墨汁在制备用于肿瘤近红外光热治疗的光热试剂中的应用的制作方法

本发明属于生物材料技术领域，具体涉及将墨汁这一古老的书写材料开发为一种可在近红外光区进行光热转换的生物材料，并将其用于肿瘤的近红外光热治疗。

背景技术：

光热治疗是一种新兴的癌症治疗手段，这种方法主要利用光热试剂将吸收的近红外光能转换成热能，通过肿瘤局部升高的温度将肿瘤细胞或组织杀死，从而达到治疗肿瘤的目的。相比于传统的放疗、化疗和手术切除，光热治疗因具有高的选择靶向性、良好的治疗效果以及较低的毒副作用，因而近年来受到了广泛的关注。

目前，研究者们已经开发出了一系列的光热试剂，包括贵重金属纳米粒子、碳纳米粒子、二维过渡金属硫化合物、有机化合物等。尽管这些材料已经在荷瘤小鼠体内取得了比较好的效果，然而这些材料由于成本高、制备过程复杂以及需要进行大量的表面修饰，妨碍了它们进一步的临床转化。因此，开发一种成本低廉、简单高效并且生物相容性良好的新型光热试剂对于未来的临床肿瘤光热治疗具有重大的意义。

墨汁由于具有明亮的黑色、良好的流动性以及较高的水稳定性，因而被当作一种优异的书写材料，得到人们的广泛使用。它主要是通过将松烟或油烟与胶混合均匀，然后再加入少量添加剂制备而成。制墨工艺经过几千年的发展，现在已经十分成熟，可以批量生产，而且成本也比较低，容易被老百姓所接受。到目前为止，墨汁依然主要是被用作书写材料，关于它的理化性质很少有人关注，而将其开发为近红外光热转换试剂并用于肿瘤的光热治疗更是未见报导。

技术实现要素：

本发明的目的就是为了解决上述肿瘤光热治疗中存在的问题，将墨汁开发为一种价格便宜、简单高效且生物相容性良好的新型光热试剂，并用于肿瘤的光热治疗。

本发明提出的墨汁在制备用于肿瘤近红外光热治疗的光热试剂中的应用，所述的近红外光热转换试剂，由墨汁与生理盐水混合配制而成，并且所述的光热转换试剂中墨汁的浓度为10-400ug/ml。

本发明中，所述的墨汁主要成分为碳纳米粒子，其粒径范围在10~500nm之间，并且在近红外波长范围700-1000nm之间具有较强的吸收。

本发明中，所述的墨汁可以选择不同品牌的墨汁，包括胡开文、曹素功、一得阁和中华墨汁，用于配制近红外光热转换试剂。

量取一定量的墨汁溶于生理盐水中，分别配成浓度为100ug/ml、50ug/ml和25ug/ml的溶液，超声分散后，取样置于石英比色皿，用紫外分光光度计测试墨汁在400-1000nm波段的吸收情况。紫外吸收表明，本发明墨汁在近红外光区具有较强的吸收。

量取一定量的墨汁溶于生理盐水中，分别配成浓度为配成100ug/ml、50ug/ml和25ug/ml的溶液，超声分散后，取200ul样品置于96孔板中。用808nm的激光器照射，同时用红外热成像仪记录样品溶液的温度变化情况。通过近红外光热测试，证明墨汁具有较高的光热转换效率。

基于上述特性，本发明提出的墨汁可用作近红外光热转换试剂，并用于肿瘤的近红外光热治疗。

与现有技术相比较，本发明墨汁具有以下优点：

（1）来源简单，且价格低廉；

（2）无需进行任何表面修饰即可在生理环境下稳定存在；

（3）光热转换效率高，光热稳定性好；

（4）生物相容性好，人体内生物安全性可得到保障。

附图说明

图1为本发明墨汁的xrd图谱。

图2为本发明墨汁的透射电镜图，比例尺—200（单位：纳米，nm）。

图3为本发明墨汁不同浓度溶液的紫外-可见吸收光谱。

图4为本发明墨汁不同浓度溶液在输出功率为2w/cm²，波长为808nm的激光器，连续照射5分钟的温度变化曲线。

图5为本发明墨汁的光热稳定性曲线。

图6为本发明墨汁作用于hct-116和sw-620细胞的毒性测试图。

图7为本发明墨汁作用于hct-116的光热效果测试图。

具体实施方式

实施例1：

量取一定量的胡开文墨汁溶于生理盐水中，配成100ug/ml、50ug/ml和25ug/ml的溶液，超声分散后，取样置于石英比色皿，用紫外分光光度计测试胡开文墨汁在400-1000nm波段的吸收情况。结果如图3所示，本发明墨汁在近红外光区具有较强的吸收。

实施例2：

量取一定量的胡开文墨汁溶于生理盐水中，配成100ug/ml、50ug/ml和25ug/ml的溶液，超声分散后，取200ul样品置于96孔板中。用808nm的激光器照射，同时用红外热成像仪记录样品溶液的温度变化情况。结果如图4所示，在功率为2w/cm²的激光照射下，5分钟内，100ug/ml、50µg/ml和25ug/ml的样品温度分别升高了55℃、44.9℃和33.5℃。

实施例3：

量取一定量的胡开文墨汁溶于生理盐水中，配成200ug/ml、100ug/ml、50ug/ml、25ug/ml、12.5ug/ml和6.25ug/ml的光热转换试剂，然后将这些不同浓度的试剂分别与hct-116和sw-620细胞进行孵育24h，再通过cck-8试验检测细胞的存活率。

图6为实施例3对应的细胞毒性效果图，当浓度达到200ug/ml时，hct-116和sw-620细胞存活率依然在90%以上，说明墨汁的毒性很小，几乎可以忽略不计。

实施例4：

量取一定量的胡开文墨汁溶于生理盐水中，配成50ug/ml和25ug/ml的光热转换试剂，然后将这两种不同浓度的试剂分别与hct-116细胞孵育2h，采用808nm，功率为2w/cm²的激光器照射5分钟，再通过cck-8试验检测细胞的存活率。

图7为实施例4对应的光热效果图，当浓度达到50ug/ml时，hct-116细胞存活率降低到23.1%以下，说明墨汁的光热效果非常好，可以通过较强的光热作用靶向杀死肿瘤细胞，具有很好的肿瘤光热治疗前景。

技术特征：

技术总结
本发明属于生物材料技术领域，具体为墨汁在制备用于肿瘤近红外光热治疗的光热试剂中的应用。墨汁是一种古老的书写材料，其在近红外光区具有较强的吸收，并且可以将吸收的近红外光能转换成热量，使得肿瘤部位通过升高的温度将肿瘤组织或细胞杀死，可用于制备近红外光热治疗肿瘤的光热试剂。同现有光热治疗剂相比，墨汁具有成本低、来源简单、光热转换效率高和生物相容性好等优点，因此具有极高的临床应用价值。

技术研发人员：杨武利;曹勇斌;王胜
受保护的技术使用者：复旦大学
技术研发日：2017.03.17
技术公布日：2017.07.07