的CDs的制备及其应用方面的研究还是空白。因此，探索开发基于水溶性CDs的高效、低毒、光稳定性好的治疗恶性肿瘤的新材料对人类健康、国民经济和科学研究都具有及其重要的意义。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种单线态氧控释型的碳量子点及其制备方法和应用。
本发明的目的之一是针对目前临床上治疗癌症的主要方法如手术切除、化学疗法、放射疗法及免疫疗法带来的创伤大、风险高、具有毒副作用、免疫力降低、精神紊乱等不足，发现和提出了一种CDs用于光动力治疗的光敏材料。CDs具有激发光谱宽、光稳定性好、生物相容性好、生物稳定性高、表面易功能化修饰等优点。可以有效的在肿瘤部位积累，促进PDT在肿瘤区域的实施；术后易代谢，对病人的副作用小。
本发明的目的之二是针对肿瘤内缺氧环境导致治疗效果差以及目前的载氧材料存在的不足与存在的问题，开发出一种不受氧气浓度水平影响的可控释放1O2的CDs。
为达到上述目的，本发明的技术方案如下：
一种单线态氧控释型的碳量子点，所述碳量子点具有共轭结构，具有捕获单线态氧的能力，在一定温度条件下，将单线态氧释放出来。
一种单线态氧控释型的碳量子点的制备方法，所述碳量子点以生物质或者有机物为碳源，通过溶剂热法合成。
作为对本发明的制备方法的进一步改进，上述制备方法还包括以下步骤：
步骤1，将碳源分散到第一溶液中，并加入0.001-10M的酸或碱溶液，混合均匀后超声处理10～120min得到反应液；
步骤2，将反应液转入反应容器中，反应温度控制在100～300℃，反应时间0.5～48h，充分反应；
步骤3，反应完后，冷却到室温，收集反应液，通过离心、过滤、透析步骤得到纯的碳量子点水溶液。
作为对本发明的制备方法的进一步改进，将光敏剂溶液与步骤3制备所得的碳量子点溶液混合均匀后，光照激发光敏剂，产生的单线态氧被碳量子点捕获，再通过离心、透析将残留的光敏剂除去。
作为对本发明的制备方法的进一步改进，所述生物质为秸秆类、水果类、海藻类、绿叶中的一种或两种以上混合，所述有机物为含有共轭结构的化合物中的一种或两种以上混合。
作为对本发明的制备方法的进一步改进，所述秸秆类为玉米秸、高粱秸、麦秸、稻草、棉秸中的一种或两种以上混合，所述水果类为苹果皮、香蕉皮、橘子皮、火龙果皮、西瓜皮中的一种或两种以上混合，所述海藻类为海带、紫菜、裙带菜、石花菜中的一种或两种以上混合，所述绿叶为樟树叶、柳树叶、桂花树叶、白菜叶中的一种或两种以上混合；所述含有共轭结构的化合物为苯的衍生物、萘的衍生物、蒽的衍生物的一种或两种以上混合。
作为对本发明的制备方法的进一步改进，所述步骤1中，所述第一溶液为水、四氢呋喃、甲酰胺、乙酰胺、乙醇、甲醇、聚乙二醇中的一种或两种以上混合；所述酸溶液为盐酸、次氯酸、高氯酸、氢溴酸、次溴酸、高溴酸、碘酸、次碘酸、高碘酸、氢氟酸、硼酸、硝酸、亚硝酸、醋酸、柠檬酸、硫酸、次硫酸、碳酸、磷酸、焦磷酸、次磷酸的水溶液中的一种或两种以上混合；所述碱溶液为碱金属或碱土金属的氢氧化物水溶液、磷酸盐水溶液、磷酸一氢盐水溶液、磷酸二氢盐水溶液、氨水中的一种或两种以上混合。
一种单线态氧控释型的碳量子点在温度范围为30-100℃内释放出单线态氧的应用。
作为对上述应用的进一步改进，将单线态氧控释型的碳量子点应用于恶性乏氧肿瘤的治疗
通过上述技术方案，本发明技术方案的有益效果是：
1)CDs的表面分布着大量的羟基、氨基、羧基等亲水基团，这一特性赋予了其优异的水溶性，可以在体液中均匀分散，避免发生聚集诱导的荧光和1O2产率降低的现象。整个治疗过程中由于CDs没有进行大量的化学修饰，其生物相容性较好；
2)CDs和光敏剂能通过静电和疏水作用形成稳定的复合物，提高了光敏剂的包封率和CDs的稳定性；CDs与光敏剂分子的紧密结合，使CDs能够迅速的将光敏剂释放出1O2给捕获，提高了光动力反应的效率；
3)CDs在加热或者超声的条件下，能够将捕获的1O2高效的释放出来作用于肿瘤部位，不涉及氧气的参与，能够更有效的抵抗肿瘤中的缺氧环境来弥补其带来的治疗缺陷。
4)本发明的单线态氧控释型的碳量子点的制备方法简单易行，成本较低，将为新型光敏材料的开发研究和科学使用提供新的思路和方法，为改善肿瘤治疗提供解决问题的新途径，具有广泛的社会和经济价值。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的制备操作流程图。
图2为本发明中的1O2可控释放的CDs的TEM图像。
图3为本发明中以9，10-二溴蒽为原料制备的CDs，在不同光照时间后的紫外吸收峰峰值的变化图。
图4为本发明中以9，10-二溴蒽为原料制备的CDs，光照后捕获1O2在不同温度加热下释放出1O2，用1O2分子探针ADPA检测，ADPA在400nm处的紫外吸收峰峰值的变化图。
图5为本发明中以9，10-二溴蒽为原料制备的CDs并通过在光照条件下捕获1O2后，在不同实验条件下用MTT法测定细胞毒性的图。
图6为本发明中以9，10-二溴蒽为原料制备的CDs并通过在光照条件下捕获1O2后，在不同实验条件下的荷瘤小鼠模型实验——小鼠肿瘤体积变化图。
图7本发明中以9，10-二溴蒽为原料制备的CDs并通过在光照条件下捕获1O2后，在不同实验条件下的荷瘤小鼠模型实验——小鼠体重变化图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
选择秸秆为碳源实施实验，包括以下步骤：
步骤1，CDs的制备：将粉粹后的干燥秸秆放入水热反应釜中，加入40mL水，在180℃下加热12h。冷却至室温后，滤液过滤，16000rpm离心15min，最后用超纯水透析得到纯的CDs水溶液。
步骤2，CDs与光敏剂混合：室温下，将40ml制备好的的CDs水溶液和1ml的光敏剂玫瑰红溶液加入圆底烧瓶中，将混合液在室温下搅拌0.5h。
步骤3，检测CDs捕获1O2的能力：将40mL制备好的CDs与光敏剂的混合液均匀的分成8等分，各组经过不同的光照时间：0，10min，20min，30min，1h，1.5h，2h，2.5h。然后将光照后的各组溶液通过过滤、离心、透析等操作去除玫瑰红，检测各组CDs水溶液的吸光度，根据峰值的变化程度来评价CDs的1O2捕获能力，得出最佳的光照时长为30min。
步骤4，不同温度下，去除光敏剂后的CDs水溶液释放1O2情况的检测：在具有最佳捕获1O2能力的CDs水溶液中加入1O2的分子探针——ADPA。在不同的温度下加热溶液10min(如10℃、20℃、30℃、40℃、50℃、60℃、70℃)，根据400nm处的ADPA吸光度下降情况来评价CDs释放1O2的水平。
步骤5，检测细胞水平下CDs释放1O2的能力：将癌细胞与DCFH-DA以及包载光敏剂的CDs共孵育一段时间。激光照射后，将细胞样本放置于激光共聚焦显微镜下观察，根据其绿色的荧光强度来评价其1O2产生能力。
步骤6，采用不同实验组来检测A549癌细胞的坏死情况：以黑暗为对照组，以光照、光照+CDs、光照+CDs+光敏剂为实验组。在光照30min后，用MTT法测出A549细胞的存活情况。
步骤7，采用不同实验组来检测HeLa癌细胞的坏死情况：以黑暗为对照组，以光照、光照+CDs、光照+CDs+光敏剂为实验组。在光照30min后，用MTT法测出HeLa细胞的存活情况。
步骤8，将负载光敏剂的CDs水溶液通过静脉注射入携带A549或HeLa癌细胞的荷瘤小鼠中，检测CDs的抗癌效果：将其通过静脉注射注入患有癌症的荷瘤小鼠中，采用激光照射肿瘤部位30min，根据肿瘤的体积大小变化和小鼠的体重增减来评价该CDs的抗肿瘤效果。
实施例2：
选择海藻为碳源实施实验，包括以下步骤：
步骤1，CDs的制备：将粉粹后的干燥海藻放入水热反应釜中，加入40mL水，在180℃下加热12h。冷却至室温后，滤液过滤，16000rpm离心15min，最终用超纯水透析得到纯的CDs水溶液。
步骤2，CDs与光敏剂混合：室温下，将40ml制备好的的CDs水溶液和1ml的光敏剂玫瑰红溶液加入圆底烧瓶中，将混合液在室温下搅拌0.5h。
步骤3，检测CDs捕获1O2的能力：将40mL制备好的CDs与光敏剂的混合液均匀的分成8等分，各组经过不同的光照时间：0,10min，20min，30min，1h，1.5h，2h，2.5h。然后将光照后的各组溶液通过过滤、离心、透析等操作去除玫瑰红，检测各组CDs水溶液的吸光度，根据峰值的变化程度来评价CDs的1O2捕获能力，得出最佳的光照时长为30min。
步骤4，不同温度下，去除光敏剂后的CDs水溶液释放1O2情况的检测：在具有最佳捕获1O2能力的CDs水溶液中加入1O2的分子探针——ADPA。在不同的温度下加热溶液10min(如30℃、40℃、50℃、60℃、70℃、80℃、90℃、100℃)，根据400nm处的ADPA吸光度下降情况来评价CDs释放1O2的水平。
步骤5，检测细胞水平下CDs释放1O2的能力：将癌细胞与DCFH-DA以及包载光敏剂的CDs共孵育一段时间。激光照射后，将细胞样本放置于激光共聚焦显微镜下观察，根据其绿色的荧光强度来评价其1O2产生能力。
步骤6，采用不同实验组来检测A549癌细胞的坏死情况：以黑暗为对照组，以光照、光照+CDs、光照+CDs+光敏剂为实验组。在光照30min后，用MTT法测出A549细胞的存活情况。
步骤7，采用不同实验组来检测HeLa癌细胞的坏死情况：以黑暗为对照组，以光照、光照+CDs、光照+CDs+光敏剂为实验组。在光照30min后，用MTT法测出HeLa细胞的存活情况。
步骤8，将负载光敏剂的CDs水溶液通过静脉注射入携带A549或HeLa癌细胞的荷瘤小鼠中，检测CDs的抗癌效果：将其通过静脉注射注入患有癌症的荷瘤小鼠中，采用激光照射肿瘤部位30min，根据肿瘤的体积大小变化和小鼠的体重增减来评价该CDs的抗肿瘤效果。
实施例3：
选择香蕉皮为碳源实施实验，包括以下步骤：
步骤1，CDs的制备：将烘干后的香蕉皮粉粹，取一定量放入水热反应釜中，加入40mL水，在180℃下加热12h。冷却至室温后，滤液过滤，16000rpm离心15min，最终用超纯水透析得到纯的CDs水溶液。
步骤2，CDs与光敏剂混合：室温下，将40ml制备好的的CDs水溶液和1ml的光敏剂玫瑰红溶液加入圆底烧瓶中，将混合液在室温下搅拌0.5h。
步骤3，检测CDs捕获1O2的能力：将40mL制备好的CDs与光敏剂的混合液均匀的分成8等分，各组经过不同的光照时间：0,10min，20min，30min，1h，1.5h，2h，2.5h。然后将光照后的各组溶液通过过滤、离心、透析等操作去除玫瑰红，检测各组CDs水溶液的吸光度，根据峰值的变化程度来评价CDs的1O2捕获能力，得出最佳的光照时长为30min。
步骤4，不同温度下，去除光敏剂后的CDs水溶液释放1O2情况的检测：在具有最佳捕获1O2能力的CDs水溶液中加入1O2的分子探针——ADPA。在不同的温度下加热溶液10min(如30℃、40℃、50℃、60℃、70℃、80℃、90℃、100℃)，根据400nm处的ADPA吸光度下降情况来评价CDs释放1O2的水平。
步骤5，检测细胞水平下CDs释放1O2的能力：将癌细胞与DCFH-DA以及包载光敏剂的CDs共孵育一段时间。激光照射后，将细胞样本放置于激光共聚焦显微镜下观察，根据其绿色的荧光强度来评价其1O2产生能力。
步骤6，采用不同实验组来检测A549癌细胞的坏死情况：以黑暗为对照组，以光照、光照+CDs、光照+CDs+光敏剂为实验组。在光照30min后，用MTT法测出A549细胞的存活情况。
步骤7，采用不同实验组来检测HeLa癌细胞的坏死情况：以黑暗为对照组，以光照、光照+CDs、光照+CDs+光敏剂为实验组。在光照30min后，用MTT法测出HeLa细胞的存活情况。
步骤8，将负载光敏剂的CDs水溶液通过静脉注射入携带A549或HeLa癌细胞的荷瘤小鼠中，检测CDs的抗癌效果：将其通过静脉注射注入患有癌症的荷瘤小鼠中，采用激光照射肿瘤部位30min，根据肿瘤的体积大小变化和小鼠的体重增减来评价该CDs的抗肿瘤效果。
实施例4：
选择9-苯基蒽为碳源实施实验，包括以下步骤：
步骤1，CDs的制备：取一定量的9-苯基蒽放入烧杯中，加入40mL1mol/L的氢氧化钠水溶液，超声处理30min得到反应液。将反应液转入水热反应釜，在180℃下加热12h。冷却至室温后，滤液过滤，16000rpm离心15min，最后用超纯水透析得到纯的CDs水溶液。
步骤2，CDs与光敏剂混合：室温下，将40ml制备好的的CDs水溶液和1ml的光敏剂玫瑰红溶液加入圆底烧瓶中，将混合液在室温下搅拌0.5h。
步骤3，检测CDs捕获1O2的能力：将40mL制备好的负载光敏剂后的CDs水溶液均匀的分成8等分，各组经过不同的光照时间：0,10min，20min，30min，1h，1.5h，2h，2.5h。然后将光照后的各组溶液通过过滤、离心、透析等操作去除玫瑰红，检测各组CDs水溶液的吸光度，根据峰值的变化程度来评价CDs的1O2捕获能力，得出最佳的光照时长为30min。
步骤4，不同温度下，去除光敏剂后的CDs水溶液释放1O2情况的检测：在具有最佳捕获1O2能力的CDs水溶液中加入1O2的分子探针——ADPA。在不同的温度下加热溶液10min(如30℃、40℃、50℃、60℃、70℃、80℃、90℃、100℃)，根据400nm处的ADPA吸光度下降情况来评价CDs释放1O2的水平。
步骤5，检测细胞水平下CDs释放1O2的能力：将癌细胞与DCFH-DA以及包载光敏剂的CDs共孵育一段时间。激光照射后，将细胞样本放置于激光共聚焦显微镜下观察，根据其绿色的荧光强度来评价其1O2产生能力。
步骤6，采用不同实验组来检测A549癌细胞的坏死情况：以黑暗为对照组，以光照、光照+CDs、光照+CDs+光敏剂为实验组。在光照30min后，用MTT法测出A549细胞的存活情况。
步骤7，采用不同实验组来检测HeLa癌细胞的坏死情况：以黑暗为对照组，以光照、光照+CDs、光照+CDs+光敏剂为实验组。在光照30min后，用MTT法测出HeLa细胞的存活情况。
步骤8，将负载光敏剂的CDs水溶液通过静脉注射入携带A549或HeLa癌细胞的荷瘤小鼠中，检测CDs的抗癌效果：将其通过静脉注射注入患有癌症的荷瘤小鼠中，采用激光照射肿瘤部位30min，根据肿瘤的体积大小变化和小鼠的体重增减来评价该CDs的抗肿瘤效果。
实施例5：
选择9，10-二溴蒽为碳源实施实验，包括以下步骤：
步骤1，CDs的制备：取一定量的9，10-二溴蒽放入烧杯中，加入40mL1mol/L的氢氧化钠水溶液，超声处理30min得到反应液。将反应液转入水热反应釜，在180℃下加热12h。冷却至室温后，滤液过滤，16000rpm离心15min，最后用超纯水透析得到纯的CDs水溶液。
步骤2，CDs与光敏剂混合：室温下，将40ml制备好的的CDs水溶液和1ml的光敏剂玫瑰红溶液加入圆底烧瓶中，将混合液在室温下搅拌0.5h。
步骤3，检测CDs捕获1O2的能力：将40mL制备好的CDs与光敏剂的混合液均匀的分成8等分，各组经过不同的光照时间：0,10min，20min，30min，1h，1.5h，2h，2.5h。然后将光照后的各组溶液通过过滤、离心、透析等操作去除玫瑰红，检测各组CDs水溶液的吸光度，根据峰值的变化程度来评价CDs的1O2捕获能力，得出最佳的光照时长为30min。
步骤4，不同温度下，去除光敏剂后的CDs水溶液释放1O2情况的检测：在具有最佳捕获1O2能力的CDs水溶液中加入1O2的分子探针——ADPA。在不同的温度下加热溶液10min(如30℃、40℃、50℃、60℃、70℃、80℃、90℃、100℃)，根据400nm处的ADPA吸光度下降情况来评价CDs释放1O2的水平。
步骤5，检测细胞水平下CDs释放1O2的能力：将癌细胞与DCFH-DA以及包载光敏剂的CDs共孵育一段时间。激光照射后，将细胞样本放置于激光共聚焦显微镜下观察，根据其绿色的荧光强度来评价其1O2产生能力。
步骤6，采用不同实验组来检测A549癌细胞的坏死情况：以黑暗为对照组，以光照、光照+CDs、光照+CDs+光敏剂为实验组。在光照30min后，用MTT法测出A549细胞的存活情况。
步骤7，采用不同实验组来检测HeLa癌细胞的坏死情况：以黑暗为对照组，以光照、光照+CDs、光照+CDs+光敏剂为实验组。在光照30min后，用MTT法测出HeLa细胞的存活情况。
步骤8，将负载光敏剂的CDs水溶液通过静脉注射入携带A549或HeLa癌细胞的荷瘤小鼠中，检测CDs的抗癌效果：将其通过静脉注射注入患有癌症的荷瘤小鼠中，采用激光照射肿瘤部位30min，根据肿瘤的体积大小变化和小鼠的体重增减来评价该CDs的抗肿瘤效果。
实施例6：
选择1-甲氧基萘为碳源实施实验，包括以下步骤：
步骤1，CDs的制备：取一定量的1-甲氧基萘放入烧杯中，加入40mL1mol/L的氢氧化钠水溶液，超声处理30min得到反应液。将反应液转入水热反应釜，在180℃下加热12h。冷却至室温后，滤液过滤，16000rpm离心15min，最后用超纯水透析得到纯的CDs水溶液。
步骤2，CDs与光敏剂混合：室温下，将40ml制备好的的CDs水溶液和1ml的光敏剂玫瑰红溶液加入圆底烧瓶中，将混合液在室温下搅拌0.5h。
步骤3，检测CDs捕获1O2的能力：将40mL制备好的CDs与光敏剂的混合液均匀的分成8等分，各组经过不同的光照时间：0,10min，20min，30min，1h，1.5h，2h，2.5h。然后将光照后的各组溶液通过过滤、离心、透析等操作去除玫瑰红，检测各组CDs水溶液的吸光度，根据峰值的变化程度来评价CDs的1O2捕获能力，得出最佳的光照时长为30min。
步骤4，不同温度下，去除光敏剂后的CDs水溶液释放1O2情况的检测：在具有最佳捕获1O2能力的CDs水溶液中加入1O2的分子探针——ADPA。在不同的温度下加热溶液10min(如30℃、40℃、50℃、60℃、70℃、80℃、90℃、100℃)，根据400nm处的ADPA吸光度下降情况来评价CDs释放1O2的水平。
步骤5，检测细胞水平下CDs释放1O2的能力：将癌细胞与DCFH-DA以及包载光敏剂的CDs共孵育一段时间。激光照射后，将细胞样本放置于激光共聚焦显微镜下观察，根据其绿色的荧光强度来评价其1O2产生能力。
步骤6，采用不同实验组来检测A549癌细胞的坏死情况：以黑暗为对照组，以光照、光照+CDs、光照+CDs+光敏剂为实验组。在光照30min后，用MTT法测出A549细胞的存活情况。
步骤7，采用不同实验组来检测HeLa癌细胞的坏死情况：以黑暗为对照组，以光照、光照+CDs、光照+CDs+光敏剂为实验组。在光照30min后，用MTT法测出HeLa细胞的存活情况。
步骤8，将负载光敏剂的CDs水溶液通过静脉注射入携带A549或HeLa癌细胞的荷瘤小鼠中，检测CDs的抗癌效果：将其通过静脉注射注入患有癌症的荷瘤小鼠中，采用激光照射肿瘤部位30min，根据肿瘤的体积大小变化和小鼠的体重增减来评价该CDs的抗肿瘤效果。
对上述实施例1-6进行检测，具体针对实施例5的检测结果进行分析。
结合图1，一种1O2控释型的CDs的制备及应用实验流程图。CDs通过水热法制得，在表面负载上光敏剂。在激光照射情况下，光敏剂可以释放出1O2，随后CDs将1O2快速捕获。通过过滤、离心和透析等方法去除光敏剂，CDs在加热或者超声等操作下将捕获的1O2释放出来用于缺氧肿瘤的高效治疗。
结合图2，一种1O2控释型的CDs的透射电镜扫描图，其分散性良好。
结合图3，CDs与光敏剂的混合液经过不同时间的光照时间，其吸收光谱的峰值随着照射的时间增加而下降，在光照30min时达到最小值，随后变化不大。说明该CDs在光照30min后就达到了1O2最大捕获量。
结合图4，经过过滤、离心、透析等操作去除光敏剂后，CDs水溶液通过油浴加热至不同温度，用1O2的分子探针ADPA检测其1O2的释放情况。ADPA在400nm处的紫外吸收光谱的峰值随着温度的增加，先下降后保持稳定，在温度为50℃的时候最先达到最低值。这说明在加热温度为50℃时，该CDs的1O2释放达到最大值。
结合图5，在不同实验条件下，分析该CDs的细胞毒性。从图中可以得出，黑暗条件下的癌细胞活性变化非常小，而负载光敏剂的CDs在光照下的实验组与只有光照或纯CDs加光照条件的实验组相比较，在光照射10min后，癌细胞的活性降为20％左右，说明该CDs的抗癌效果良好。
结合图6，分析不同实验条件下的荷瘤小鼠的肿瘤体积变化。从图中得出，注射负载光敏剂的CDs水溶液与光照处理的小鼠的肿瘤体积在10天内几乎不变。说明该CDs能够抑制肿瘤的生长，达到高效治疗癌症的目的。
结合图7，分析不同实验条件下的荷瘤小鼠的体重变化。从图中得出，不同的试验条件对小鼠的体重重量影响可忽略不计。说明该CDs的具有较高的生物相容性，对生物体的副作用小。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (9)
1.一种单线态氧控释型的碳量子点，其特征在于，所述碳量子点具有共轭结构，具有捕获单线态氧的能力，在一定温度条件下，将单线态氧释放出来。
2.一种单线态氧控释型的碳量子点的制备方法，其特征在于，所述碳量子点以生物质或者有机物为碳源，通过溶剂热法合成。
3.根据权利要求2所述的单线态氧控释型的碳量子点的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，将碳源分散到第一溶液中，并加入0.001-10M的酸或碱溶液，混合均匀后超声处理10～120min得到反应液；
步骤2，将反应液转入反应容器中，反应温度控制在100～300℃，反应时间0.5～48h，充分反应；
步骤3，反应完后，冷却到室温，收集反应液，通过离心、过滤、透析步骤得到纯的碳量子点水溶液。
4.根据权利要求3所述的单线态氧控释型的碳量子点的制备方法，其特征在于，将光敏剂溶液与步骤3制备所得的碳量子点溶液混合均匀后，光照激发光敏剂，产生的单线态氧被碳量子点捕获，再通过离心、透析将残留的光敏剂除去。
5.根据权利要求3所述的单线态氧控释型的碳量子点的制备方法，其特征在于，所述生物质为秸秆类、水果类、海藻类、绿叶中的一种或两种以上混合，所述有机物为含有共轭结构的化合物中的一种或两种以上混合。
6.根据权利要求5所述的单线态氧控释型的碳量子点的制备方法，其特征在于，所述秸秆类为玉米秸、高粱秸、麦秸、稻草、棉秸中的一种或两种以上混合，所述水果类为苹果皮、香蕉皮、橘子皮、火龙果皮、西瓜皮中的一种或两种以上混合，所述海藻类为海带、紫菜、裙带菜、石花菜中的一种或两种以上混合，所述绿叶为樟树叶、柳树叶、桂花树叶、白菜叶中的一种或两种以上混合；所述含有共轭结构的化合物为苯的衍生物、萘的衍生物、蒽的衍生物的一种或两种以上混合。
7.根据权利要求3所述的单线态氧控释型的碳量子点的制备方法，其特征在于，所述步骤1中，所述第一溶液为水、四氢呋喃、甲酰胺、乙酰胺、乙醇、甲醇、聚乙二醇中的一种或两种以上混合；所述酸溶液为盐酸、次氯酸、高氯酸、氢溴酸、次溴酸、高溴酸、碘酸、次碘酸、高碘酸、氢氟酸、硼酸、硝酸、亚硝酸、醋酸、柠檬酸、硫酸、次硫酸、碳酸、磷酸、焦磷酸、次磷酸的水溶液中的一种或两种以上混合；所述碱溶液为碱金属或碱土金属的氢氧化物水溶液、磷酸盐水溶液、磷酸一氢盐水溶液、磷酸二氢盐水溶液、氨水中的一种或两种以上混合。
8.一种单线态氧控释型的碳量子点在温度范围为30-100℃内释放出单线态氧的应用。
9.根据权利要求8所述的单线态氧控释型的碳量子点的应用，其特征在于，将单线态氧控释型的碳量子点应用于恶性乏氧肿瘤的治疗。
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