(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111607262.0 (22)申请日 2021.12.27 (71)申请人 中南大学 地址 410083 湖南省长 沙市岳麓区麓山 南 路932号 (72)发明人 蓝敏焕　李宝伶　赵少静　 (51)Int.Cl. A61K 41/00(2020.01) A61P 35/00(2006.01) C01B 32/15(2017.01) C09K 11/65(2006.01) B82Y 20/00(2011.01) B82Y 30/00(2011.01) (54)发明名称 聚合物碳点的制备及其在声动力治疗中的 应用 (57)摘要 本发明公开了聚合物碳点的制备及其在声 动力治疗中的应用。 在本发明中， 采用了不同的 碳源和制备方法， 制备得到了多种具有声动力治 疗效果的聚合物碳点， 由于聚合物具有较长的碳 链及共轭结构， 因而可以降低单线态和三线态之 间的能量差， 促进系间窜越， 从而产生更多活性 氧。 随后， 将上述聚合物碳点应用于不同肿瘤模 型的声动力治疗中， 结果表明聚合物 碳点在声动 力作用下对肿瘤有非常好的杀伤力。 相比于其他 治疗癌症的方法， 使用聚合物 碳点作为声敏剂的 声动力治疗具有无创、 安全高效、 副作用小、 活性 氧产率高及组织 穿透深度高等特点。 权利要求书1页 说明书7页 附图4页 CN 114259562 A 2022.04.01 CN 114259562 A 1.聚合物碳 点的制备及其在声动力治疗中的应用， 其特 征在于， 包括以下步骤： (1)制备得到聚合物碳 点作为声敏剂； (2)利用声敏剂在超声 波下对肿瘤进行声动力治疗。 2.根据权利要求1所述的聚合物碳点的制备及其在声动力治疗中的应用， 其特征在于： 制备聚合物碳点所用的碳源包括各种聚合物， 如壳聚糖衍生物、 聚噻吩衍生物、 噻吩/硒吩 的共聚物、 聚乙烯亚胺衍 生物、 聚丙烯酰胺衍 生物、 聚乙二醇醚 衍生物、 聚氨酯类衍 生物。 3.根据权利要求1所述的聚合物碳点的制备及其在声动力治疗中的应用， 其特征在于： 制备聚合物碳 点所用的溶剂包括水和有机溶剂， 如乙醇、 甲醇、 乙腈、 丙酮。 4.根据权利要求1所述的聚合物碳点的制备及其在声动力治疗中的应用， 其特征在于： 制备聚合物碳点所用的方法包括微波法： 其功率为500 ‑1000W， 时间为2 ‑30min、 水热法： 其 温度为120 ‑200℃， 时间为4 ‑12h、 热解法:其温度为200 ‑450℃， 时间为0.5 ‑2h和超声法： 其 功率为200‑600W， 时间为2 ‑20h。 5.根据权利要求1所述的聚合物碳点的制备及其在声动力治疗中的应用， 其特征在于： 进行声动力治疗所用的超声 波为低强度超声 波， 即超声 波的能量低于 3W/cm2。 6.根据权利要求1所述的聚合物碳点的制备及其在声动力治疗中的应用， 其特征在于： 进行声动力治疗所用的超声 波为低频率超声 波， 即超声 波的频率大约在10 0K HZ‑3M HZ。 7.根据权利要求1所述的聚合物碳点的制备及其在声动力治疗中的应用， 其特征在于： 进行声动力治疗的时间为2 ‑10min。 8.根据权利要求1所述的聚合物碳点的制备及其在声动力治疗中的应用， 其特征在于： 声动力治疗过程中， 杀 死肿瘤细胞的物质主 要是活性氧， 如单线态氧、 羟基自由基。 9.根据权利要求1所述的聚合物碳点的制备及其在声动力治疗中的应用， 其特征在于： 声动力治疗的超声 波可以是局部或全身作用于人体。 10.根据权利要求1所述的聚合物碳点的制备及其在声动力治疗中的应用， 其特征在 于： 声动力治疗的肿瘤包括肺癌、 前列腺癌、 乳腺癌、 肝癌、 结肠癌等 不同组织的癌症肿瘤。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114259562 A 2聚合物碳点的制备及其在声动力治疗中的应用 技术领域： [0001]本技术属于生物医学领域， 具体涉及聚合物碳点的制备及其在声动力治疗中的应 用， 所制备的聚合物碳点吸收超声波的能量， 使基态的电子跃迁到激发单线态， 并进一步通 过系间窜越至激发三线态， 从而 可以敏化水和氧气产生活性氧用于杀死肿瘤。 目前， 还尚未 报道聚合物碳点用于声动力治疗， 因此， 本发明首次提出使用聚合物碳点作为声敏剂用于 声动力治疗， 属于生物医学 领域。 背景技术： [0002]癌症的治疗传统上包括三种主要方法： 手术治疗、 化疗和放疗。 尽管在这些领域中 已取得巨大进步， 但手术治疗、 化疗、 放疗的肿瘤治疗方法常伴有治疗不彻底、 易复发、 易转 移、 易引起多种并发症的缺点， 往往给患者带来较为严重的毒副作用和极大的痛苦， 同时也 不利于癌症患者的康复， 所以需要寻找更有效、 更安全的替代治疗 方法。 1996年Lipson等人 首次使用了光动力治疗用于杀伤肿瘤细胞， 光动力治疗是利用一定波长范围内的光激发蓄 积在肿瘤部位的光敏剂， 从而令其由基态跃迁至激发单重态， 并进一步系间窜越至激发三 重态， 可用于敏化氧气或水， 进而产生多种活性氧物质， 最终导致细胞的死亡或者组织坏 死。 但大部分光敏剂存在着吸 收差、 药动学复杂、 光 穿透深度低等问题。 [0003]声动力治疗是在光动力治疗基础上发展而来， 因超声的深度穿透能力克服了光的 局限性而引起了广泛关注。 声动力治疗 是一种非侵入性的疾病治疗方法， 具有毒副反应小、 可达深部肿瘤组织的优点， 已成为肿瘤治疗的新方法。 声动力治疗可以通过超声联合声敏 剂达到与光动力治疗类似的抗肿瘤效果， 但是其确切的机制却尚未 统一， 有超声空化效应、 破坏细胞骨架、 介导细胞凋亡、 造成氧化损伤、 增加药物转运、 降低 耐药性、 免疫调节等。 其 中活性氧产生机制是最为大家认可和接受的机制。 声敏剂分子经超声波激发后得到一定的 能量， 其电子状态由基态的单线态变成了激发单线态， 激发单线态的电子通过系间窜越跃 迁至激发三线态， 从而敏化氧气或水产生活性氧用于杀 死肿瘤。 [0004]声敏剂在声动力治疗中扮演非常重要的角色， 因此， 声敏剂的选择已成为声动力 治疗最为关键的问题。 随着声动力疗法研究的深入， 对具有临床使用价值的声敏剂的要求 逐步提高。 理想的声敏剂应该具有安全低毒、 容易制备、 能被人体快速吸收或分解、 活性氧 产率高等优良特性。 目前已被证实用作声 敏剂的物质种类有很多， 包括卟啉衍生物、 吖啶类 化合物、 染料类化合物、 二氧化钛等。 但目前使用广泛的声敏剂， 存在 毒性大、 超声产生活性 氧效果差等缺点。 所以， 寻找毒副作用低、 活性氧产率高的声敏剂， 具有非常重要的研究意 义。 [0005]碳点具有制备简单、 表面易修饰、 水溶性好、 生物毒性低、 较宽的吸收光谱， 发射光 谱可调等优点被广泛应用于荧光传感、 生物成像及肿瘤治疗等领域。 聚合物具有较长的碳 链和共轭体系， 使用聚合物制备得到的聚合物碳点， 其激发单线态和激发三线态之间的能 量差可能更小， 因而 更加有利于系间窜越， 从而有望具有更高的活性氧产率， 更有利于用于 声动力治疗。说　明　书 1/7 页 3 CN 114259562 A 3