CN115624620A - 抑制β淀粉样蛋白聚集的碳点抑制剂及合成方法和应用 - Google Patents
抑制β淀粉样蛋白聚集的碳点抑制剂及合成方法和应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115624620A CN115624620A CN202211219978.8A CN202211219978A CN115624620A CN 115624620 A CN115624620 A CN 115624620A CN 202211219978 A CN202211219978 A CN 202211219978A CN 115624620 A CN115624620 A CN 115624620A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- beta
- cpds
- reaction
- carbon
- inhibitor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 41
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 41
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 title claims abstract description 30
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 title claims abstract description 25
- 102000013455 Amyloid beta-Peptides Human genes 0.000 title claims abstract description 21
- 108010090849 Amyloid beta-Peptides Proteins 0.000 title claims abstract description 21
- 230000004845 protein aggregation Effects 0.000 title claims abstract description 14
- 238000001308 synthesis method Methods 0.000 title abstract description 6
- 238000000254 composite pulse decoupling sequence Methods 0.000 claims abstract description 59
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 31
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 31
- 208000024827 Alzheimer disease Diseases 0.000 claims abstract description 29
- 239000003504 photosensitizing agent Substances 0.000 claims abstract description 22
- GEYOCULIXLDCMW-UHFFFAOYSA-N 1,2-phenylenediamine Chemical compound NC1=CC=CC=C1N GEYOCULIXLDCMW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 18
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims abstract description 17
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims abstract description 17
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 14
- 238000000502 dialysis Methods 0.000 claims abstract description 14
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 14
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 10
- 208000037259 Amyloid Plaque Diseases 0.000 claims abstract description 9
- 238000001027 hydrothermal synthesis Methods 0.000 claims abstract description 9
- 239000004695 Polyether sulfone Substances 0.000 claims abstract description 8
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000004108 freeze drying Methods 0.000 claims abstract description 8
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims abstract description 8
- 229920006393 polyether sulfone Polymers 0.000 claims abstract description 8
- -1 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 claims abstract description 8
- 239000000376 reactant Substances 0.000 claims abstract description 8
- 238000002390 rotary evaporation Methods 0.000 claims abstract description 8
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- IDGUHHHQCWSQLU-UHFFFAOYSA-N ethanol;hydrate Chemical compound O.CCO IDGUHHHQCWSQLU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 claims abstract description 7
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 4
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims abstract description 3
- 229960000907 methylthioninium chloride Drugs 0.000 claims description 26
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 25
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 18
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- AUNGANRZJHBGPY-SCRDCRAPSA-N Riboflavin Chemical compound OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H](O)CN1C=2C=C(C)C(C)=CC=2N=C2C1=NC(=O)NC2=O AUNGANRZJHBGPY-SCRDCRAPSA-N 0.000 claims description 12
- 230000006933 amyloid-beta aggregation Effects 0.000 claims description 12
- IICCLYANAQEHCI-UHFFFAOYSA-N 4,5,6,7-tetrachloro-3',6'-dihydroxy-2',4',5',7'-tetraiodospiro[2-benzofuran-3,9'-xanthene]-1-one Chemical compound O1C(=O)C(C(=C(Cl)C(Cl)=C2Cl)Cl)=C2C21C1=CC(I)=C(O)C(I)=C1OC1=C(I)C(O)=C(I)C=C21 IICCLYANAQEHCI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229930187593 rose bengal Natural products 0.000 claims description 8
- 229940081623 rose bengal Drugs 0.000 claims description 8
- STRXNPAVPKGJQR-UHFFFAOYSA-N rose bengal A Natural products O1C(=O)C(C(=CC=C2Cl)Cl)=C2C21C1=CC(I)=C(O)C(I)=C1OC1=C(I)C(O)=C(I)C=C21 STRXNPAVPKGJQR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- AUNGANRZJHBGPY-UHFFFAOYSA-N D-Lyxoflavin Natural products OCC(O)C(O)C(O)CN1C=2C=C(C)C(C)=CC=2N=C2C1=NC(=O)NC2=O AUNGANRZJHBGPY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229960002477 riboflavin Drugs 0.000 claims description 6
- 235000019192 riboflavin Nutrition 0.000 claims description 6
- 239000002151 riboflavin Substances 0.000 claims description 6
- 150000003384 small molecules Chemical class 0.000 claims description 6
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 claims description 3
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 2
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 claims description 2
- RBTBFTRPCNLSDE-UHFFFAOYSA-N 3,7-bis(dimethylamino)phenothiazin-5-ium Chemical compound C1=CC(N(C)C)=CC2=[S+]C3=CC(N(C)C)=CC=C3N=C21 RBTBFTRPCNLSDE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 claims 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 claims 1
- 241000244206 Nematoda Species 0.000 abstract description 33
- 239000000835 fiber Substances 0.000 abstract description 10
- 229940079593 drug Drugs 0.000 abstract description 7
- 239000003814 drug Substances 0.000 abstract description 7
- 241000244203 Caenorhabditis elegans Species 0.000 abstract description 5
- 238000007664 blowing Methods 0.000 abstract description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 abstract description 2
- CXKWCBBOMKCUKX-UHFFFAOYSA-M methylene blue Chemical compound [Cl-].C1=CC(N(C)C)=CC2=[S+]C3=CC(N(C)C)=CC=C3N=C21 CXKWCBBOMKCUKX-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 25
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 22
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 17
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 16
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 13
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 12
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 12
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 11
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 10
- IQFVPQOLBLOTPF-HKXUKFGYSA-L congo red Chemical compound [Na+].[Na+].C1=CC=CC2=C(N)C(/N=N/C3=CC=C(C=C3)C3=CC=C(C=C3)/N=N/C3=C(C4=CC=CC=C4C(=C3)S([O-])(=O)=O)N)=CC(S([O-])(=O)=O)=C21 IQFVPQOLBLOTPF-HKXUKFGYSA-L 0.000 description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 7
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 7
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 6
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 5
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 5
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 5
- 108090000765 processed proteins & peptides Proteins 0.000 description 5
- 239000000047 product Substances 0.000 description 5
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 5
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 210000004556 brain Anatomy 0.000 description 4
- 238000012258 culturing Methods 0.000 description 4
- 238000013461 design Methods 0.000 description 4
- 238000011161 development Methods 0.000 description 4
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 4
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 4
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 4
- 230000004083 survival effect Effects 0.000 description 4
- BYEAHWXPCBROCE-UHFFFAOYSA-N 1,1,1,3,3,3-hexafluoropropan-2-ol Chemical compound FC(F)(F)C(O)C(F)(F)F BYEAHWXPCBROCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 238000007605 air drying Methods 0.000 description 3
- 125000000539 amino acid group Chemical group 0.000 description 3
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 3
- 239000001963 growth medium Substances 0.000 description 3
- 238000011534 incubation Methods 0.000 description 3
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 239000010445 mica Substances 0.000 description 3
- 229910052618 mica group Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000012452 mother liquor Substances 0.000 description 3
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 3
- 229920001184 polypeptide Polymers 0.000 description 3
- 102000004196 processed proteins & peptides Human genes 0.000 description 3
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 3
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 3
- 238000011160 research Methods 0.000 description 3
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 3
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 3
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 3
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 3
- 102000002659 Amyloid Precursor Protein Secretases Human genes 0.000 description 2
- 108010043324 Amyloid Precursor Protein Secretases Proteins 0.000 description 2
- 206010016654 Fibrosis Diseases 0.000 description 2
- 206010028980 Neoplasm Diseases 0.000 description 2
- 239000001888 Peptone Substances 0.000 description 2
- 108010080698 Peptones Proteins 0.000 description 2
- 238000000862 absorption spectrum Methods 0.000 description 2
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 201000011510 cancer Diseases 0.000 description 2
- 239000012295 chemical reaction liquid Substances 0.000 description 2
- HVYWMOMLDIMFJA-DPAQBDIFSA-N cholesterol Chemical compound C1C=C2C[C@@H](O)CC[C@]2(C)[C@@H]2[C@@H]1[C@@H]1CC[C@H]([C@H](C)CCCC(C)C)[C@@]1(C)CC2 HVYWMOMLDIMFJA-DPAQBDIFSA-N 0.000 description 2
- 238000003501 co-culture Methods 0.000 description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 230000003013 cytotoxicity Effects 0.000 description 2
- 231100000135 cytotoxicity Toxicity 0.000 description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 2
- 230000004761 fibrosis Effects 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 2
- 235000019319 peptone Nutrition 0.000 description 2
- 238000002428 photodynamic therapy Methods 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 2
- 230000001954 sterilising effect Effects 0.000 description 2
- 208000024891 symptom Diseases 0.000 description 2
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 2
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- 238000000870 ultraviolet spectroscopy Methods 0.000 description 2
- 229920001817 Agar Polymers 0.000 description 1
- 101710137189 Amyloid-beta A4 protein Proteins 0.000 description 1
- 101710151993 Amyloid-beta precursor protein Proteins 0.000 description 1
- 102100022704 Amyloid-beta precursor protein Human genes 0.000 description 1
- 206010012289 Dementia Diseases 0.000 description 1
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000255581 Drosophila <fruit fly, genus> Species 0.000 description 1
- 241001167795 Escherichia coli OP50 Species 0.000 description 1
- 239000012880 LB liquid culture medium Substances 0.000 description 1
- 206010029350 Neurotoxicity Diseases 0.000 description 1
- 206010033799 Paralysis Diseases 0.000 description 1
- 240000004808 Saccharomyces cerevisiae Species 0.000 description 1
- 206010039966 Senile dementia Diseases 0.000 description 1
- 206010044221 Toxic encephalopathy Diseases 0.000 description 1
- 238000002835 absorbance Methods 0.000 description 1
- 239000008272 agar Substances 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- DZHSAHHDTRWUTF-SIQRNXPUSA-N amyloid-beta polypeptide 42 Chemical compound C([C@@H](C(=O)N[C@@H](C)C(=O)N[C@@H](CCC(O)=O)C(=O)N[C@@H](CC(O)=O)C(=O)N[C@H](C(=O)NCC(=O)N[C@@H](CO)C(=O)N[C@@H](CC(N)=O)C(=O)N[C@@H](CCCCN)C(=O)NCC(=O)N[C@@H](C)C(=O)N[C@H](C(=O)N[C@@H]([C@@H](C)CC)C(=O)NCC(=O)N[C@@H](CC(C)C)C(=O)N[C@@H](CCSC)C(=O)N[C@@H](C(C)C)C(=O)NCC(=O)NCC(=O)N[C@@H](C(C)C)C(=O)N[C@@H](C(C)C)C(=O)N[C@@H]([C@@H](C)CC)C(=O)N[C@@H](C)C(O)=O)[C@@H](C)CC)C(C)C)NC(=O)[C@H](CC=1C=CC=CC=1)NC(=O)[C@@H](NC(=O)[C@H](CC(C)C)NC(=O)[C@H](CCCCN)NC(=O)[C@H](CCC(N)=O)NC(=O)[C@H](CC=1N=CNC=1)NC(=O)[C@H](CC=1N=CNC=1)NC(=O)[C@@H](NC(=O)[C@H](CCC(O)=O)NC(=O)[C@H](CC=1C=CC(O)=CC=1)NC(=O)CNC(=O)[C@H](CO)NC(=O)[C@H](CC(O)=O)NC(=O)[C@H](CC=1N=CNC=1)NC(=O)[C@H](CCCNC(N)=N)NC(=O)[C@H](CC=1C=CC=CC=1)NC(=O)[C@H](CCC(O)=O)NC(=O)[C@H](C)NC(=O)[C@@H](N)CC(O)=O)C(C)C)C(C)C)C1=CC=CC=C1 DZHSAHHDTRWUTF-SIQRNXPUSA-N 0.000 description 1
- 230000003941 amyloidogenesis Effects 0.000 description 1
- 125000006615 aromatic heterocyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 238000003556 assay Methods 0.000 description 1
- 238000000089 atomic force micrograph Methods 0.000 description 1
- 239000012620 biological material Substances 0.000 description 1
- 230000008499 blood brain barrier function Effects 0.000 description 1
- 210000001218 blood-brain barrier Anatomy 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 1
- 235000012000 cholesterol Nutrition 0.000 description 1
- 230000000593 degrading effect Effects 0.000 description 1
- 206010012601 diabetes mellitus Diseases 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 1
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000010494 dissociation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005593 dissociations Effects 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000013399 early diagnosis Methods 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 239000000834 fixative Substances 0.000 description 1
- ODKNJVUHOIMIIZ-RRKCRQDMSA-N floxuridine Chemical compound C1[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@H]1N1C(=O)NC(=O)C(F)=C1 ODKNJVUHOIMIIZ-RRKCRQDMSA-N 0.000 description 1
- 238000000799 fluorescence microscopy Methods 0.000 description 1
- 229920001002 functional polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 208000019622 heart disease Diseases 0.000 description 1
- 125000005842 heteroatom Chemical group 0.000 description 1
- 231100000086 high toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 1
- 238000000338 in vitro Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000002372 labelling Methods 0.000 description 1
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 description 1
- 231100000053 low toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 229920002521 macromolecule Polymers 0.000 description 1
- 230000002503 metabolic effect Effects 0.000 description 1
- 238000000386 microscopy Methods 0.000 description 1
- 210000005036 nerve Anatomy 0.000 description 1
- 230000004770 neurodegeneration Effects 0.000 description 1
- 208000015122 neurodegenerative disease Diseases 0.000 description 1
- 230000007135 neurotoxicity Effects 0.000 description 1
- 231100000228 neurotoxicity Toxicity 0.000 description 1
- 239000002547 new drug Substances 0.000 description 1
- 238000010606 normalization Methods 0.000 description 1
- 230000017448 oviposition Effects 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 150000004968 peroxymonosulfuric acids Chemical class 0.000 description 1
- 238000007539 photo-oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000007626 photothermal therapy Methods 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 238000010079 rubber tapping Methods 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 241000894007 species Species 0.000 description 1
- 238000010186 staining Methods 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 239000011550 stock solution Substances 0.000 description 1
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
- 230000008685 targeting Effects 0.000 description 1
- 230000001225 therapeutic effect Effects 0.000 description 1
- 238000009210 therapy by ultrasound Methods 0.000 description 1
- 230000009261 transgenic effect Effects 0.000 description 1
- 238000004627 transmission electron microscopy Methods 0.000 description 1
- 238000002371 ultraviolet--visible spectrum Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
- A61K41/00—Medicinal preparations obtained by treating materials with wave energy or particle radiation ; Therapies using these preparations
- A61K41/0057—Photodynamic therapy with a photosensitizer, i.e. agent able to produce reactive oxygen species upon exposure to light or radiation, e.g. UV or visible light; photocleavage of nucleic acids with an agent
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
- A61P25/00—Drugs for disorders of the nervous system
- A61P25/28—Drugs for disorders of the nervous system for treating neurodegenerative disorders of the central nervous system, e.g. nootropic agents, cognition enhancers, drugs for treating Alzheimer's disease or other forms of dementia
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y40/00—Manufacture or treatment of nanostructures
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y5/00—Nanobiotechnology or nanomedicine, e.g. protein engineering or drug delivery
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Pharmacology & Pharmacy (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Public Health (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Neurosurgery (AREA)
- Neurology (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Hospice & Palliative Care (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Psychiatry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Epidemiology (AREA)
- Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)
Abstract
本发明涉及抑制β淀粉样蛋白聚集的碳点抑制剂及合成方法和应用；将邻苯二胺和光敏剂溶于水中，加入硝酸后使用移液枪吹吸使体系充分混匀，将体系转移至聚四氟乙烯内衬的高压反应釜中后置于100‑150℃的烘箱中水热反应；反应结束后冷却至室温，使用0.22μm聚醚砜膜去除反应体系中的大颗粒，之后将反应液装入透析袋于去离子水中透析，之后再于乙醇水溶液中透析，除去多余的反应物和催化剂，所得溶液通过旋蒸和冻干获得产物碳点抑制剂PS‑CPDs。应用于抑制β淀粉样蛋白纤维形成，清除阿尔兹海默症模型秀丽隐杆线虫CL2006体内的淀粉样斑块并延长线虫的生存寿命，是一种有潜力的治疗阿尔兹海默症的药物。
Description
技术领域
本发明涉及一种抑制β淀粉样蛋白聚集的碳点抑制剂及合成方法和应用，属于生物医药技术领域。
背景技术
阿尔兹海默症(Alzheimer’s disease,AD)是老年痴呆症的最主要的发病形式，是一种常见的神经退行性疾病(Neurochemistry international,2008,53:103-111)。2019年国际阿尔兹海默症协会报道，全球约有5000万人患有AD，而且预计到2050年，AD患者人数会达到1.52亿(Alzheimers&dementia,2020,16:391-460)。随着人口老龄化的加剧和寿命的延长，AD逐渐成为继癌症、心脏病和糖尿病后严重威胁人类健康的疾病之一，持续发展将引起严重的社会问题。虽然人们对于AD的研究已经做出了很多努力，然而目前仍没有非常有效的治疗手段。新药的研发失败率高，而现有的药物只能起到延缓症状的作用(ACSchemical neuroscience,2018,9:198-210)。近年来，淀粉样蛋白级联假说(Britishjournal of psychiatry,2016,208:1-3)受到越来越多学者的认可，该假说认为脑内过量产生的β淀粉样蛋白(Amyloid-βprotein，Aβ)是引发AD的主要原因。Aβ是由β分泌酶和γ分泌酶剪切淀粉样前体蛋白APP形成，含有39-42个氨基酸残基，具有高度疏水性和自聚集能力(Journal of structural biology,2020:88-98)。研究认为，Aβ40在大脑内具有高含量，而Aβ42聚集体具有高毒性。此外，当AD患者表现出临床症状时，大脑内已经形成了Aβ斑块，毒性形式的Aβ已经对神经造成了损伤。因此，靶向Aβ的早期诊断以及设计开发具有抑制Aβ聚集或降解其聚集纤维的抑制剂对AD的治疗有着重要的意义。
AD患者大脑内存在大量的Aβ并因代谢失衡而产生错误的折叠和聚集。对Aβ聚集过程的研究表明，游离的Aβ单体由无规则卷曲结构逐渐转变为富含β-折叠的结构，之后聚集成低聚体并不断生长逐渐转变为纤维结构(ACS chemical neuroscience,2018,9:2689-2700)。现有的抑制剂，包括小分子、多肽、纳米粒子和蛋白质，主要通过与Aβ结合或催化氧化Aβ发挥作用，但大多存在一些问题。小分子虽然在体外抑制实验中取得了很好的效果，但是在临床实验中表现出毒副作用大、水溶性低等问题(International journal ofbiological macromolecules,2017,9:477-482)。蛋白和多肽类抑制剂具有很高的特异性、靶向性和生物相容性，但是抑制效果的有限性和在人体内的不稳定性限制了其发展(Reactive&functiona polymers,2019,140:72-81)。相较而言，纳米粒子抑制剂具有比表面积高，合成简单，易于表面修饰的特点，在设计开发抑制剂方面受到了更多的关注(Small,2017,13:1601666)。纳米粒子种类繁多，其中碳点(CDs)具有独特的光学性质和结构，尺寸小，易于穿透血脑屏障的特点，在AD治疗领域受到了广泛的研究。
碳点(CDs)或碳聚合物点(CPDs)是一种纳米级尺寸的碳基零维材料，具有优秀的光学性质，低毒性和高生物相容性，而且制备所需原料价格低，来源广，方式多种多样，在生物医学领域得到了迅速发展(Nano Research,2015,8:355-381)。将CPDs用于治疗AD方面的研究已有报道。Chung等(Nanoscale,2019,11:6297-6306)以邻苯二胺和过硫酸为原料，通过水热法合成的CPDs，不仅可以通过螯合Cu2+来降低其诱导的Aβ聚集产生的细胞毒性，还可以在光照下产生活性氧，氧化Aβ残基，进一步提高治疗效果。Malishev等(Chemicalcommunications,2018,54:7762-7765)以L-赖氨酸为碳源制备的CDs保留了赖氨酸的手性结构于合成的CDs中，可通过疏水作用和静电作用与Aβ聚集中起着重要作用的Lys结合，从而实现对Aβ聚集的抑制。但是现已报道的碳点在治疗AD方面效果都不佳，大都需要较高的浓度才能发挥抑制效果。
光动力治疗(PDT)作为一种新型的治疗手段，已经在药物的可控响应释放、癌症细胞的光热治疗、抑制细菌的生长方面有了广泛的研究(Nature communications,2014,5:4596)。PDT主要通过紫外光，可见光和近红外光催化光敏剂(PS)等光活性物质产生活性氧，如OH·、1O2和O2 -，这些活性氧可以氧化Aβ肽链中的氨基酸残基(如Met)，使其极性增强，破坏由疏水作用形成的β-折叠结构，从而实现对Aβ聚集体的解离，降低其神经毒性，在抑制剂设计方面受到了广泛关注。
发明内容
本发明基于小分子光敏剂进行研究，提出以其为原料合成碳点的新思路，在进一步结合碳点优势提升小分子光敏剂抑制效果的同时，改善小分子光敏剂水溶性低、生物相容性差的问题。亚甲基蓝(MB)是一种芳香杂环化合物，有报道证实其在光激发下可以通过产生单线态氧有效阻断Aβ42的聚集，增强AD型果蝇模型的运动能力，在治疗AD中有很大的潜力(Scientific reports,2017,7:7523)。类似的，核黄素(RF)(Journal of MaterialsChemistry B,2020,8:5776-5782)和玫瑰红(RB)(Biomaterials,2015,38:43-49)也具有高效的光动力抑制Aβ聚集的能力。此外，杂原子的掺杂也是碳点设计的重点，如邻苯二胺的掺杂可以有效改善碳点的表面性质，使其表面呈现正电荷，能够和整体带负电的Aβ结合，优化碳点的光氧化效果。
本发明的目的是通过合成的碳点在光照条件下产生活性氧氧化Aβ40残基，破坏Aβ40在聚集过程中β-折叠结构的形成，从而抑制其聚集。所述的碳点抑制剂不仅对Aβ聚集具有显著的抑制效果，还能够清除AD模型秀丽隐杆线虫CL2006体内的淀粉样斑块并延长线虫寿命。
本发明是通过下述技术方案加以实现的，
一种抑制β淀粉样蛋白聚集的碳点抑制剂，是以碳化内核为中心，其上保留小分子光敏剂以及邻苯二胺的特征基团的纳米结构；结构式为PS-CPDs，PS为催化光敏剂，-CPDs为碳点。如图1所示。
所述的抑制β淀粉样蛋白聚集的碳点抑制剂，碳点粒径均一，平均粒径2.9nm，表面具有清晰的晶格结构，晶格间距0.22nm，是一种纳米级尺寸抑制剂。
本发明的抑制β淀粉样蛋白聚集的碳点抑制剂的合成方法，包括如下步骤：
1)将邻苯二胺和光敏剂溶于水中，加入硝酸后使用移液枪吹吸使体系充分混匀，将体系转移至聚四氟乙烯内衬的高压反应釜中后置于100-150℃的烘箱中水热反应；
2)反应结束后冷却至室温，使用0.22μm聚醚砜膜去除反应体系中的大颗粒，之后将反应液装入透析袋于去离子水中透析，之后再于乙醇水溶液中透析，除去多余的反应物和催化剂，所得溶液通过旋蒸和冻干获得产物碳点抑制剂PS-CPDs。
所述的小分子光敏剂包括亚甲基蓝、玫瑰红或核黄素等小分子光敏剂中的一种。
所述的邻苯二胺与光敏剂的摩尔比为10-20：1。
所述的硝酸与水的体积比为1：100。
所述的水热反应时间为10-12h。
所述的透析袋的截留分子量为500-1000Da，水透析时间为5-6天，乙醇水溶液透析时间为12-24h，乙醇水溶液比例为50-60％。
本发明的抑制β淀粉样蛋白聚集的碳点抑制剂在抑制β淀粉样蛋白纤维形成中的应用。
本发明的抑制β淀粉样蛋白聚集的碳点抑制剂在清除阿尔兹海默症模型秀丽隐杆线虫CL2006体内淀粉样斑块的应用以及延长CL2006寿命的应用。
本发明合成的碳点均可在光照条件下抑制纤维的生成，尤其是MB-CPDs可以在光照下高效产生活性氧氧化Aβ40，显著降低Aβ40的聚集倾向。通过刚果红吸收实验证实，碳点在很低的浓度下即可有效降低体系在540nm处吸收峰的强度，抑制Aβ40由无规卷曲结构向β-折叠结构的转变。通过原子力显微镜实验证实，碳点可以有效减少纤维的含量，并使其变短，变细。通过秀丽隐杆线虫实验证实MB-CPDs可以在光照条件下抑制AD线虫CL2006体内的Aβ沉积，显著延长CL2006的生存寿命。
本发明提供的一种具有抑制β淀粉样蛋白聚集功能的纳米抑制剂及合成方法和其在抑制β淀粉样蛋白聚集中的应用，具有如下的优势：
第一，光敏碳点MB-CPDs能够在0.5μg/mL的极低浓度以及短光照时间(10min)和低光照强度(80mW/cm2)下氧化Aβ40残基，有效降低Aβ40和刚果红混合体系在540nm处的吸收强度，说明碳点可以有效抑制Aβ40由无规卷曲构象向β-折叠构象的转变，减少纤维结构的形成。原子力显微镜观测实验证实碳点能够显著抑制Aβ40的纤维化，改变Aβ40的聚集形态。
第二，光敏碳点MB-CPDs在光照下能够显著减少AD模型秀丽隐杆线虫CL2006体内淀粉样斑块的形成，缓解Aβ聚集所诱导的毒性，将AD型线虫生存寿命从14天有效延长至18天。
本发明通过一步水热法合成一种具有光敏特性的碳点并将其应用于抑制β淀粉样蛋白聚集。以一系列小分子光敏剂和邻苯二胺为碳源，硝酸为催化剂合成的光敏碳点能够在极低浓度和较短光照时间下通过氧化β淀粉样蛋白的氨基酸残基有效抑制β淀粉样蛋白的聚集，减少纤维结构的形成，清除阿尔兹海默症模型秀丽隐杆线虫CL2006体内的淀粉样斑块并延长线虫的生存寿命，是一种有潜力的治疗阿尔兹海默症的药物。
附图说明
图1：MB-CPDs的结构示意图。
图2：实施例6中MB-CPDs的透射电子显微镜(TEM)图。
图3：实施例6中MB、RB、RF以及MB/RB/RF-CPDs的紫外可见吸收光谱图。
图4：实施例7中MB、MB-CPDs、RB-CPDs和RF-CPDs与Aβ40共孵育96h后培养物的AFM图。
图5：实施例8中MB和MB-CPDs与Aβ40共孵育96h后的刚果红吸收图。
图6：实施例9中MB-CPDs清除CL2006线虫体内淀粉样斑块的荧光显微镜图。
图7：实施例10中MB-CPDs与CL2006线虫共培养后CL2006的存活率。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步的说明。
本发明以小分子光敏剂和邻苯二胺为碳源，硝酸为催化剂，通过一步水热法合成光敏碳点。多种实验手段证明，光敏碳点可以在极低浓度和短时间光照下氧化Aβ40残基，破坏其聚集过程中β-折叠结构的形成，从而有效抑制Aβ40的聚集。此外，光敏碳点还能显著减少CL2006线虫体内淀粉样斑块的形成，缓解Aβ聚集所诱导的毒性，延长CL2006线虫的生存期。光敏碳点抑制Aβ40聚集的能力通过刚果红吸收和原子力显微镜等方法测定，清除AD模型线虫CL2006体内的淀粉样沉积以及延长线虫生存寿命的能力通过荧光显微镜实验和生存周期实验测定。
实施例1：MB-CPDs的制备
1)将亚甲基蓝和邻苯二胺按照0.7：10的摩尔浓度比溶解于去离子水中，加入与水体积比为1：100的HNO3(HNO3：H2O＝1：100)，搅拌均匀后将溶液转移至聚四氟乙烯内衬的高压反应釜中，120℃下反应12h。
2)反应结束后冷却至室温，使用0.22μm聚醚砜膜去除反应体系中的大颗粒，之后将反应液装入透析袋(截留分子量为500Da)于去离子水中透析6d，之后再于50％的乙醇水溶液中透析24h，除去多余的反应物和催化剂，所得溶液通过旋蒸和冻干获得产物为MB-CPDs。
实施例2：MB-CPDs 2的制备
1)将亚甲基蓝和邻苯二胺按照1：10的摩尔浓度比溶解于去离子水中，加入与水体积比为1：100的HNO3(HNO3：H2O＝1：100)，搅拌均匀后将溶液转移至聚四氟乙烯内衬的高压反应釜中，120℃下反应12h。
2)反应结束后冷却至室温，使用0.22μm聚醚砜膜去除反应体系中的大颗粒，之后将反应液装入透析袋(截留分子量为500Da)于去离子水中透析6d，之后再于50％的乙醇水溶液中透析24h，除去多余的反应物和催化剂，所得溶液通过旋蒸和冻干获得产物为MB-CPDs 2。
实施例3：MB-CPDs 3的制备
1)将亚甲基蓝和邻苯二胺按照1：20的摩尔浓度比溶解于去离子水中，加入与水体积比为1：100的HNO3(HNO3：H2O＝1：100)，搅拌均匀后将溶液转移至聚四氟乙烯内衬的高压反应釜中，150℃下反应10h。
2)反应结束后冷却至室温，使用0.22μm聚醚砜膜去除反应体系中的大颗粒，之后将反应液装入透析袋(截留分子量为500Da)于去离子水中透析6d，之后再于60％的乙醇水溶液中透析24h，除去多余的反应物和催化剂，所得溶液通过旋蒸和冻干获得产物为MB-CPDs 3。
实施例4：RB-CPDs的制备
1)将玫瑰红和邻苯二胺按照1：10的摩尔浓度比溶解于去离子水中，加入与水体积比为1：100的HNO3(HNO3：H2O＝1：100)，搅拌均匀后将溶液转移至聚四氟乙烯内衬的高压反应釜中，100℃下反应12h。
2)反应结束后冷却至室温，使用0.22μm聚醚砜膜去除反应体系中的大颗粒，之后将反应液装入透析袋(截留分子量为1000Da)于去离子水中透析5d，之后再于60％的乙醇水溶液中透析18h，除去多余的反应物和催化剂，所得溶液通过旋蒸和冻干获得产物为RB-CPDs。
实施例5：RF-CPDs的制备
1)将核黄素和邻苯二胺按照1：10的摩尔浓度比溶解于去离子水中，加入与水体积比为1：100的HNO3(HNO3：H2O＝1：100)，搅拌均匀后将溶液转移至聚四氟乙烯内衬的高压反应釜中，125℃下反应11h。
2)反应结束后冷却至室温，使用0.22μm聚醚砜膜去除反应体系中的大颗粒，之后将反应液装入透析袋(截留分子量为500Da)于去离子水中透析6d，之后再于60％的乙醇水溶液中透析12h，除去多余的反应物和催化剂，所得溶液通过旋蒸和冻干获得产物为RF-CPDs。
实施例6：光敏碳点的形貌和表征
利用场发射透射电子显微镜和紫外可见分光光度计，对按照实施例1，4，5方法制备的光敏碳点，进行形貌和特征吸收波长的表征，结果如图2-3所示。具体而言，使用超薄碳膜，通过场发射透射电子显微镜(JEM-2100F,JEOL,Japan)表征碳点的形貌和尺寸分布。由图2结果可知，原料比为0.7：10，反应温度为120℃以及反应时间为12h的实施例1中的MB-CPDs表面具有明显的晶格结构，粒径均一，分散均匀，平均粒径2.9nm，证实该条件下碳点的成功合成。
通过紫外可见分光光度计测量原料和碳点的紫外可见吸收光谱，体系浓度为10μg/mL，扫描范围900-250nm，换灯点326nm，扫描速度480nm/min，数据间隔1nm，取三次结果的平均值。由图3结果可知，MB-CPDs在655nm处具有特征吸收，对应亚甲基蓝的特征吸收，说明碳点表面仍然保留前体亚甲基蓝的特征基团。参照亚甲基蓝的特征峰标准曲线和MB-CPDs在655nm处吸收峰的强度计算得到碳点中MB的含量，约0.371g MB/g MB-CPDs(W/W)。类似的，RB/RF-CPDs也保留前体物质的吸收波长，最大吸收峰分别位于570nm和450nm。在不同位置存在吸收峰说明碳点可以有效吸收光，可以在光照条件下氧化Aβ从而阻止其纤维化。
本发明主要列举以亚甲基蓝为原料，掺杂邻苯二胺的MB-CPDs在抑制Aβ聚集中的应用。通过多种研究方法证明，MB-CPDs在650nm波长光照下可高效抑制Aβ的聚集，阻止纤维的形成，清除线虫体内的淀粉样斑块沉积并延长线虫寿命。研究手段主要包括刚果红吸收实验，原子力显微镜实验以及线虫的荧光显微镜观察实验和生存周期测定实验。
实施例7：MB-CPDs和MB对Aβ40聚集形态的影响
将Aβ40粉末溶解于六氟异丙醇(HFIP)中(1mg/mL)，冰浴超声静置后放于-70℃超低温冰箱中。之后利用真空冷冻干燥仪去除HFIP溶剂，获得Aβ40保存于-20℃冰箱中。
将上述处理过的Aβ单体溶解于20mM NaOH溶液中，终浓度为275μM。冰浴超声10min使多肽全部溶解后于16000g的转速下离心20min(4℃)，收集75％上清液作为Aβ40单体母液。用100mM PBS(NaCl 20mM，pH7.4)稀释Aβ40单体母液使其终浓度为25μM，之后置于37℃，150rpm条件下培养四天作为对照组。
利用上述Aβ40母液，分别配置含有25μM Aβ40、25μM Aβ40+10μg/mL RB/RF-CPDs、25μM Aβ40、25μM Aβ40+0.5μg/mL MB-CPDs以及25μM Aβ40+0.185μg/mL MB的溶液。将前两种体系置于白光(光照强度80mW/cm2)下，后三种体系置于650nm波长的光照下(光照强度80mW/cm2)照射10min，之后置于37℃，150rpm条件下进行培养。培养96h后，取50μL样品滴加于云母片上，静置5min后使用去离子水缓慢冲洗5次，洗去溶液中存在的盐离子。将冲洗后的云母片放至干净的皿中，采用空气中静置的方法进行干燥。采用轻敲模式进行扫描，振幅为1.5V，频率为1.3Hz。
结果如图4所示，Aβ40单独培养96h后形成致密的纤维状聚集体，加入10μg/mL的RB-CPDs和RF-CPDs并经过10min白光照射后Aβ40纤维含量明显减少。同样，加入0.5μg/mL的MB-CPDs并施加光照后，只剩下极少量的纤维，说明碳点在光照下可以有效的抑制Aβ40纤维的形成，改变Aβ40聚集体的形貌，而且MB-CPDs的抑制效果要优于亚甲基蓝。
实施例8：MB-CPDs和MB与Aβ40共培养后对刚果红吸收的影响
按实施例7方法配置Aβ40母液，以及实施例1方法制备MB-CPDs，称取0.055mg MB-CPDs和0.02037mg MB溶解于100mL含有3％乙醇的PBS溶液中，获得0.55μg/mL的MB-CPDs和0.2037μg/mL的MB溶液。用上述MB-CPDs和MB溶液分别稀释275μM的Aβ40母液使Aβ40的终浓度为25μM。将体系置于650nm波长的红光下照射10min(光照强度80mW/cm2)，再于37℃的黑暗条件下培养四天后加入CR，使其终浓度为25μM。之后取200μL样品滴入96孔板中，使用酶标仪测量体系的吸收值，每组做三个平行。参数设置如下：温度37℃，扫描范围600-400nm，步长2nm，摇动持续时间5s，振幅2nm。以不含Aβ40样品的吸收光谱作为对应含Aβ40样品的背景被扣除。结果如图5所示。
刚果红可以与纤维结构中的β-折叠结构相结合，在540nm处有特征吸收。因此，540nm处吸收越低说明抑制效果越佳。由图5结果可知，在存在光照和抑制剂的条件下，MB-CPDs与Aβ40共培养体系的吸光值明显低于MB与Aβ40共孵育后的吸光值，说明合成碳点后抑制效果增强。
实施例9：MB-CPDs对CL2006体内淀粉样斑块的清除作用
首先配置线虫生长培养基，称取8.5g agar、1.25g蛋白胨和1.5g NaCl于锥形瓶中，加入去离子水至1L。在120℃条件下高温灭菌20min后依次加入12.5mL 1M的KH2PO4、0.5mL 1M的MgSO4、0.5mL 5g/mL的胆固醇(溶于乙醇)和0.5mL 1M的CaCl2，混匀后趁热倒入平板中，晾干后备用。
配置LB液体培养基，称取1g蛋白胨、0.5g酵母粉和1g NaCl于锥形瓶中，加入去离子水至100mL，灭菌。挑取大肠杆菌OP50至培养基中，于37℃，220rpm条件下培养12h。向每个线虫生长的培养基中滴入200μL含有OP50的菌液，晾干后放于4℃冰箱中。
根据实施例1方法制备MB-CPDs，向上述含有OP50的平板中滴加200μL 2μg/mL的MB-CPDs，晾干后挑取约10条线虫幼虫于其中，置于20℃培养箱内培养3天，期间间隔24h对线虫进行光照处理，光照强度80mW/cm2，照射时间5min。3天后收集线虫并用4％的细胞组织固定液于4℃条件下固定线虫24h，之后用10μM的ThT染料染色4h。最后用去离子水清洗3次后于荧光显微镜(TE2000-U,Nikon,Japan)下观察线虫体内的Aβ斑块，结果如图6所示。
由图6可知，转基因型CL2006线虫体内发现了明亮的绿色斑点，即Aβ斑块。而使用添加MB-CPDs的平板培养线虫，并对其施以光照，发现线虫体内斑块明显减少，说明在光照条件下，MB-CPDs能有效抑制线虫体内的Aβ聚集。
实施例10：MB-CPDs对CL2006存活率的影响
按照实施例9的方法向含有OP50的平板中滴加200μL 2μg/mL的MB-CPDs，晾干后挑取56条L4期AD型线虫转移至有和没有MB-CPDs的平板中，平板中预先铺有300μL 5氟-2’-脱氧尿苷(150μM)，用于抑制线虫产卵。期间间隔24h对线虫进行光照处理，光照强度与抑制实验一致，照射时间3min。每天通过显微镜观察并记录线虫存活数量，每隔3天将存活的线虫转移至新鲜的铺有OP50的平板中，并重新均匀铺上抑制剂，直至实验组线虫全部死亡。最终数据进行归一化处理。
结果如图7所示，未经任何处理的AD型线虫在14天内全部瘫痪和死亡，而同时施加光照和抑制剂时，可以将线虫寿命延长至18天，说明MB-CPDs能够在光照下缓解Aβ聚集所诱导的毒性。
本发明提出了利用一步水热法，以小分子光敏剂和邻苯二胺为原料合成具有增强光敏特性的碳点的设计，提出了光敏碳点在设计抑制β淀粉样蛋白聚集药物方面的应用，并将其应用于Aβ40的构象变化、聚集和细胞毒性抑制实验。已通过现场较佳实施例子进行了描述，相关技术人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文所述的方法进行改动或适当变更与组合，来实现本发明技术。特别需要指出的是，所有相类似的替代和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，他们都被视为包括在本发明精神、范围和内容中。
Claims (10)
1.一种抑制β淀粉样蛋白聚集的碳点抑制剂，其特征是，是以碳化内核为中心，其上保留小分子光敏剂以及邻苯二胺的特征基团的纳米结构；结构式为PS-CPDs，PS为催化光敏剂，-CPDs为碳点。
2.如权利要求1所述的抑制β淀粉样蛋白聚集的碳点抑制剂，其特征是，碳点粒径均一，平均粒径2.9nm，表面具有清晰的晶格结构，是一种纳米级尺寸抑制剂。
3.权利要求1的抑制β淀粉样蛋白聚集的碳点抑制剂的合成方法，其特征是，包括如下步骤：
1)将邻苯二胺和光敏剂溶于水中，加入硝酸后使用移液枪吹吸使体系充分混匀，将体系转移至聚四氟乙烯内衬的高压反应釜中后置于100-150℃的烘箱中水热反应；
2)反应结束后冷却至室温，使用0.22μm聚醚砜膜去除反应体系中的大颗粒，之后将反应液装入透析袋于去离子水中透析，之后再于乙醇水溶液中透析，除去多余的反应物和催化剂，所得溶液通过旋蒸和冻干获得产物碳点抑制剂PS-CPDs。
4.如权利要求3所述的方法，其特征是，所述的小分子光敏剂包括亚甲基蓝、玫瑰红或核黄素等小分子光敏剂中的一种。
5.如权利要求3所述的方法，其特征是，所述的邻苯二胺与光敏剂的摩尔比为10-20：1。
6.如权利要求3所述的方法，其特征是，所述的硝酸与水的体积比为1：100。
7.如权利要求3所述的方法，其特征是，水热反应时间为10-12h。
8.如权利要求3所述的方法，其特征是，透析袋的截留分子量为500-1000Da，水透析时间为5-6天，乙醇水溶液透析时间为12-24h，乙醇水溶液比例为50-60％。
9.权利要求1所述的抑制β淀粉样蛋白聚集的碳点抑制剂在抑制β淀粉样蛋白纤维形成中的应用。
10.权利要求1所述的抑制β淀粉样蛋白聚集的碳点抑制剂在清除阿尔兹海默症模型秀丽隐杆线虫CL2006体内淀粉样斑块的应用以及延长CL2006寿命的应用。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211219978.8A CN115624620B (zh) | 2022-10-08 | 2022-10-08 | 抑制β淀粉样蛋白聚集的碳点抑制剂及合成方法和应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211219978.8A CN115624620B (zh) | 2022-10-08 | 2022-10-08 | 抑制β淀粉样蛋白聚集的碳点抑制剂及合成方法和应用 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115624620A true CN115624620A (zh) | 2023-01-20 |
| CN115624620B CN115624620B (zh) | 2024-09-24 |
Family
ID=84905349
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202211219978.8A Active CN115624620B (zh) | 2022-10-08 | 2022-10-08 | 抑制β淀粉样蛋白聚集的碳点抑制剂及合成方法和应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115624620B (zh) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108675280A (zh) * | 2018-06-21 | 2018-10-19 | 大连理工大学 | 吩噻嗪衍生物荧光碳点及其制备方法和应用 |
| CN110734762A (zh) * | 2019-11-19 | 2020-01-31 | 华南理工大学 | 一种近红外光敏剂及其制备方法与用途 |
| KR102216845B1 (ko) * | 2019-08-14 | 2021-02-19 | 한국과학기술원 | 아밀로이드 베타 응집 억제용 다기능성 탄소 도트 및 이의 용도 |
| CN114605990A (zh) * | 2022-03-18 | 2022-06-10 | 广东药科大学 | 一种高单色性的近红外荧光碳点及其合成方法和应用 |
-
2022
- 2022-10-08 CN CN202211219978.8A patent/CN115624620B/zh active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108675280A (zh) * | 2018-06-21 | 2018-10-19 | 大连理工大学 | 吩噻嗪衍生物荧光碳点及其制备方法和应用 |
| KR102216845B1 (ko) * | 2019-08-14 | 2021-02-19 | 한국과학기술원 | 아밀로이드 베타 응집 억제용 다기능성 탄소 도트 및 이의 용도 |
| CN110734762A (zh) * | 2019-11-19 | 2020-01-31 | 华南理工大学 | 一种近红外光敏剂及其制备方法与用途 |
| CN114605990A (zh) * | 2022-03-18 | 2022-06-10 | 广东药科大学 | 一种高单色性的近红外荧光碳点及其合成方法和应用 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| TAKASHI MORI ET AL.: ""Methylene blue modulates β-secretase, reverses cerebral amyloidosis, and improves cognition in transgenic mice"", 《J BIOL CHEM》, vol. 289, no. 44, 31 October 2014 (2014-10-31), pages 30303 - 30317 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN115624620B (zh) | 2024-09-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Li et al. | A rose bengal/graphene oxide/PVA hybrid hydrogel with enhanced mechanical properties and light-triggered antibacterial activity for wound treatment | |
| Yu et al. | Ag-Conjugated graphene quantum dots with blue light-enhanced singlet oxygen generation for ternary-mode highly-efficient antimicrobial therapy | |
| Yu et al. | Carbon dots derived from folic acid as an ultra-succinct smart antimicrobial nanosystem for selective killing of S. aureus and biofilm eradication | |
| Ran et al. | Surface decoration of black phosphorus nanosheets to generate oxygen and release 1 O 2 for photodynamic killing of bacteria | |
| CN114288406B (zh) | 一种Zn-MOF@Ti3C2Tx杂化材料及其制备方法、应用 | |
| Li et al. | Sugar-disguised bullets for combating multidrug-resistant bacteria infections based on an oxygen vacancy-engineered glucose-functionalized MoO3-x photo-coordinated bienzyme | |
| Zong et al. | Bioactive carbon dots for tissue engineering applications | |
| NL2026426B1 (en) | Fluorine-containing graphene quantum dots, preparation method and application thereof as photosensitiser for photodanamic therapy | |
| CN111170292B (zh) | 一种纤维相红磷纳米粒子的制备方法及其应用 | |
| Thangudu et al. | 1550 nm light activatable photothermal therapy on multifunctional CuBi2O4 bimetallic particles for treating drug resistance bacteria-infected skin in the NIR-III biological window | |
| CN115536866A (zh) | 一种用于软骨缺损修复的可注射水凝胶及其制备方法 | |
| CN113440503B (zh) | 超长效可控缓释介孔-透明质酸杂化靶向抗菌纳米材料及其制备方法、用途 | |
| Yang et al. | Photo‐Switchable Peroxidase/Catalase‐Like Activity of Carbon Quantum Dots | |
| CN113042076B (zh) | 一种仿过氧化氢酶活性的光催化纳米酶及其制备方法和应用 | |
| Furlani et al. | Designing bioinspired multifunctional nanoplatforms to support wound healing and skin regeneration: Mg-hydroxyapatite meets melanins | |
| Lv et al. | Biomass derived carbon dots with antibacterial and anti-inflammatory properties for the treatment of wound healing | |
| CN115624620B (zh) | 抑制β淀粉样蛋白聚集的碳点抑制剂及合成方法和应用 | |
| CN113230401A (zh) | 一种核壳上转换MOFs光敏复合材料、制备方法及其应用 | |
| Kou et al. | Self-assembled photosensitive carbon nanocrystals with broad-spectrum antibacterial bioactivity | |
| CN112274639A (zh) | Fe2C@Fe3O4异质纳米颗粒、制备方法及用途 | |
| CN114848816A (zh) | 一种多功能、多靶点抗阿尔兹海默症的纳米治疗剂及其制备方法和应用 | |
| Cui et al. | Self-assembled silk fibroin injectable hydrogels based on layered double hydroxides for spinal cord injury repair | |
| CN115025243A (zh) | 巯基苯硼酸修饰的二维片状金属有机骨架负载银纳米颗粒的制备方法和应用 | |
| Shao et al. | Novel photocatalytic carbon dots: efficiently inhibiting amyloid aggregation and quickly disaggregating amyloid aggregates | |
| CN114949207B (zh) | 一种低毒性锌掺杂碳点及其用途 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |