本發(fā)明屬于先進納米材料及生物、醫(yī)學(xué)治療領(lǐng)域，具體涉及多孔碳納米棒在近紅外光誘導(dǎo)雙重光療中的應(yīng)用。

背景技術(shù)：

近紅外光治療技術(shù)(光動力學(xué)治療、光熱療)利用近紅外激發(fā)等作為光源照射光轉(zhuǎn)換劑產(chǎn)生大量的活性氧(ROS)以及熱量，達(dá)到以高濃度的活性氧和高溫殺死癌癥細(xì)胞的目的。近紅外光治療技術(shù)具有穿透深度大、選擇性高、損傷小等優(yōu)點，是近年來發(fā)展起來的一種備受關(guān)注的微創(chuàng)治療腫瘤新技術(shù)。

研究發(fā)現(xiàn)，將光動力學(xué)治療與光熱療結(jié)合即雙重光療可以產(chǎn)生良好的協(xié)同效應(yīng)，獲得“1+1>2”的腫瘤治療效果。目前，研究比較多的雙重光療納米治療劑主要分為兩類：第一類是利用光熱轉(zhuǎn)換納米材料如金納米棒、石墨烯、二硫化鉬納米片等負(fù)載有機光敏劑(Nano Research 2014,7，1291–1301；ACS Nano 2011,5,7000-7009；Nanoscale 2014,6,11219-11225)；其缺陷在于有機光敏劑抗光漂能力差，長時間易光降解且活性氧產(chǎn)生效率低，有機光敏劑與光熱轉(zhuǎn)換納米材料的波長吸收不一致，需要不同波長的激光交替照射。第二類是無需負(fù)載有機光敏劑，單一激發(fā)光源照射可同時實現(xiàn)活性氧與熱量的高效轉(zhuǎn)化的納米材料，如海膽狀金納米粒子，硫化銅納米晶(Adv.Mater.2014,26,6689–6695；ACS Nano 2015,9,1788-1800)等；該類型的雙重光療納米治療劑相比第一類提高了激光能量利用率，簡化了操作步驟。因此，設(shè)計合成新型的類似第二類的多功能光敏材料實現(xiàn)單一激發(fā)光源下，光動力學(xué)治療、光熱療同步高效協(xié)同治療，對臨床腫瘤的高效微創(chuàng)治療具有重要意義。

本發(fā)明利用多孔碳納米棒為基體吸收近紅外光，轉(zhuǎn)化產(chǎn)生高能熱量和高濃度的活性氧，使其同時作為光熱治療劑和光動力學(xué)治療劑用于殺死腫瘤細(xì)胞。該多孔碳納米棒具有制作成本低廉，生物相容性好，光熱轉(zhuǎn)化率高，活性氧產(chǎn)率高的特點，有利于提高激光能量利用率，增強對癌細(xì)胞的殺傷效率。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供多孔碳納米棒在近紅外光誘導(dǎo)雙重光療中的應(yīng)用。該納米材料可作為納米協(xié)同治療劑通過近紅外光誘導(dǎo)產(chǎn)生光熱療與光動力雙機制殺死腫瘤細(xì)胞，增強對癌細(xì)胞的殺傷效率，為更有效的納米療法找到了新的方向。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：以金屬有機骨架材料為模板經(jīng)高溫碳化并酸性溶解去除金屬氧化物后得到多孔碳納米棒，該多孔碳納米棒具有近紅外光誘導(dǎo)產(chǎn)生光熱療與光動力雙機制殺死腫瘤細(xì)胞的作用。

本發(fā)明提供的多孔碳納米棒在近紅外光誘導(dǎo)雙重光療中的應(yīng)用，所述的多 孔碳納米棒以金屬有機骨架材料為模板經(jīng)高溫碳化并酸性溶解去除金屬氧化物后得到。

本發(fā)明提供的多孔碳納米棒在近紅外光誘導(dǎo)雙重光療中的應(yīng)用，所述的金屬有機骨架材料碳化條件為保護氣氛下高溫煅燒；其中，煅燒溫度為600-1200℃；煅燒時間為3-12h；保護氣氛為氮氣、氦氣、氖氣、氬氣、氪氣或氙氣中的一種或幾種。

本發(fā)明提供的多孔碳納米棒在近紅外光誘導(dǎo)雙重光療中的應(yīng)用，所述的去除碳化產(chǎn)物中殘余金屬成分所需的酸性環(huán)境為1-20wt％鹽酸、硝酸、硫酸或氫氟酸中的一種或二種以上。

本發(fā)明提供的多孔碳納米棒在近紅外光誘導(dǎo)雙重光療中的應(yīng)用，多孔碳納米棒吸收近紅外光轉(zhuǎn)化產(chǎn)生高能熱量和高濃度活性氧的測定是將多孔碳納米棒分散于水相介質(zhì)后測得的。

本發(fā)明提供的多孔碳納米棒在近紅外光誘導(dǎo)雙重光療中的應(yīng)用，所述的多孔碳納米棒吸收近紅外光殺死腫瘤細(xì)胞的應(yīng)用環(huán)境為腫瘤細(xì)胞攝取多孔碳納米棒后施加近紅外光照射，高能熱量和高濃度活性氧引發(fā)腫瘤細(xì)胞死亡；條件為近紅外光需要持續(xù)照射腫瘤細(xì)胞5-30min。

本發(fā)明提供的多孔碳納米棒在近紅外光誘導(dǎo)雙重光療中的應(yīng)用，近紅外光近紅外光波長范圍為700-1100nm。

多孔碳納米棒用于近紅外光誘導(dǎo)雙重光療，有以下優(yōu)點：

(1)多孔碳納米棒具有形貌單一，尺寸可調(diào)，高比表面積，高孔容的特性；其制備工藝簡單，產(chǎn)率高，成本低廉，生物相容性好。

(2)克服有機光敏劑抗光漂能力差，長時間易光降解且活性氧產(chǎn)生效率低的弱點；避免使用不同波長的激光交替照射，簡化了操作步驟。

(3)光熱轉(zhuǎn)化率高、活性氧產(chǎn)率高，擴展了雙重光療納米治療劑的種類，對實現(xiàn)臨床腫瘤的高效微創(chuàng)協(xié)同治療具有重要意義。

附圖說明

圖1是實施例1中多孔碳納米棒的TEM圖；從圖中可看出，多孔碳納米棒尺寸較小且具有發(fā)達(dá)的孔結(jié)構(gòu)。

圖2是實施例1不同濃度的多孔碳納米棒溶液在808nm激光照射下的溫度變化曲線(1.6W/cm²,20min)；從圖中可看出，樣品的升溫效果隨樣品濃度的變化而變化，樣品濃度高，升溫效果好，當(dāng)樣品濃度達(dá)到25μg/mL時，在1.6W/cm²，808nm激光的照射下，10分鐘內(nèi)，溫度可上升約50℃；然而50μg/mL的空心碳球在在2.4W/cm²，808nm激光的照射下，10分鐘內(nèi)，溫度僅上升約8℃(J.Am.Chem.Soc.2015，137，1947-1955)。

圖3是實施例1不同濃度的多孔碳納米棒溶液在808nm激光照射下的活性氧含量變化曲線(1.6W/cm²,20min)；曲線至上而下分別為25μm/mL，18.75μm/mL,12.5μm/mL,6.25μm/mL，PBS，從圖中可看出，樣品在808nm激光誘導(dǎo)下活性氧產(chǎn)生含量隨樣品濃度的變化而變化，樣品濃度越高，活性氧產(chǎn)量越 高，同樣處理條件下的單純的分散介質(zhì)無法產(chǎn)生活性氧。

具體實施方式

本發(fā)明通過采用多孔碳納米棒作為近紅外激光響應(yīng)材料，可以吸收激光能量轉(zhuǎn)化產(chǎn)生熱量及活性氧，即發(fā)揮光熱與光動力的雙重治療作用，增強對癌細(xì)胞的殺傷效率。

下面的實施例將對本發(fā)明予以進一步的說明，但并不因此而限制本發(fā)明。

實施例1

將摩爾比為1：1的均苯三甲酸與醋酸鋅分別溶解后，混合超聲反應(yīng)，離心、洗滌、干燥制得鋅金屬有機骨架材料；氮氣氛下800℃煅燒5h并使用氫氟酸浸泡12h除去金屬氧化物，得到多孔碳納米棒。多孔碳納米棒超聲分散于PBS，配制梯度濃度的材料溶液。將多孔碳納米棒溶液置于808nm激光下照射，光功率密度為1.6W/cm²,照射時間為20min,間隔1min,記錄材料溶液溫度的變化；加入ROS指示劑DCFH-DA,檢測溶液內(nèi)ROS含量的變化。

實施例2、

將摩爾比為1：1的均苯三甲酸與硝酸鋅分別溶解后，混合加入三乙胺室溫反應(yīng)，離心、洗滌、干燥制得鋅金屬有機骨架材料；氮氣氛下800℃煅燒5h并使用氫氟酸浸泡12h除去金屬氧化物，得到多孔碳納米棒。多孔碳納米棒超聲分散于PBS，配制梯度濃度的材料溶液。將多孔碳納米棒溶液置于808nm激光下照射，光功率密度為1.6W/cm²,照射時間為20min,間隔1min,記錄材料溶液溫度的變化；加入ROS指示劑DCFH-DA,檢測溶液內(nèi)ROS含量的變化。

實施例3、

將摩爾比為1:2的均苯三甲酸和醋酸鋅分別溶解后，混合超聲反應(yīng)，離心、洗滌、干燥制得金屬有機骨架材料；氮氣氛下800℃煅燒5h并使用氫氟酸浸泡12h除去金屬氧化物，得到多孔碳納米棒。多孔碳納米棒超聲分散于PBS，配制梯度濃度的材料溶液。將多孔碳納米棒溶液置于808nm激光下照射，光功率密度為0.8W/cm²,照射時間為20min,間隔1min,記錄材料溶液溫度的變化；加入ROS指示劑DCFH-DA,檢測溶液內(nèi)ROS含量變化。