一种过氧化氢响应的脂质体纳米探针及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及生物医药技术领域，特别涉及一种过氧化氢响应的脂质体纳米探针及其制备方法和应用。该脂质体纳米探针包括脂质体、HRP和ABTS；脂质体的亲水空腔装载HRP，脂质体的疏水层装载ABTS。本发明专利技术制备的过氧化氢响应的脂质体纳米探针具有非常好的过氧化氢响应性，可以实现纳摩级别过氧化氢的检测；跟传统的利用荧光或生物发光进行过氧化氢检测的技术相比，光声成像进行的检测能明显提高组织的穿透深度，实现深层组织的过氧化氢成像；利用脂质体纳米探针的光声成像能实时监测炎症的发生与发展，还能与肿瘤微环境中过氧化氢反应实现肿瘤的光声成像。

Liposome nano probe with hydrogen peroxide response and preparation method and application thereof

The invention relates to the technical field of biological medicine, in particular to a liposome nano probe with hydrogen peroxide response, a preparation method and an application thereof. The liposome nano probe comprises liposomes, HRP and ABTS; the liposome hydrophilic cavity is loaded with HRP; and the hydrophobic layer of liposome is loaded with ABTS. Liposome nanoparticles prepared by the invention of the hydrogen peroxide response has a very good response to hydrogen peroxide, hydrogen peroxide level detection can be achieved with dynamo; fluorescent or biological use of traditional light for hydrogen peroxide detection technology in photoacoustic imaging detection can significantly improve the penetration depth of the organization, to achieve the deep tissue imaging of hydrogen peroxide the use of photoacoustic imaging; liposome nano probe to the occurrence and development of real time monitoring of inflammation, photoacoustic imaging of tumor and can achieve the reaction of hydrogen peroxide in the tumor microenvironment.

【技术实现步骤摘要】
一种过氧化氢响应的脂质体纳米探针及其制备方法和应用
本专利技术涉及生物医药
，特别涉及一种过氧化氢响应的脂质体纳米探针及其制备方法和应用。
技术介绍
过氧化氢在调节各种生理过程包括细胞的生长、免疫应答和衰老中发挥着重要作用。过氧化氢分泌异常通常与很多疾病密切相关，如：癌症、糖尿病、炎症、心血管疾病及神经性疾病。因此，开发准确及灵敏的过氧化氢的检测探针将具有非常重要的临床价值，它不仅可以用于疾病的诊断，还能帮助医生很好地理解疾病的机制及发展。然而，由于生理环境下过氧化氢的浓度是相当低的(～<50μM)，发展一种可用于临床体内过氧化氢检测的技术仍然是一项非常具有挑战性的任务。近年来，已经有不少课题组探索了可用于过氧化氢检测的硼酸盐荧光探针，它主要是利用硼酸盐在过氧化氢下会转化成酚类，在可见光的激发下会产生荧光。此外，也有利用过氧化氢、过氧酸酯和荧光染料三者之间化学反应产生生物发光，用于体内过氧化氢的成像。然而，这些基于荧光成像或生物发光的纳米探针常常受到组织穿透深度的限制，无法实现深层组织中过氧化氢的检测。因此，迫切需要开发高特异性和灵敏度的新型纳米探针以实现深层组织和器官中过氧化氢的精准成像，从而提高疾病的检测灵敏度。光声成像是基于光声转换现象的成像方法。在检测过程中，样品吸收入射激光的能量而发生热膨胀，伴随产生超声波，仪器将接收到的超声波转换为影像信息。样品对激光能量吸收的差异导致超声波强度的不同，从而形成影像的明暗差异。光声成像技术结合光学和超声两种成像技术的优点，能实现对组织体较大深度的高分辨率、高对比度的功能成像。目前，许多在近红外区有强吸收的纳米粒子被广泛用于肿瘤的光声成像。此外，对生理上的某些信号例如活性氧、酸碱性和酶响应的光声造影剂也被广泛用于疾病的检测。然而，利用光声成像技术对体内过氧化氢检测还鲜有报道。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种过氧化氢响应的脂质体纳米探针及其制备方法和应用。该脂质体纳米探针利用光声成像技术可实现对体内过氧化氢的检测。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：本专利技术提供了一种过氧化氢响应的脂质体纳米探针，包括脂质体(liposome)、辣根过氧化物酶(HRP)和2,2-联氮-二(3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸)二铵盐(ABTS)；该脂质体由二棕榈酰磷脂酰胆碱、胆固醇和二硬脂酰磷脂酰乙醇胺-聚乙二醇组成；脂质体的亲水空腔装载辣根过氧化物酶，所述脂质体的疏水层装载2,2-联氮-二(3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸)二铵盐。本专利技术将2,2-联氮-二(3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸)二铵盐(ABTS)和辣根过氧化物酶(HRP)装载到脂质体(liposome)，得到了过氧化氢响应的脂质体纳米探针(Lipo@HRP&ABTS)，在近红外区具有非常好过氧化氢响应的吸收。在过氧化氢的存在下，无色的ABTS在HRP的催化下转化成在近红外区有强吸收的氧化形式，从而实现纳摩级别过氧化氢的检测。通过腹腔注射脂质体纳米探针后，可以通过光声成像准确检测到由脂多糖或细菌引起感染过程。此外，通过系统给药后，也能实现原发性肿瘤及淋巴转移瘤的光声成像。同时，利用过氧化氢响应的吸收，还能实现肿瘤特异性的光声成像。本专利技术提供的脂质体纳米探针在近红外区具有非常好的光学吸收性能，同时具有较好的分散性及较长的血液循环时间，可在活体上平上实现炎症及肿瘤高灵敏度的检测。在本专利技术提供的实施例中，二棕榈酰磷脂酰胆碱、胆固醇与二硬脂酰磷脂酰乙醇胺-聚乙二醇的摩尔比6：4：0.5。在本专利技术提供的实施例中，过氧化氢响应的脂质体纳米探针的辣根过氧化物酶装载率为5％，2,2-联氮-二(3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸)二铵盐装载率为23.17％。作为优选，过氧化氢响应的脂质体纳米探针的粒径为70～115纳米。本专利技术还提供了一种过氧化氢响应的脂质体纳米探针的制备方法，包括如下步骤：将二棕榈酰磷脂酰胆碱、胆固醇、二硬脂酰磷脂酰乙醇胺-聚乙二醇和2,2-联氮-二(3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸)二铵盐溶解在甲醇中，然后通过旋转蒸发形成脂质膜；然后将脂质膜与辣根过氧化物酶的磷酸盐缓冲溶液混合，并将混合液进行冻融；将冻融后的混合液进行过滤、纯化，得到过氧化氢响应的脂质体纳米探针。在本专利技术提供的实施例中，二棕榈酰磷脂酰胆碱、胆固醇、二硬脂酰磷脂酰乙醇胺-聚乙二醇与2,2-联氮-二(3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸)二铵盐的摩尔比为6：4：0.5：12。在本专利技术提供的实施例中，冻融为：将混合液在液氮中冷冻，然后在65℃条件下解冻。作为优选，冻融的次数为5次。作为优选，过滤为：将冻融后的混合液在200纳米的滤膜上过滤40～60次。作为优选，纯化为：通过S-300的凝胶柱纯化除去游离的2,2-联氮-二(3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸)二铵盐和辣根过氧化物酶。本专利技术还提供了本专利技术的过氧化氢响应的脂质体纳米探针在制备基于光声成像技术的炎症或肿瘤检测试剂中的应用。本专利技术提供了一种过氧化氢响应的脂质体纳米探针及其制备方法和应用。该脂质体纳米探针包括脂质体(liposome)、辣根过氧化物酶(HRP)和2,2-联氮-二(3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸)二铵盐(ABTS)；该脂质体由二棕榈酰磷脂酰胆碱、胆固醇和二硬脂酰磷脂酰乙醇胺-聚乙二醇组成；脂质体的亲水空腔装载辣根过氧化物酶，脂质体的疏水层装载2,2-联氮-二(3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸)二铵盐。本专利技术与现有技术相比具有下列优点：1.本专利技术制备的过氧化氢响应的脂质体纳米探针(Lipo@HRP&ABTS)具有非常好的过氧化氢响应性，可以实现纳摩级别过氧化氢的检测；跟传统的利用荧光或生物发光进行过氧化氢检测的技术相比，光声成像进行的检测能明显提高组织的穿透深度，实现深层组织的过氧化氢成像；利用Lipo@HRP&ABTS的光声成像能实时监测炎症的发生与发展。2.本专利技术提供的过氧化氢响应的脂质体纳米探针(Lipo@HRP&ABTS)，除了可以实现炎症的成像，还能与肿瘤微环境中过氧化氢反应实现肿瘤的光声成像。另外，该脂质体纳米探针可以有效地区分具有转移瘤的淋巴结和正常的淋巴结。3.利用本专利技术制备的过氧化氢响应的脂质体纳米探针(Lipo@HRP&ABTS)除了有很好的过氧化氢检测性能，还是一个非常好的过氧化氢激活的光热试剂。脂质体纳米探针富集到肿瘤部位并在近红外光的照射下，能很好地将肿瘤消除，并且不会对其他的部位造成损失。附图说明图1示实施例1中Lipo@HRP&ABTS的透射电镜照片；图2示实施例1中Lipo@HRP&ABTS的激光粒径分布；图3示实施例2中Lipo@HRP&ABTS与不同活性氧孵育后的吸收；图4示实施例3中Lipo@HRP&ABTS与不同浓度的过氧化氢孵育后的紫外吸收光谱图；其中，a示Lipo@HRP&ABTS与不同浓度的过氧化氢孵育后的紫外吸收光谱图；b示Lipo@HRP&ABTS与不同浓度的过氧化氢孵育后的800纳米处吸收；图5示实施例3中Lipo@HRP&ABTS与不同浓度的过氧化氢孵育后的光声信号；图6示实施例4中Lipo@HRP&ABTS用于脂多糖(LPS)诱导的炎症模本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种过氧化氢响应的脂质体纳米探针，其特征在于，包括脂质体、辣根过氧化物酶和2,2‑联氮‑二(3‑乙基‑苯并噻唑‑6‑磺酸)二铵盐；所述脂质体由二棕榈酰磷脂酰胆碱、胆固醇和二硬脂酰磷脂酰乙醇胺‑聚乙二醇组成；所述脂质体的亲水空腔装载辣根过氧化物酶，所述脂质体的疏水层装载2,2‑联氮‑二(3‑乙基‑苯并噻唑‑6‑磺酸)二铵盐。

【技术特征摘要】
1.一种过氧化氢响应的脂质体纳米探针，其特征在于，包括脂质体、辣根过氧化物酶和2,2-联氮-二(3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸)二铵盐；所述脂质体由二棕榈酰磷脂酰胆碱、胆固醇和二硬脂酰磷脂酰乙醇胺-聚乙二醇组成；所述脂质体的亲水空腔装载辣根过氧化物酶，所述脂质体的疏水层装载2,2-联氮-二(3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸)二铵盐。2.根据权利要求1所述的过氧化氢响应的脂质体纳米探针，其特征在于，所述二棕榈酰磷脂酰胆碱、所述胆固醇与所述二硬脂酰磷脂酰乙醇胺-聚乙二醇的摩尔比6：4：0.5。3.根据权利要求1至3中任一项所述的过氧化氢响应的脂质体纳米探针，其特征在于，所述过氧化氢响应的脂质体纳米探针的粒径为70～115纳米。4.一种过氧化氢响应的脂质体纳米探针的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将二棕榈酰磷脂酰胆碱、胆固醇、二硬脂酰磷脂酰乙醇胺-聚乙二醇和2,2-联氮-二(3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸)二铵盐溶解在甲醇中，然后通过旋转蒸发形成脂质膜；然后将所述脂质膜与辣根过氧化物酶的磷酸盐缓冲溶液混合，并将混合液进行冻融；将冻融后的...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘庄，陈倩，
申请(专利权)人：苏州大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32