一种靶向超顺磁单分散纳米花探针及其制备与应用制造技术

本发明专利技术涉及一种靶向超顺磁单分散纳米花探针及其制备与应用，是纳米花探针由磁性载金颗粒纳米花、一端带巯基和支化末端带羧基的超支化大分子HPG、靶分子三部分组成，通过热溶剂法制得，即先制备Fe3O4载体，然后在载体上负载金种子，得到磁性载金颗粒纳米花，最后依次连接HPG和靶分子，上述纳米探针用于动物体内双靶向成像及交变磁场下肿瘤治疗。与现有技术相比，本发明专利技术制备简单、成本低、靶向效率高、肿瘤治疗副作用小等优点。与现有技术相比，本发明专利技术制备简单、成本低、靶向效率高、肿瘤治疗副作用小等优点。

Targeted superparamagnetic monodisperse nano flower probe and preparation and application thereof

The invention relates to a targeted superparamagnetic monodisperse nanometer probe preparation and application thereof, is made of magnetic gold nano flower probe nano flower, end mercapto and branched carboxyl terminal hyperbranched macromolecules, HPG target molecule is composed of three parts, by solvent thermal method, namely the first preparation of Fe3O4 vector, and then load the seeds on the carrier, magnetic nanoparticles loaded with gold flowers, finally connected to HPG and the target molecule, the nano probe for in vivo animal imaging and dual targeting tumor therapy under alternating magnetic field. Compared with the prior art, the invention has the advantages of simple preparation, low cost, high targeting efficiency and small side effect of tumor treatment. Compared with the prior art, the invention has the advantages of simple preparation, low cost, high targeting efficiency and small side effect of tumor treatment.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及纳米花探针
，具体涉及一种靶向超顺磁单分散纳米花探针及其制备与应用。
技术介绍
随着发病率和死亡率的增加，癌症已经成为中国人群死亡的首要原因和主要的公共健康问题。统计数据表明，中国2015年有4292,000例癌症新发病例，2814,000例癌症死亡，肺癌成为最常见癌症，也是癌症死亡的首要原因。胃癌、食管癌和肝癌也是常见癌症，在癌症死亡原因中排在前列。由于癌症没有指定的位置，它可以发生在内脏的任何一部分，癌症及癌前病变的症状具有隐匿性和无特异性，且潜伏期较长，一旦发现已到晚期或者转移，导致患者无法治愈而死亡。因此，早期预警及体内癌细胞示踪对潜伏期病人至关重要。随着近现代医学技术的发展，纳米材料在医学中的应用已进入一个快速发展时期。尤其是在肿瘤学科的研究不断加深，在靶向给药、成像检测、肿瘤热疗、瘤块物理治疗等领域具有广泛的应用前景。磁共振成像可对人体各部位多角度、多平面成像，能更客观更具体地定位定性病灶，对全身各系统疾病的诊断、早期预警及术后观察均有很大的价值。相对于其它的无创伤成像技术，如:核医学成像、光学成像、超声成像等，具有高空间分辨力、无射线检查、软组织对比度好等优点，非常适合应用于分子成像学的研究。但MR成像在肿瘤切除过程中随着非切除部分的减少，其检测的精确度也逐渐降低，且检测费昂贵、扫描时间较长，让病人难以耐受。恶性肿瘤的治疗方法迄今已经发展了十几种之多，例如：手术切除、化疗、放疗等。但是这些治疗方法，在杀死肿瘤细胞的同时，也会对正常机体造成极大的损害，副作用很大。开发一种清除病变细胞，阻断恶性循环，维持体内环境稳定的肿瘤治疗方法，有非常重要的临床意义。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种靶向性强、具有成像及癌症治疗功能的靶向超顺磁单分散纳米花探针及其制备与应用。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种靶向超顺磁单分散纳米花探针，所述纳米花探针包括磁性载金颗粒纳米花、超支化大分子HPG和靶分子，所述磁性载金颗粒纳米花、超支化大分子HPG和靶分子的质量比为(4～12)：(10～20)：(0.2～2)，所述磁性载金颗粒纳米花包括Fe3O4载体以及负载在Fe3O4载体上的带负电的金种子，其中，Fe3O4载体和带负电的金种子的质量比为1：(0.1～5)，所述纳米花探针的尺寸为60～70nm。本专利技术采用磁性能优异的四氧化三铁磁性纳米花，经盐酸多巴胺修饰带正电，静电吸附的负电金种子在老化液中长大，得到载金颗粒的磁性探针核，再通过一端是巯基，一端是羧基的超支化大分子HPG将载金的磁性纳米粒子与靶分子连结，即构成分散性优良、生物相容性好、靶向效率高的磁性纳米探针。相比于传统方法，在表面活性剂PVP作用下，形成的磁性纳米花具有多角结构，在交变磁场的作用下，可以加速破坏病变细胞，该物理疗法大大减小了治疗副作用。通过共价偶联，将一端为羧基的超支化大分子HPG与靶分子连结，另一端巯基与探针核上的金颗粒连结，得到纳米探针，即：MMNPs@Au-HPG-Glc，其中，HPG外壳阻止载金磁性纳米颗粒的团聚和蛋白质吸附，增加载金磁性纳米颗粒血液循环时间和体内靶细胞的内在化效率。癌细胞表面富含靶点受体，将靶分子偶联在纳米探针上，可高效地结合癌细胞表面的靶点，定向地进入癌细胞，准确地示踪癌细胞或肿瘤的位置，为后续诊断、治疗及术后观察奠定良好的基础。所述的带负电的金种子选自粒径为2～5nm的纳米金团簇或粒径为4～20nm的胶体金中的一种。在合成金种子时，加入谷胱甘肽、柠檬酸或柠檬酸钠带负电的配体，从而得到带负电的金种子。通过正负电荷吸引，金种子吸附在带正电的磁性纳米花表面，采用种子生长法，使得金颗粒牢固地融合在磁性纳米花表面，形成MMNPs@Au颗粒。所述的超支化大分子HPG的支化端为羧基，另一端为巯基，所述超支化大分子HPG的分子量≥5000。其中，贵金属Au表面可以生成很强的配位键，与超支化大分子一端的巯基结合；另外支化端的羧基可用于探针下面步骤的偶联，与带氨基的靶分子结合。所述的靶分子选自抗体(如：CD44，CD45，Her2等)、抗体片段、生长因子(如：VEGF)、环状RGD、奥曲肽、AP缩氨酸、tLyp-1缩氨酸、透明质酸HA或4-氨基苯基β-D-吡喃葡萄糖苷中的一种。这些靶分子具有特异性靶向作用，在靶细胞膜表面具有高表达位点，带靶分子的探针药物可高效地识别、结合(或内吞)靶细胞。在交变磁场作用下，靶向性探针药物高效地杀伤靶细胞。一种如上所述的一种靶向超顺磁单分散纳米花探针的制备方法，包括以下几个步骤：(1)将FeCl3溶于乙二醇和二乙二醇的混合溶液中，加入聚乙烯吡咯烷酮和醋酸钠，反应后用水和乙醇交替洗涤，得到MMNPs分散液；(2)在MMNPs分散液中加入盐酸多巴胺，然后依次加入带负电的金种子溶液和HAuCl4溶液，混合得到MMNPs@Au分散液；(3)在MMNPs@Au分散液中加入一端带巯基支化端带羧基的支化大分子HPG，超声混合后，得到HPG修饰的MMNPs@Au-HPG-COOH分散液；(4)将HPG修饰的MMNPs@Au-HPG-COOH分散液中的羧基进行活化，加入靶分子，混合反应后，即得所述靶向超顺磁单分散纳米花探针。步骤(1)详细的步骤如下：将一定量的FeCl3·6H2O置于乙二醇与二乙二醇的混合溶液中，超声搅拌至透明粘稠状黄色溶液；N2保护下加入一定量的聚乙烯吡咯烷酮(PVP)，机械搅拌，120～130℃下反应0.5～1.5h，得黄棕色透明溶液；加入一定量的NaAc，机械搅拌使NaAc全部溶解，搅拌30～50min后，转入聚四氟反应釜中，继续反应，得到产物；用超纯水和无水乙醇交替洗涤产物三次，磁分离纯化后，用超纯水定容到50mL，得磁性纳米颗粒分散液，备用。其中，所述乙二醇和二乙二醇的混合溶液中，乙二醇和二乙二醇的体积比为(1～5)：(15～19)；所述FeCl3的加入摩尔量、醋酸钠的加入摩尔量和聚乙烯吡咯烷酮的加入质量之比为(2～15)mmol：(50～100)mmol：(2～10)g；所述反应温度为180～250℃，反应时间为10～20h。聚乙烯吡咯烷酮在乙二醇和二乙二醇的混合溶液中形成模板，从而促使磁性纳米花的形成。步骤(2)详细步骤如下：在磁性纳米颗粒分散液置于离心管中，外磁场分离，去除上清液，复溶于5mL的四氢呋喃中，超声分散；添加一定量的盐酸多巴胺，超声1h；然后在室温下将上述混合物置于摇床(速度设为：100rpm)，反应12h，磁分离去除过量的DA，得到MMNPs-DA，分散于水中；然后一定量的金种子加到MMNPs-DA分散液中，置于摇床上，室温下，大力震荡，反应12h，磁分离纯化，复溶于5mL去离子水，得到MMNPs@Au种子，4℃保存，备用；最后将MMNPs@Au分散液，加入到L老化液中，逐滴滴加甲醛溶液(甲醛与去离子水的体积比为1:1)，反应30min。老化液的工艺步骤：1-3mL浓度为25mM的HAuCl4加到100mL2.5％(mg/mL)碳酸钾溶液中，10min后，溶液由浅黄色变成无色，且使用前，生长溶液老化1d。其中，所述盐酸多巴胺的加入质量与所述FeCl3的加入摩尔量之比为(10～40)mg：(2～15)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种靶向超顺磁单分散纳米花探针，其特征在于，所述纳米花探针包括磁性载金颗粒纳米花、超支化大分子HPG和靶分子，所述磁性载金颗粒纳米花、超支化大分子HPG和靶分子的质量比为(4～12)：(10～20)：(0.2～2)，所述磁性载金颗粒纳米花包括Fe3O4载体以及负载在Fe3O4载体上的带负电的金种子，其中，Fe3O4载体和带负电的金种子的质量比为1：(0.1～5)。

【技术特征摘要】
1.一种靶向超顺磁单分散纳米花探针，其特征在于，所述纳米花探针包括磁性载金颗粒纳米花、超支化大分子HPG和靶分子，所述磁性载金颗粒纳米花、超支化大分子HPG和靶分子的质量比为(4～12)：(10～20)：(0.2～2)，所述磁性载金颗粒纳米花包括Fe3O4载体以及负载在Fe3O4载体上的带负电的金种子，其中，Fe3O4载体和带负电的金种子的质量比为1：(0.1～5)。2.根据权利要求1所述的一种靶向超顺磁单分散纳米花探针，其特征在于，所述的带负电的金种子选自粒径为2～5nm的纳米金团簇或粒径为4～20nm的胶体金中的一种。3.根据权利要求1所述的一种靶向超顺磁单分散纳米花探针，其特征在于，所述的超支化大分子HPG的支化端为羧基，另一端为巯基，所述超支化大分子HPG的分子量≥5000。4.根据权利要求1所述的一种靶向超顺磁单分散纳米花探针，其特征在于，所述的靶分子选自抗体、抗体片段、环状RGD、奥曲肽、AP缩氨酸、tLyp-1缩氨酸、透明质酸HA或4-氨基苯基β-D-吡喃葡萄糖苷中的一种。5.一种如权利要求1～4任一所述的靶向超顺磁单分散纳米花探针的制备方法，其特征在于，该方法包括以下几个步骤：(1)将FeCl3溶于乙二醇和二乙二醇的混合溶液中，加入聚乙烯吡咯烷酮和醋酸钠，反应后用水和乙醇交替洗涤，得到MMNPs分散液；(2)在MMNPs分散液中加入盐酸多巴胺，然后依次加入带负电的金种子溶液和HAuCl4溶液，混合得到MMNPs@Au分散液；(3)在MMNPs@Au分散液中加入一端带巯基支化端带羧基的支化大分子HPG，超声混合后，得到HPG修饰的MMNPs@Au-HPG-COOH分散液；(4)将HPG修饰的MMNPs@Au-HPG-COOH分散液中的羧基进行活化，加入靶分子，混合反应后，即得所述靶向超顺磁单分散纳米花探针。6.根据权利要求5所述的一种靶向超顺磁单分散纳米花探针的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述乙二醇和二乙二醇的混合溶液中，乙二醇和二乙二醇的体积...

【专利技术属性】
技术研发人员：高国，尹婷，张倩，黄鹏，崔大祥，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：上海;31