本发明专利技术提供一种Gd3+诱导金纳米团簇自组装成金纳米颗粒的方法及应用，所述方法包括：金纳米团簇的制备步骤：以手性L型谷胱甘肽作为巯基配体制备的金纳米团簇，将金纳米团簇溶于去离子水中，形成溶液A；三价钆离子Gd3+溶液制备步骤：六水氯化钆溶于去离子水中，配成溶液B，超声后备用；Gd3+诱导的金纳米团簇的自组装步骤：将溶液B缓慢滴加入溶液A中，诱导其中金纳米团簇自组装成金纳米颗粒。本发明专利技术方法简单，材料合成成本低，反应条件简单，易于操作，制备得到的金纳米颗粒具有增强的荧光成像以及CT成像效果，螯合了Gd3+可以作为肿瘤核磁成像造影剂。实验结果表明制备得到的金纳米颗粒能很好应用在肿瘤的多模态成像领域。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及无机纳米材料
，具体地，涉及Gd3+诱导的金纳米团簇自组装成金纳米颗粒方法，以及三价钆离子Gd3+诱导的金纳米团簇自组装产物用于肿瘤的多模态成像方法。
技术介绍
目前，生活节奏的加快以及环境的恶化，癌症已经成为威胁人类健康的主要杀手。其中肺癌的患病人数居恶性肿瘤患病人数之首。寻找有效的肿瘤诊断方法对捍卫人类生命健康安全具有重大的意义。近年来，光学成像(Optical Imaging，OI)、磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging，MRI)、正电子发射断层成像(Positron Emission Tomography，PET)、单电子发射计算机断层成像(Single Photon Emission CT，SPECT)和超声成像(ultrasonography，USG)等在肿瘤的临床诊断上得到了广泛的应用。为了充分发挥医学造影剂在癌症诊断中的优势，开发高效、灵敏的新型造影剂势在必行。随着纳米技术的发展，各种多功能纳米探针已经开始用于肿瘤医学诊断的研究中。金纳米团簇在尺寸上介于分子与纳米晶体之间，具有高的生物相容性，光学性能稳定，合成方法简单，并且表面富含功能基团易于修饰，在光电子学、化合物检测、生物传感以及纳米生物医药方面的应用有广泛的研究。但是单一的金纳米团簇只能用于肿瘤的CT成像和荧光成像，且其在CT成像以及荧光成像应用中的效果仍需要提升。研究表明通过一定的方法将小粒径的金纳米团簇可以组装成高度有序的大粒径的金纳米颗粒，从而增强小粒径纳米颗粒原有的性质或者赋予其新的性质。(Qiao et al.,Sci.Rep.2014，4，3848)。据报道，水溶液中阳离子Zn2+或者Cd2+通过离子间相互作用力可以诱导带有负电的金纳米团簇组装成粒径大小在100nm左右的金纳米颗粒，从而增强金纳米团簇的荧光效果。但是该方法只是停留在改变金纳米团簇的性质方面，并未涉及组装后的金纳米颗粒在肿瘤诊断中潜在的应用价值。目前，小分子钆配合物造影如二亚乙基三胺五乙酸钆螯合物(Gd-DTPA)等是临床上最常用的核磁共振的显影增强剂。随着纳米技术的进步，越来越多的纳米材料被用于核磁共振成像造影剂。但是，目前多数纳米材料都是依赖共价偶联螯合剂二乙基三胺五乙酸之类，再螯合轧离子(Gd3+)的方法用作T1加权的核磁共振成像。这些方法不仅合成方法繁琐而且成本高。这意味着，如果能通过简单，高效，低成本的方法将轧离子(Gd3+)螯合到纳米材料中就可以提高纳米材料造影剂的临床应用潜能。经检索，陈潜等2013年8月2日发表在期刊《东华大学》上的论文“多功能化树状大分子包裹的金纳米颗粒用于CT/MRI靶向诊断肿瘤的研究”，论文以聚乙二醇(PEG)功能化树状大分子为平台内部包裹CT造影剂金纳米颗粒，表面修饰T1MRI造影剂钆和靶向试剂分子叶酸(FA)或多肽Arg-Gly-Asp(RGD)，分别用于高叶酸受体表达的人口腔上皮样癌株(KB细胞)或高整合素αvβ3表达的恶性胶质瘤(U87MG细胞)的CT/MRI双模态成像诊断。上述文献是基于树状大分子PAMAM来制备树状大分子稳定的金纳米颗粒的方法。同时，利用化学键在树状大分子上接DOTA作为螯合剂来螯合钆离子。该方法复杂步骤多，金纳米颗粒和钆离子直接没有相互作用。且虽能用CT/MRI双模态成像诊断，但没有荧光成像的功能。检索结果表明：三价钆离子(Gd3+)诱导的金纳米团簇自组装用于肿瘤的多模态成像方法，尚未见报道。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种Gd3+诱导金纳米团簇自组装成金纳米颗粒的方法及应用，采用快速，高效，简易的方法，利用离子间相互作用的原理将钆离子(Gd3+)螯合到金纳米团簇上的同时将金纳米团簇诱导成大的金纳米颗粒，充分发挥钆离子(Gd3+)以及金纳米团簇的优良性质。根据本专利技术的第一方面，提供一种Gd3+诱导金纳米团簇自组装成金纳米颗粒的方法，包括如下步骤：金纳米团簇的制备步骤：以手性L型谷胱甘肽作为巯基配体制备的金纳米团簇，该金纳米团簇粒径均一、光学性质稳定、水溶性好，将金纳米团簇溶于去离子水中，形成溶液A；三价钆离子Gd3+溶液制备步骤：将三价钆离子Gd3+溶于去离子水中，配成溶液B，超声后备用；三价钆离子Gd3+诱导的金纳米团簇的自组装步骤：将溶液B缓慢滴加入溶液A中，诱导其中金纳米团簇自组装成金纳米颗粒。优选地，所述金纳米团簇的制备(Au NCs)步骤中：金纳米团簇为手性谷胱甘肽(L-glutathione,L-GSH)作为巯基配体制备的金纳米团簇，其谷胱甘肽和金原子的摩尔比例为18：22，金纳米团簇溶于6.2<pH<7.0的去离子水中。优选地，所述三价钆离子Gd3+溶液制备步骤中：三价钆离子Gd3+来自六水氯化钆(GdCl3·6H2O)，三价钆离子Gd3+溶液为新鲜配置的溶液。优选地，所述三价钆离子Gd3+溶液制备步骤中：三价钆离子Gd3+溶液溶于6.2<pH<7.0的去离子水中，100W超声2-3min后备用。本专利技术中pH值的大小对钆离子以及金纳米团簇之间的离子相互作用影响很大，间接的影响金纳米团簇的自组装。优选地，所述三价钆离子(Gd3+)诱导的金纳米团簇的自组装步骤中：反应的三价钆离子(Gd3+)和金纳米团簇的摩尔比1.1:1-1.5:1，更优选为1.26:1。两者的摩尔比低于1.1:1则钆离子的量不足金纳米团簇不能组装成分散的颗粒，比例高于1.5:1则钆离子的量太高，容易造成团聚。优选地，所述三价钆离子(Gd3+)诱导的金纳米团簇的自组装步骤中：反应的金纳米团簇和三价钆离子(Gd3+)的体积比为4：1。本专利技术中金纳米团簇溶液浓度可以为1.25mg/mL，钆离子的浓度根据加入的金的总量来计算。优选地，所述三价钆离子(Gd3+)诱导的金纳米团簇的自组装步骤中：反应的Gd3+缓慢滴加到金纳米团簇的溶液中，如果滴加太迅速可能形成的颗粒很不均匀，而且容易造成团聚和沉淀。滴加速度可以选择350-450μL/min。优选地，所述三价钆离子Gd3+诱导的金纳米团簇的自组装步骤中：反应条件为：1400-1600rpm/min快速涡旋30s-1min，反应温度为25-35℃，1200-1400rpm/min搅拌3h～6h。根据本专利技术的第二方面，提供一种上述制备得到的组装后金纳米颗粒的应用，即：组装后金纳米颗粒作为肿瘤的多模态成像造影剂。具体的，先进行组装后金纳米颗粒(GNCNs)的纯化，然后将其用于肿瘤的多模态成像。优选地，所述金纳米颗粒(GNCNs)的纯化，是指：采用葡葡聚糖凝胶层析Sephadex G-150以及去离子水作为平衡液来纯化制备得到的金纳米颗粒。本专利技术利用钆离子来诱导金纳米团簇的自组装变成大的金纳米颗粒，且无需用到螯合剂来螯合钆离子，整个方法简单，没有复杂程序，生产的金纳米颗粒能用于肿瘤的多模态成像造影剂(包括荧光成像)。与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：(1)本专利技术反应条件简单，步骤简单，易于操作，具有产业化合成的前景；(2)本专利技术不需要共价结合多余的螯合剂来螯合Gd3+，降低了合成成本，减少了合成工艺步骤；(3)本专利技术合成的自组装金纳米颗粒分布均匀，充本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种Gd3+诱导金纳米团簇自组装成金纳米颗粒的方法，其特征在于，包括如下步骤：金纳米团簇的制备步骤：以手性L型谷胱甘肽作为巯基配体制备的金纳米团簇，将金纳米团簇溶于去离子水中，形成溶液A；三价钆离子Gd3+溶液制备步骤：将三价钆离子Gd3+溶于去离子水中，配成溶液B，超声后备用；三价钆离子Gd3+诱导的金纳米团簇的自组装步骤：将溶液B缓慢滴加入溶液A中，诱导其中金纳米团簇自组装成金纳米颗粒。
【技术特征摘要】
1.一种Gd3+诱导金纳米团簇自组装成金纳米颗粒的方法，其特征在于，包括如下步骤：金纳米团簇的制备步骤：以手性L型谷胱甘肽作为巯基配体制备的金纳米团簇，将金纳米团簇溶于去离子水中，形成溶液A；三价钆离子Gd3+溶液制备步骤：将三价钆离子Gd3+溶于去离子水中，配成溶液B，超声后备用；三价钆离子Gd3+诱导的金纳米团簇的自组装步骤：将溶液B缓慢滴加入溶液A中，诱导其中金纳米团簇自组装成金纳米颗粒。2.根据权利要求1所述的Gd3+诱导金纳米团簇自组装成金纳米颗粒的方法，其特征在于，所述金纳米团簇的制备步骤中：金纳米团簇为手性谷胱甘肽作为巯基配体制备的金纳米团簇，其中谷胱甘肽和金原子的摩尔比例为18：22，金纳米团簇溶于6.2<pH<7.0的去离子水中。3.根据权利要求1所述的Gd3+诱导金纳米团簇自组装成金纳米颗粒的方法，其特征在于，所述三价钆离子Gd3+溶液制备步骤中：三价钆离子Gd3+来自六水氯化钆(GdCl3·6H2O)，三价钆离子Gd3+溶液为新鲜配置的溶液。4.根据权利要求1所述的Gd3+诱导金纳米团簇自组装成金纳米颗粒的方法，其特征在于，所述三价钆离子Gd3+溶液制备步骤中：三价钆离子Gd3+溶液溶于6.2<pH<7.0的去离子水中，80-120W超声2-3min后备用。5.根据权利要求1-4任一项所述的Gd3+诱导金纳米团簇自组装成金纳米颗粒的方法，其特征在于，所述三价钆离子Gd3+诱导的金纳米团簇的自组装步骤...
【专利技术属性】
技术研发人员：崔大祥，侯文秀，夏芳芳，张春雷，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：上海;31
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。