靶向肿瘤的近红外介孔二氧化硅纳米探针及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种靶向肿瘤的近红外介孔二氧化硅纳米探针及其制备方法。所述制备方法包括步骤：配制十六烷基三甲基溴化铵溶液作为母液，调节pH值呈碱性；取正硅酸乙酯分散于乙醇溶液中得到TEOS分散液；向母液中滴加TEOS分散液，得到SiO2原液；向SiO2原液中加入吲哚菁绿溶液后混匀，离心收集并烘干沉淀物，得到上载了荧光剂的介孔硅球干粉；将介孔硅球干粉分散于水中得到的ICG@SiO2溶液，加入APTES和Lasp，溶解后灼烧得到白色干粉；将白色干粉分散于水中，超声清洗离心收集沉淀物，得介孔硅球纳米粒子；将介孔硅球纳米粒子加入聚乙二醇溶液，PBS缓冲液稀释，得靶向肿瘤的近红外介孔二氧化硅纳米探针。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于纳米材料加工应用
，更具体地涉及一种靶向肿瘤的近红外介孔二氧化硅纳米探针及其制备方法。
技术介绍
介孔二氧化硅通过3-氨丙基-三乙氧基硅烷(3-Aminopropyltriethoxysilane，APTES)修饰后，表面存在大量的不饱和残键和不同状态的NH2，具有很高的化学活性。纳米SiO2是一种正在规模化生产的纳米材料，无定型纳米SiO2因其吸入和口服对生命体不会造成直接的危害而被认为是生物安全的纳米材料，已被广泛用于生物分析和成像、药物载体等的研究中。特别是介孔二氧化硅因具有有序介孔结构、比表面积大、毒副作用小、生物相容性好及表面易于修饰等特点，单分散的介孔二氧化硅纳米粒子还可以作为其他纳米材料的硬模版等特性。介孔孔径在2-50nm之间通过表面活性剂的性能、用量进行调节，从而赋予其许多独特的性能，在生物医药等领域显示出了极大的应用前景。目前，介孔二氧化硅在药物递送领域广泛应用。与传统给药模式相比，介孔二氧化硅的药物递送使得靶向性、生物利用度等都有很大提高，同时此类新型体系可以改善药物稳定性及药物释放动力学行为，从而更大程度地提高治疗效果并减小副作用。药物载体的功能化修饰也趋多样化，并已成功实现了靶向、成像等多种功能。因此，多功能化的介孔纳米二氧化硅药物、荧光剂等输送体系是一类具有极大应用价值的新型纳米输送体系。吲哚菁绿(Indocyanine Green，ICG)是一种水溶性分子，当其经静脉注入以后，98％--99％的分子会与血浆大分子蛋白紧密结合(主要是白蛋白)，只有少量处于游离状态。其在体内的消除完全经由肝胆系统，由肝细胞主动摄取，再经肝细胞膜上的通道排入胆道，最后进入肠道，并以原型排出体外，其间没有代谢改变，也不经历肠肝循环。因而ICG从血液到胆道的消除速率体现了肝脏的排泄分泌功能。ICG在血液15分钟滞留率是临床评价肝脏储备功能的重要指标之一，并常规应用于肝脏手术的术前肝脏储备功能评估。当ICG受到波长为750—810nm的光波激发以后，会释放出波长大约为830nm的红外光。在生物体内，光束会因为血红蛋白以及水的散射和吸收而迅速衰减。血红蛋白会强烈地衰减700nm以下的光束(包括除了深红色以外的全部可见光)；而水对于可见光和红外光而言是“透明”的，但它会强烈地滤除900nm以上的光束。因而，波长处于700—900nm之间的深红和近红外光具有最大的组织穿透能力。这也就是为什么从距离表层深达10mm处的ICG所释放的近红外光能被侦测到的原因。由于ICG具有上述特点，所以其已经在临床使用了40余年。长期以来的不良反应报道，只有少数个体会因为使用了含碘剂型的ICG出现过敏反应。所以临床使用含碘剂型ICG前应当皮试。ICG荧光在肝癌及癌旁组织聚集的现象是2007年Ishizawa T研究小组在肝癌手术中发现的。Yokoyama等又报道了用ICG荧光导航技术能够侦测胰腺癌在肝脏的微小转移灶的初期临床结果，证实该技术在侦测肝脏内表浅微小转移灶方面是可行的，可发现小至1.5mm直径的转移灶。Harad N 2010年报道，ICG肝癌手术导航，术者在术中观察到癌组织侵犯胆管后所导致的区域胆管梗阻。肝癌手术中一些经过改进的侦测设备，可以实现同时侦测手术视野的可见光和荧光图像，甚至实现两类图像的融合。肝癌开腹或腹腔镜切除手术中用ICG经门静脉插管，区域灌注，可以实时荧光显示肝脏分段情况，以及各肝叶、肝段在肝脏表面的界限，进而协助术者判断，实现精确的规则性肝叶切除。2013年的一项临床研究报道：肝癌的肝外转移灶也能摄取并延迟排泌ICG，使其在手术中能实时显示荧光，并能被术者侦测到。肝癌切除术后复发的再次切除手术中，由ICG荧光技术发现了常规超声检查没有发现的复发或转移癌灶。ICG肝癌手术导航技术在腹腔镜肝癌手术中显示了其更大的优越性，弥补了术者无法用手扪查病变的缺陷，有利于浅表小肝癌的侦测。但在使用过程中，由于ICG不具有主动靶向功能，对于肝硬化结节、肝脏增生不良结节等，该方法下也可以显示较强的荧光，导致假阳性的发生，据报道，该方法下假阳性率高达40-50％。Ishizawa T.等报道的准确率为65％(35/57病变)，当肝硬化时，肝癌/硬化肝组织荧光对比度下降，检测敏感性会下降。同时，ICG也应用于前哨淋巴结的清扫、血管成像，在整形外科手术中也有应用，但是不具有主动靶向功能的ICG在临床应用方面还是受到了极大的局限性。整合素αVβ3在正常组织器官及成熟血管内皮细胞中不表达或低表达，在多种肿瘤(包括肺癌、成胶质细胞瘤、乳腺癌、骨肉瘤、肝癌、胰腺癌等)细胞表面和新生血管内皮细胞中有高表达，在肿瘤的新生血管生成、侵袭和转移过程中起重要作用。这种差异通过分子影像学的方法来体现。根据世界卫生组织(WHO)发表的《全球癌症报告2014》，研究称2012年全球癌症患者和死亡病例都在迅猛地增加，新增癌症病例有近一半出现在亚洲，其中大部分在中国，中国新增癌症病例高居第一位。WHO报告预测全球癌症病例将呈现迅猛增长态势，由2012年的1400万人，逐年递增至2025年的1900万人，到2035年将达到2400万人。同时，2012年全世界共新增1400万癌症病例并有820万人死亡。其中，中国新增307万癌症患者并造成约220万人死亡，分别占全球总量的21.9％和26.8％。在过去的50年来，虽然各个国家在肿瘤治疗方面的研究资金的投入在不断的增加，比如美国，在2009年的美国国家癌症研究所科研预算就达到了60亿美金，但是，纵观这50年来癌症的治疗效果，并没有显著的改善。但是对于实体瘤，手术治疗是首选的方法。如果整个实体瘤能够被完全的通过手术切除，那么肿瘤患者是可以被治愈的。但是，目前肿瘤患者的治疗效果仍然非常差，主要存在两方面的问题：1)现有的术前常规检查手段CT、MRI、B超等，由于自身的分辨率的限制，对于微小肿瘤未能及时发现；2)在术中，医生综合术前检查结果和术中的视诊、触诊等来判断肿瘤的边界，医生凭主观经验决定如何切除肿瘤。以上的因素导致了，手术后，肿瘤患者体内微小肿瘤残留，以及手术切缘有存留肿瘤细胞(阳性切缘)，这些是造成患者术后肿瘤复发以及预后差、甚至死亡的主要原因。而且，对于术后复发的肿瘤患者，二次手术或者术后化疗的效果也是非常差，如乳腺癌，肝癌，结直肠癌，头颈部癌等肿瘤的复发患者。面对以上现实问题，临床医生需要一种先进的技术，这种技术可以帮助临床医师发现微小肿瘤灶以及在首次手术过程中就能获得一个阴性切缘，提高肿瘤患者术后生存率，改善他们的生活质量。在临床肿瘤治疗方法研究中，自2008年日本医生开始将荧光手术导航应用于肝脏肿瘤切除手术后，术中实时荧光导航技术就受到了临床医生的重视。与现有的成像仪器相比，术中荧光成像拥有低成本、简单容易、安全(比如没有辐射)、实时、高分辨率等优势，对于微小肿瘤的实时检测、高分辨率识别以及高特异性更是它的优势。目前在临床上研究比较成熟的是基于吲哚菁绿为荧光材料的近红外荧光手术导航仪。这项技术已经应用于在乳腺癌前哨淋巴结检测、胃癌转移淋巴结检测、原位肝癌、肝癌转移灶、结直肠癌肝转移等外科手术。但是，由于吲哚菁绿并没有主动靶向性，在应用过程中的假阳性高。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种靶向肿瘤的近红外介孔二氧化硅纳米探针的制备方法，其特征在于，包括步骤：步骤一：配制浓度为1.5～2.5mg/mL的十六烷基三甲基溴化铵溶液作为母液，调节母液的pH值呈碱性；取正硅酸乙酯分散于乙醇溶液中，得到TEOS分散液；步骤二：在60～80℃下，边搅拌边向母液中滴加TEOS分散液，得到澄清透明的SiO2原液；步骤三：向SiO2原液中加入吲哚菁绿溶液后混匀，离心弃上清，收集并烘干沉淀物，得到上载了荧光剂的介孔硅球干粉；步骤四：将上载了荧光剂的介孔硅球干粉分散于水中得到浓度为5～15mg/mL的ICG@SiO2溶液，然后加入APTES和Lasp，搅拌溶解后置于180～210℃灼烧100～150min，得到白色干粉；步骤五：将白色干粉分散于水中，超声清洗后离心弃上清，收集沉淀物，得到介孔硅球纳米粒子；步骤六：将介孔硅球纳米粒子加入聚乙二醇溶液内，混匀后以PBS缓冲液稀释，得到表面氨基功能化的上载了荧光剂的介孔硅球纳米粒子，即靶向肿瘤的近红外介孔二氧化硅纳米探针。

【技术特征摘要】
1.一种靶向肿瘤的近红外介孔二氧化硅纳米探针的制备方法，其特征在于，包括步骤：步骤一：配制浓度为1.5～2.5mg/mL的十六烷基三甲基溴化铵溶液作为母液，调节母液的pH值呈碱性；取正硅酸乙酯分散于乙醇溶液中，得到TEOS分散液；步骤二：在60～80℃下，边搅拌边向母液中滴加TEOS分散液，得到澄清透明的SiO2原液；步骤三：向SiO2原液中加入吲哚菁绿溶液后混匀，离心弃上清，收集并烘干沉淀物，得到上载了荧光剂的介孔硅球干粉；步骤四：将上载了荧光剂的介孔硅球干粉分散于水中得到浓度为5～15mg/mL的ICG@SiO2溶液，然后加入APTES和Lasp，搅拌溶解后置于180～210℃灼烧100～150min，得到白色干粉；步骤五：将白色干粉分散于水中，超声清洗后离心弃上清，收集沉淀物，得到介孔硅球纳米粒子；步骤六：将介孔硅球纳米粒子加入聚乙二醇溶液内，混匀后以PBS缓冲液稀释，得到表面氨基功能化的上载了荧光剂的介孔硅球纳米粒子，即靶向肿瘤的近红外介孔二氧化硅纳米探针。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤一中，所述调节母液的pH值呈碱性是调节母液的pH值至8～8.5；所述TEOS和乙醇的体积比为1:10～1:8。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤二中，所述搅拌采用恒温水浴...

【专利技术属性】
技术研发人员：田捷，尚文婷，曾超挺，梁小元，蒋红美，
申请(专利权)人：中国科学院自动化研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11