【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于纳米材料的制备及应用，具体涉及柠檬酸系列碳点及其在影响草酸钙晶体结晶方面的应用。
技术介绍
1、结石病因发病率高，且治疗后易复发(十年复发率高达50％)，难以防治，已成为威胁人类健康的一种常见多发病。草酸钙是泌尿系结石中常见组分，约占结石病病因的70％。其中，一水草酸钙(com)、二水草酸钙(cod)和三水草酸钙(cot)是草酸钙晶体的主要形式。在这三种晶型中，com的热力学稳定性最高，且com晶体表面带正电荷，与带负电荷的受损伤肾上皮细胞黏附能力最强，致病性也最强；相比之下，表面电荷近中性的cod晶体容易随尿液排出体外；而热稳性较差的cot则在肾结石中较少见。因此除了直接抑制com结晶之外，将com转化成cod也有利于降低尿结石形成风险。
2、曾有美国休斯敦大学于2016年在nature第536卷7617期446–450页发表了一篇关于羟基柠檬酸影响草酸钙晶体结晶的研究，该文献中提到羟基柠檬酸能通过吸附在草酸钙结晶体表面明显抑制其晶体生长，同时还能破坏草酸钙中的离子化学键，从而破坏晶体内部结构的稳定性，使其溶解。此外还有报道采用小分子有机酸及其衍生物在控制草酸钙结晶过程的应用。例如申请号为cn201911304432.0的专利技术专利公开了一种小分子酸影响草酸钙结晶的应用方法，即通过没食子酸及其衍生物来控制草酸钙的结晶过程。但是以上报道的两种小分子有机酸及其衍生物在控制草酸钙结晶过程中，小分子酸的稳定性差，难以被代谢，生物相容性差，且难以进入细胞，这些缺点限制了其在人体内抑制草酸钙结晶的实际应用。p>
3、碳点是一类尺寸小于10纳米的碳纳米粒子，具有石墨化的碳核和由有机表面基团(如羧基、羟基和羰基等)组成的无定型外壳，这种独特的结构和组成赋予碳点良好的稳定性、水溶性以及生物相容性。同时碳点可以通过合成原料和方法的选择来设计其结构，本专利技术通过设计合成出了表面富含羟基与羧基官能团的柠檬酸系列碳点，该碳点在保有小分子有机酸(柠檬酸)抑制草酸钙结晶的影响效果同时还具有碳点內禀的高亮度荧光等优良性质。因此，柠檬酸系列碳点在草酸钙结石治疗方面展现出了巨大的应用潜力。
技术实现思路
1、针对上述现有技术存在的问题，本专利技术提供一种具有水溶性好、稳定性好、有良好的生物相容性、水溶液ph值偏中性的柠檬酸系列碳点，及其在影响草酸钙晶体结晶方面的应用也即在钙结晶抑制方面的应用，使得其可期望用于钙结石的预防和治疗。
2、为了实现上述目的，本专利技术提供了一种稳定性好的柠檬酸系列碳点，该类碳点可以提高草酸钙晶体的亲水性，抑制草酸钙晶体的生长，促进一水草酸钙向二水草酸钙转化；同时该类碳点表面具有丰富的羧基和羟基官能团，可与游离的钙离子结合生成可溶性配合物，降低尿液中草酸钙晶体的过饱和度。
3、本专利技术所述的柠檬酸系列碳点包括羟基柠檬酸碳点，柠檬酸钾碳点，柠檬酸碳点等等，其稳定性好、有良好的生物相容性、水溶液ph值偏中性，其表面含有丰富的羧基和羟基官能团。
4、本专利技术柠檬酸系列碳点在制备钙结晶抑制剂中的应用，所述柠檬酸系列碳点为柠檬酸系列物质经化学合成得到的碳点，所述柠檬酸系列物质为柠檬酸、羟基柠檬酸及其盐中的至少一种，或者为含有柠檬酸、羟基柠檬酸或其盐的物质中的至少一种。
5、优选的，所述钙结晶可以为草酸钙、磷酸钙、碳酸钙及其水合物中的至少一种，所述水合物包括但不限于单水合物、多水合物中的至少一种。
6、优选的，所述钙结晶即为钙结石包括但不限于尿结石、肾结石、胆结石、牙结石、膀胱结石中的至少一种。
7、优选的，所述钙结晶抑制剂可以为柠檬酸系列碳点或者为含有柠檬酸系列碳点的物质，所述含有柠檬酸系列碳点的物质可以为某些天然产物比如含有羟基柠檬酸的物质可以为藤黄果粉(含约90％羟基柠檬酸)；当然其也可以为一些人工合成的物质或者为一些人工复配的混合物；进一步的，可通过加入药物制剂所常用的一些辅料形成方便使用的药物或制剂，从而使得所述含有柠檬酸系列碳点的物质成为了一种含有柠檬酸系列碳点的药物或制剂。当然，基于本专利技术的柠檬酸系列碳点通过药学基本手段可制备得到药学上可接受的各种类型的药物制剂比如口服制剂、注射制剂等等。
8、本专利技术所述钙结晶抑制主要是通过本专利技术的柠檬酸系列碳点促进钙结石成分如草酸钙从一水草酸钙向二水草酸钙甚或向三水草酸钙的转化，也即抑制钙形成热稳定性高的一水草酸钙，促进其形成容易随尿液排出的二水草酸钙，从而可用于预防草酸钙结石的形成。
9、本专利技术中，所述柠檬酸系列碳点可采用下述方法制备得到：将柠檬酸系列物质作为反应原料通过高温水热法或微波法反应，然后加水溶解抽滤并透析，再冷冻干燥完成制备；所述反应前驱体中加入或者不加入尿素。碳点合成中，尿素的添加有利于部分碳点结构比如柠檬酸及其盐形成的碳点结构的稳定，既可以提高其合成产率，也改善了其光学性质；而对于某些碳点比如羟基柠檬酸及其盐所形成的碳点则可不添加尿素，是因为该碳点本身就有一个较为稳定的结构，同时拥有较高的合成产率与较为优秀的光学性质，另一方面对于羟基柠檬酸该类碳点也是出于为了使其功能部分更加纯粹的考虑。具体的：
10、本专利技术中，以含有羟基柠檬酸的物质藤黄果粉制备碳点的方法可以是：
11、称取一定量藤黄果粉(含约90％羟基柠檬酸)，转移到小坩埚中，后将其放入马弗炉中，在一定时间下进行热解反应，待反应结束后取出小坩埚中的热解样品，将其转移到小烧杯中；加入适量去离子水到小烧杯中，超声搅拌使其溶解充分，之后静置一段时间；将上述溶液抽滤，收集滤液，装入一定截留分子量的透析袋，在超纯水中透析，透析后的溶液经冷冻干燥后得到深黄色的碳点；优选马弗炉反应温度为160-220℃，反应时间为6-10小时，更优选200℃反应8小时；抽滤时采用孔径为0.22的水性微孔滤膜，透析袋截留分子量为500-2000道尔顿，优选截留分子量为800-1000道尔顿，最优选截留分子量为1000道尔顿，透析时间为72-120小时，冷冻干燥时间为48-72小时。
12、本专利技术中，以柠檬酸钾制备碳点的方法可以是：
13、称取柠檬酸钾和尿素，加至超纯水中，超声并且搅拌加速溶解完全，将溶液转移至反应釜中，后将其放入马弗炉，在一定时间下进行水热反应，待反应结束后取出反应釜并将溶液转移至小烧杯中，超声搅拌使其混合充分；将上述溶液抽滤，收集滤液，装入一定截留分子量的透析袋，在超纯水中透析，透析后的溶液经冷冻干燥后得到褐色的碳点；优选加入1-2克柠檬酸钾、1-1.5克尿素和20-40毫升超纯水，马弗炉反应温度为160-220℃，反应时间为6-10小时，更优选为160℃反应8小时；抽滤时采用孔径为0.22的水性微孔滤膜，透析袋截留分子量为500-2000道尔顿，优选截留分子量为800-1000道尔顿，最优选截留分子量为1000道尔顿，透析时间为72-120小时，冷冻干燥时间为48-72小时。
14、本专利技术中，以柠檬酸制备碳点的方法可以是：
15、称取柠檬酸和本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.柠檬酸系列碳点在制备钙结晶抑制剂中的应用，所述柠檬酸系列碳点是以柠檬酸系列物质为原料经化学合成得到的碳点，所述柠檬酸系列物质为柠檬酸、羟基柠檬酸及其盐中的至少一种，或者为含有柠檬酸、羟基柠檬酸或其盐的物质中的至少一种。
2.如权利要求1所述的应用，其特征在于，所述钙结晶为草酸钙、磷酸钙、碳酸钙及其水合物中的至少一种，所述水合物包括单水合物、多水合物中的至少一种。
3.如权利要求1所述的应用，其特征在于，所述钙结晶为钙结石包括尿结石、肾结石、胆结石、牙结石、膀胱结石中的至少一种。
4.如权利要求1所述的应用，其特征在于，所述钙结晶抑制剂为柠檬酸系列碳点或者为含有柠檬酸系列碳点的物质。
5.如权利要求4所述的应用，其特征在于，所述含有柠檬酸系列碳点的物质为含有柠檬酸系列碳点的药物或制剂。
6.如权利要求1-5任一项所述的应用，其特征在于，所述柠檬酸系列碳点采用下述方法制备得到：将柠檬酸系列物质作为反应前驱体通过高温水热法或微波法反应，然后加水溶解抽滤、透析，再冷冻干燥；所述反应前驱体中加入或者不加入尿素。
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8.如权利要求6所述的应用，其特征在于，所述微波法反应功率为中高火400-500瓦，反应时间为4-8分钟。
9.如权利要求6所述的应用，其特征在于，所述抽滤时采用孔径为0.22的水性微孔滤膜，透析袋截留分子量为500-2000道尔顿，透析时间为72-120小时，冷冻干燥时间为48-72小时。
...【技术特征摘要】
1.柠檬酸系列碳点在制备钙结晶抑制剂中的应用，所述柠檬酸系列碳点是以柠檬酸系列物质为原料经化学合成得到的碳点，所述柠檬酸系列物质为柠檬酸、羟基柠檬酸及其盐中的至少一种，或者为含有柠檬酸、羟基柠檬酸或其盐的物质中的至少一种。
2.如权利要求1所述的应用，其特征在于，所述钙结晶为草酸钙、磷酸钙、碳酸钙及其水合物中的至少一种，所述水合物包括单水合物、多水合物中的至少一种。
3.如权利要求1所述的应用，其特征在于，所述钙结晶为钙结石包括尿结石、肾结石、胆结石、牙结石、膀胱结石中的至少一种。
4.如权利要求1所述的应用，其特征在于，所述钙结晶抑制剂为柠檬酸系列碳点或者为含有柠檬酸系列碳点的物质。
5.如权利要求4所述的应用，其特征在于，所述含有柠檬酸系列碳点的...
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