活性炭纳米微球及其在肿瘤边界和淋巴结示踪中的应用的制作方法
【专利摘要】一种活性炭复合纳米微球，以粒径10nm?lOOnm活性炭颗粒为载体，在其表面复合有机染料。本发明提供的活性炭复合纳米微球具有很强的着色性，示踪效果显著，给予受试生物体半小时内即刻展现明显的淋巴示踪效果，还可实现多模式成像，并能通过肉眼从肿瘤、组织或器官直接观察到纳米微球的踪迹。
【专利说明】活性炭纳米微球及其在肿瘤边界和淋巴结示踪中的应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种纳米颗粒，尤其涉及一种以活性炭为载体制备的复合纳米颗粒， 以及该纳米颗粒物肿瘤边界的确定和淋巴结转移示踪中的应用。
【背景技术】
[0002] 目前我国每年因癌症死亡病例近300万例，外科手术仍是首选且最有效的治疗方 法。但是国内外术后生存率一直停留在较低水平，以胃癌为例，术后5年生存率大多数徘徊 在20?30%。一个很大的原因就是切除肿瘤时淋巴结清除不彻底，浸润的肿瘤细胞穿过淋 巴管壁，随淋巴液沿淋巴管转移，使得患者术后短期内复发或转移而死亡。
[0003] 中国发明专利申请201110045024. 5公开了一种胃部淋巴结清楚方法，包括先切 开肝胃韧带，清扫第12组肝十二指肠韧带淋巴结，再由幽门上方清扫第5组幽门上区淋巴 结，并切断、结扎胃右动、静脉，再沿膈肌脚、肝尾状叶下缘将小网膜内膜组织切开，沿顺时 针方向绕至贲门区右侧，清扫第1组贲门右淋巴结及第3组胃小弯淋巴结，再沿胰腺上缘处 切开胰腺被膜，至幽门下方，清扫第6组幽门下淋巴结，与幽门上区会合；再沿肝总动脉干 表面依次清扫第7组胃左动脉旁、第8组肝总动脉旁、第9组腹腔动脉旁及脾动脉干淋巴 结，从而完成淋巴结的清除。该技术首次提出了以"围歼式"的淋巴结清扫方法，并采取更 合理的清除途径，大大简化操作步骤，提高可操作性，减少清除过程对周围组织的损伤，显 著降低创面，提高作业的安全性。
[0004] 因此，对肿瘤区域的淋巴结进行彻底的清除，是肿瘤至少的关键，显得尤为重要。 通常来说，淋巴结和淋巴管不易被肉眼分辨出。利用某些材料对淋巴进行示踪，对于淋巴扫 除是非常有帮助的。
[0005] 活性炭着色性优异，生物相容性好，无毒副作用，是理想的淋巴示踪剂。普通的活 性炭存在两大问题制约了其在临床医学上的应用，一是粒径较大，二是疏水性质。因此，活 性炭作为载体应用于示踪剂仍有较大的技术困难。
【发明内容】
[0006] 本发明的一个目的在于提供一种活性炭复合纳米微球，以活性炭颗粒为载体，其 上复合示踪剂。
[0007] 本发明的另一个目的在于提供一种活性炭复合纳米微球的制备方法，工艺简单， 制得的微球能实现多模式成像。
[0008] 本发明的再一个目的在于提供一种活性炭复合纳米微球，作为示踪剂，用于肿瘤 边界的确认。
[0009] 本发明的再一个目的在于提供一种活性炭复合纳米微球，作为示踪剂，用于淋巴 结转移示踪。
[0010] 本发明提供的一种活性炭复合纳米微球，以粒径10nm?100nm活性炭颗粒为载 体，在其表面复合有机染料。
[0011] 本发明提供的一种活性炭复合纳米微球，以粒径lOnm?lOOnm活性炭颗粒为载 体，包覆物质复合于活性炭颗粒表面，有机染料复合于包覆物质。
[0012] 本发明中，复合包括：但不仅限于化学偶联、静电吸附和包埋等，比如：有机染料 化学偶联于包覆物质。
[0013] 本发明提供的一种活性炭复合纳米微球的制备方法，其步骤如下：
[0014] 首先将活性炭放置于球磨机中研磨，取出后放于水中静置两天，取上层悬浮液，获 得活性炭纳米微球，其粒径在l〇nm?lOOnm ;
[0015] 然后，加入活化剂，搅拌20分钟?40分钟，以对活性炭表面的羧基进一步活化，并 制得表面活化的活性炭微球；
[0016] 接着，加入包覆物质，搅拌6小时?10小时，制得具有亲水特性的活性炭复合微 球；
[0017] 最后，加入有机染料，与制得的具有亲水特性的活性炭复合纳米微球进一步复合， 并制得活性炭复合纳米微球。
[0018] 本发明活性炭复合纳米微球的制备方法，其活性炭纳米微球与活化剂为摩尔比 20:1 ?80:1，优先选择 30:1 ?50:1，如：但不仅限于 30:1、31:1、32:1、33:1、34:1、35:1、 36:1、37:1、38:1、39:1、40:1、41:1、42:1、43:1、44:1、45:1、46:1、47:1、48:1、49:1 和 50:1。
[0019] 本发明活性炭复合纳米微球的制备方法，其表面活化的活性炭纳米微球与包覆物 质为质量比20:1?80:1，优先选择20:1?40:1，如：但不仅限于20 :1、21:1、22:1、23:1、 24:1、25:1、26:1、27:1、28:1、29:1、30:1、31:1、32:1、33:1、34:1、35:1、36:1、37:1、38:1、 39:1 和 40:1。
[0020] 本发明活性炭复合纳米微球的制备方法，其具有亲水特性的活性炭复合纳米微 球与有机染料为质量比20:1?80:1，优先选择40:1?60:1，如：但不仅限于40:1、41:1、 42:1、43:1、44:1、45:1、46:1、47:1、48:1、49:1、50:1、51:1、52:1、53:1、54:1、55:1、56:1、 57:1、58:1、59:1 和 60:1。
[0021] 本发明活性炭纳米微球的制备方法，活化剂如：但不仅限于碳二亚胺、二环己基碳 二亚胺、N-羟基琥珀酰亚胺、马来酰亚胺、丁二酰亚胺、4-二甲氨基吡啶和N，N-二甲基甲酰 胺。这些活化剂可以单独或任意几种应用与本发明。
[0022] 本发明提供各种技术方案中，包覆物质如：但不仅限于壳聚糖、透明质酸、聚乙二 醇、3_氨丙基三乙氧基硅烷和正硅酸乙酯。这些包覆物质可以单独或任意几种应用与本发 明。
[0023] 本发明提供各种技术方案中，有机染料如：但不仅限于吲哚菁绿、异硫蓝、亚甲蓝 和专利蓝。这些有机染料可以单独或任意几种应用与本发明。
[0024] 本发明提供的各种活性炭复合纳米微球，将其给予受试生物体后，能实现肿瘤边 界的确认，以及淋巴结转移示踪。因此，这些活性炭纳米微球可作为示踪剂，用于肿瘤边界 的确认，以及淋巴结转移示踪。
[0025] 本发明技术方案实现的有益效果：
[0026] 本发明提供的各种活性炭复合纳米微球，具有很强的着色性，可实现多模式成像， 并能通过肉眼从肿瘤、组织或器官直接观察到纳米微球的踪迹，其表面还通过载有荧光染 料，可实现荧光探测。
[0027] 本发明提供的各种活性炭复合纳米微球，示踪效果显著，给予受试生物体半小时 内即刻展现明显的淋巴示踪效果。
[0028] 本发明提供的各种活性炭复合纳米微球，仅需采用少量的试剂即可制得，方法简 便、快捷和高效。
【专利附图】
【附图说明】
[0029] 图1为本发明活性炭复合纳米微球的透射电子显微镜图；
[0030] 图2为本发明活性炭复合纳米微球的电子衍射图；
[0031] 图3为裸鼠大网膜注射活性炭复合纳米微球半小时后拍摄的小鼠腹腔部位普通 光学照片；
[0032] 图4为裸鼠大网膜注射活性炭复合纳米微球半小时后拍摄的荧光照片；
[0033] 图5为人大网膜注射活性炭复合纳米微球二十分钟后拍摄的腹腔部位普通光学 照片。
【具体实施方式】
[0034] 以下结合附图详细描述本发明的技术方案。本发明实施例仅用以说明本发明的技 术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员 应当理解，可以对发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精 神和范围,其均应涵盖在本发明的权利要求范围中。
[0035] 本实施例所涉及的活性炭复合纳米微球均按如下方法制取
[0036] 首先将活性炭放置于球磨机中研磨，取出后放于水中静置两天，取上层悬浮液，获 得活性炭纳米微球，其粒径在l〇nm?100nm ;
[0037] 然后，参照获得的活性炭纳米微球，按摩尔比30:1?50:1加入活化剂，搅拌20分 钟?40分钟，以对活性炭表面的羧基进一步活化，并制得表面活化的活性炭纳米微球；
[0038] 接着，参照获得表面活化的活性炭微球，按质量比20:1?40:1加入包覆物质，搅 拌6小时?10小时，制得具有亲水特性的活性炭复合纳米微球；
[0039] 最后，参照具有亲水特性的活性炭复合微球，按质量比40:1?60:1加入有机染 料，与制得的活性炭复合微球进一步复合，并制得活性炭复合纳米微球。
[0040] 其中，活化剂选自于碳二亚胺、二环己基碳二亚胺、N-羟基琥珀酰亚胺、马来酰亚 胺、丁二酰亚胺、4-二甲氨基吡啶和N，N-二甲基甲酰胺之一种或几种。
[0041] 包覆物质选自于壳聚糖、透明质酸、聚乙二醇、3-氨丙基三乙氧基硅烷和正硅酸乙 酯之一种或几种。
[0042] 有机染料选自于吲哚菁绿、异硫蓝、亚甲蓝和专利蓝之一种或几种。
[0043] 所制得活性炭复合纳米微球参见图1和图2。如图1箭头所指示，活性炭复合纳米 微球尺寸为?lOnm，呈现较为规则的球形。由图2可见，衍射斑点清晰，且整幅图为一套衍 射斑点，证明活性炭复合纳米微球的单晶特性。
[0044] 将活性炭复合纳米微球用于淋巴节示踪，具体如下：
[0045] 对裸鼠事先建立胃癌原位肿瘤模型，取10mg/mL的活性炭纳米微球溶液，注射入 胃癌肿瘤下的大网膜内。如图3所示，半小时后，可以清楚地发现淋巴结变为黑色（图中箭 头标注），示踪效果明显。如4所示，在710nm波长激光激发、750nm波长吸收的条件下，除 注射部位外，还可以发现大网膜及其他部位均有荧光。说明活性炭纳米微球成功地沿淋巴 管扩散。
[0046] 将活性炭复合纳米微球用于人的淋巴示踪，具体如下：
[0047] 选取一胃癌病人，取10mg/mL的活性炭复合纳米微球溶液，注射入胃癌肿瘤下的 大网膜内，如图5所示，二十分钟后，可以清楚地发现淋巴结变为黑色（图中箭头标注），说 明活性炭纳米微球成功地实现了在人体内的沿淋巴管扩散。
【权利要求】
1. 一种活性炭复合纳米微球，其特征在于以粒径lOnm?lOOnm活性炭颗粒为载体，在 其表面复合有机染料。
2. -种活性炭复合纳米微球，其特征在于以粒径l〇nm?lOOnm活性炭颗粒为载体，包 覆物质复合于所述的活性炭颗粒表面，有机染料复合于所述的包覆物质。
3. -种制取权利要求1或2所述的活性炭复合纳米微球的方法，其步骤如下： 首先将活性炭放置于球磨机中研磨，取出后放于水中静置两天，取上层悬浮液，获得活 性炭纳米微球，其粒径在l〇nm?lOOnm ; 然后，加入活化剂，搅拌20分钟?40分钟，以对活性炭表面的羧基进一步活化，并制得 表面活化的活性炭微球； 接着，加入包覆物质，搅拌6小时?10小时，制得具有亲水特性的活性炭复合微球； 最后，加入有机染料，与制得的具有亲水特性的活性炭复合纳米微球进一步复合，并制 得活性炭复合纳米微球； 所述的包覆物质选自于壳聚糖、透明质酸、聚乙二醇、3-氨丙基三乙氧基硅烷和正硅酸 乙酯之一种或几种。
4. 根据权利要求3所述的制取活性炭复合纳米微球的方法，其特征在于所述的活性炭 纳米微球与所述的活化剂为摩尔比20:1?80:1。
5. 根据权利要求3所述的制取活性炭复合纳米微球的方法，其特征在于所述的表面活 化的活性炭纳米微球与包覆物质为质量比20:1?80:1。
6. 根据权利要求3所述的制取活性炭复合纳米微球的方法，其特征在于所述的具有亲 水特性的活性炭复合纳米微球与有机染料为质量比20:1?80:1。
7. 根据权利要求3所述的制取活性炭复合纳米微球的方法，其特征在于所述的活化剂 选自于碳二亚胺、二环己基碳二亚胺、N-羟基琥珀酰亚胺、马来酰亚胺、丁二酰亚胺、4-二 甲氨基吡啶和N，N-二甲基甲酰胺之一种或几种。
8. 根据权利要求3所述的制取活性炭复合纳米微球的方法，其特征在于有机染料选自 于吲哚菁绿、异硫蓝、亚甲蓝和专利蓝之一种或几种。
9. 一种如权利要求1或2所述的活性炭复合纳米微球在肿瘤边界确认中的应用。
10. -种如权利要求1或2所述的活性炭复合纳米微球在淋巴结转移示踪中的应用。
【文档编号】A61K49/00GK104208725SQ201410468300
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2014年9月15日 优先权日:2014年9月15日
【发明者】崔大祥, 高国, 孙容瑾, 邱培宇, 张英鸽, 王玉霞 申请人:上海交通大学