本发明专利技术涉及一种具有凋亡靶向功能的纳米探针及其制备和应用，包括由Fe@Fe3O4纳米粒子、偶联在Fe@Fe3O4纳米粒子表层的脂质体DSPE‑PEG，DPA‑Zn修饰的脂质体组成的MNPs‑DSPE‑PEG‑DPA‑Zn纳米探针，制得的纳米探针MNPs‑DSPE‑PEG‑DPA‑Zn用于肿瘤凋亡MRI磁共振成像。与现有技术相比，本发明专利技术具有采用廉价的DPA‑Zn替代膜联蛋白或相关多肽，利用简便的无催化Click反应将DPA‑Zn接到纳米粒子表面，以无创伤的MRI手段检测肿瘤凋亡等优点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种多功能纳米探针，尤其是涉及一种具有凋亡靶向功能用于肿瘤凋亡核磁共振成像纳米探针及制备和应用。
技术介绍
细胞凋亡(apoptosis)是由一系列基因控制的细胞自主的有序性死亡，或者叫做细胞的程序化死亡。自从1970年细胞凋亡第一次被Kerr等阐述开始，它一直是生物研究最热门的领域。凋亡过程的启动与实施涉及到一系列复杂的生化反应，并且受多种分子调节，凋亡基因和蛋白的某些特征使其成为肿瘤治疗中具有吸引力的靶点。凋亡通路主要有两条：外源性通路和内源性通路，也分别称为死亡受体通路和线粒体通路。半胱天冬氨酸蛋白酶家族(Caspases)的级联反应是两条凋亡通路的中心环节，它最终导致DNA的裂解，程序性细胞死亡的完成。鉴于其重要性，机体内Caspases的活性有着严格的调控机制。随着对肿瘤病因及分子机制研究的不断深入，一些新的治疗策略正不断产生。目前来讲，肿瘤最有效的治疗方法有3种，即手术、化疗和放疗。就化疗而言，抗肿瘤药物对肿瘤细胞的作用大多数是诱导细胞凋亡、坏死，因此测定肿瘤细胞凋亡、坏死逐渐成为评价肿瘤疗效的一项指标。随着分子影像的发展，在活体层次研究细胞凋亡的发生发展过程备受研究人员关注。分子影像作为一种非创伤性显像，可以在活体内实时、连续进行细胞凋亡、坏死的过程的观察，因而细胞凋亡、坏死显像对评价肿瘤化疗、放疗疗效，预测肿瘤对化疗药物的反应有重要的意义。当然，传统的流式细胞测定、免疫组织化学、原位细胞凋亡检测分析等方法也是评估凋亡水平的主要手段。中国专利201310127172.0公开了一种金属配合物核酸荧光探针，结构为将DPA或DPA-Zn(II)基团与四苯乙烯相连。DPA-Zn(II)在溶液中可以与核酸等磷酸衍生物结合，抑制分子的非辐射跃迁，从而发荧光。该荧光探针可用于核酸的检测，无论是对双链DNA，还是单链DNA检测都有较高灵敏度。将此类探针应用于凝胶电泳或生物样品中核酸的检测和显色具有较好的应用前景。该专利应用了小分子金属配合物DPA-Zn，但应用领域仅为核酸的检测和显色，在其他领域无法使用。中国专利200980116187.9公开了用于靶向凋亡细胞的肽及其用途，涉及具有特定氨基酸序列且靶向凋亡细胞的肽，应用于于靶向肿瘤、心肌梗塞、中风及动脉硬化组织里发生的凋亡。该专利采用的多肽操作复杂且价格昂贵。
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操作简单、价格低廉的具有凋亡靶向功能的纳米探针及制备和应用。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种具有凋亡靶向功能的纳米探针，其特征在于，包括由Fe@Fe3O4纳米粒子、偶联在Fe@Fe3O4纳米粒子表层的脂质体DSPE-PEG，DPA-Zn修饰的脂质体组成的MNPs-DSPE-PEG-DPA-Zn纳米探针。所述的MNPs-DSPE-PEG-DPA-Zn纳米探针的直径为12～13nm。一种具有凋亡靶向功能的纳米探针的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将DSPE-PEG-DBCO和DSPE-PEG溶于有机溶剂中，加入Fe@Fe3O4纳米粒子溶液，混合均匀，除去有机溶剂，再加水，加入N3-DPA-Zn透析过滤，得到MNPs-DSPE-PEG-DPA-Zn纳米探针。混合均匀的工艺条件为：在室温下摇床过夜；除去溶剂的工艺为常温旋蒸；所述的DSPE-PEG-DBCO、DSPE-PEG、Fe@Fe3O4纳米粒子和N3-DPA-Zn的质量之比为(1～3)：(6～10)：5：(1～3)。所述的有机溶剂为氯仿，所述的Fe@Fe3O4纳米粒子溶液为浓度0.5～1.5mg/mL的Fe@Fe3O4纳米粒子氯仿溶液；所述的有机溶剂、DSPE-PEG-DBCO和水的添加量之比为2mL：(1～3)mg：(3～7)mL。上述纳米粒子的制备过程中采用的原料为市售原料，或采用现有文献公开的技术制备而成，例如其中的：DSPE-PEG-DBCO、DSPE-PEG均为市售产品，其中Fe@Fe3O4纳米粒子采用以公开的文献技术制备而成(参考文献(LacroixLM,HulsNF,HoD,SunX,ChengK,SunS.Stablesigle-crystallinebodycenteredcubicFenanoparticles.NanoLett2011；11:1641-5.))N3-DPA-Zn为自制产品，其制备方法如下：将2-溴乙醇和NaN3按摩尔比1:2～3比加入水溶解，80℃搅拌反应，得叠氮乙醇。将4-甲基苯磺酰氯溶于二氯甲烷，逐滴加入叠氮乙醇，其中4-甲基苯磺酰氯与2-溴乙醇的摩尔比为1：1，得TosO～N3.将DPA和Tos～N3按质量比14:17溶解于无水MeCN，加热搅拌回流得DPA～N3。以甲醇为溶剂，加入Zn(NO3)2·6H2O,搅拌过滤得N3-DPA-Zn。一种具有凋亡靶向功能的纳米探针的应用，其特征在于，将MNPs-DSPE-PEG-DPA-Zn纳米探针用于MRI磁共振成像检测肿瘤凋亡。本专利技术以磁性Fe@Fe3O4纳米粒子(MNPs)作为纳米探针的载体，其具有较高的饱和磁化强度，表面含有疏水性的油胺、油酸等。脂质体DSPE-PEG中DSPE端表现为疏水性，将脂质体与Fe@Fe3O4纳米粒子相混合，通过疏水范德华相互作用使得脂质体DSPE-PEG偶联在Fe@Fe3O4纳米粒子表面，再加入N3-DPA-Zn，通过无催化Click反应，即新型肿瘤凋亡靶向核磁共振成像纳米探针MNPs-DSPE-PEG-DPA-Zn。DSPE-PEG本身具有很高的生物相容性，获得的纳米探针MNPs-DSPE-PEG-DPA-Zn不仅生物相性好，而且在体内血液循环时间长。制得的纳米探针MNPs-DSPE-PEG-DPA-Zn粒径大小均一、饱和磁化强度高、形貌具有核壳结构、生物相容性好且具有凋亡靶向功能，在水溶液、生理盐水和培养液中具有较好的分散性和稳定性。磷脂酰丝氨酸(Phosphatidylserine,PS)是细胞质膜重要的磷脂成分之一，具有重要的生物学功能。在正常生理情况下，PS通常集中分布于细胞质膜内小叶。在细胞发生凋亡的条件下，细胞内ATP将供能不足，胞浆Ca2+浓度升高，引起PS发生外翻。该纳米探针MNPs-DSPE-PEG-DPA-Zn能与凋亡细胞外翻的PS相结合，进而通过MRI分子影像手段评估PS外翻情况，反映经化疗诱导后肿瘤的凋亡程度，达到肿瘤的靶向分子影像诊断目的。由于MNPs-DSPE-PEG-DPA-Zn纳米探针具有高的饱和磁化强度，可适用于凋亡肿瘤的MRI磁共振成像研究。与现有技术相比，本专利技术制备的纳米探针MNPs-DSPE-PEG-DPA-Zn粒径均一、饱和磁化强度高、形貌可控、生物相容性好且具有凋亡靶向，在水溶液、生理盐水和培养液中具有较好的分散性和稳定性，制备工艺简单，反应条件为温和，合成原料价廉易得，所制得的纳米探针MNPs-DSPE-PEG-DPA-Zn适用于凋亡肿瘤MRI磁共振成像研究。附图说明图1为本专利技术的纳米探针MNPs-DSPE-PEG-DPA-Zn的合成示意图；图2为本专利技术的MNPs-DSPE-PEG-DPA-Zn纳米粒子的TEM图；图3为本专利技术的Fe@Fe3O4纳米粒子的XRD图；图4为本专利技术本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种具有凋亡靶向功能的纳米探针，其特征在于，包括由Fe@Fe3O4纳米粒子、偶联在Fe@Fe3O4纳米粒子表层的脂质体DSPE‑PEG，DPA‑Zn修饰的脂质体组成的MNPs‑DSPE‑PEG‑DPA‑Zn纳米探针。
【技术特征摘要】
1.一种具有凋亡靶向功能的纳米探针，其特征在于，包括由Fe@Fe3O4纳米粒子、偶联在Fe@Fe3O4纳米粒子表层的脂质体DSPE-PEG，DPA-Zn修饰的脂质体组成的MNPs-DSPE-PEG-DPA-Zn纳米探针。2.根据权利要求1所述的一种具有凋亡靶向功能的纳米探针，其特征在于，所述的MNPs-DSPE-PEG-DPA-Zn纳米探针的直径为12～13nm。3.一种如权利要求1或2所述的具有凋亡靶向功能的纳米探针的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将DSPE-PEG-DBCO和DSPE-PEG溶于有机溶剂中，加入Fe@Fe3O4纳米粒子溶液，混合均匀，除去有机溶剂，再加水，加入N3-DPA-Zn透析过滤，得到MNPs-DSPE-PEG-DPA-Zn纳米探针。4.根据权...
【专利技术属性】
技术研发人员：周治国，赵恒，周萍，王丹利，潘立星，杨仕平，
申请(专利权)人：上海师范大学，
类型：发明
国别省市：上海;31
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