一种核酸适配体修饰的磁性纳米颗粒及其制备方法和应用技术

一种核酸适配体修饰的磁性纳米颗粒及其制备方法和应用，所述磁性纳米颗粒表面包覆有一层PEG化磷脂分子，且PEG上连接有核酸适配体。本发明专利技术纳米颗粒包含位于核心的磁核，包覆在其表面的PEG化磷脂以及与PEG相连的核酸适配体。所述磁核具备良好的超顺磁性和优异的磁热效应，且通过外层包覆PEG化磷脂提高其体内稳定性和生物相容性，同时通过连接核酸适配体，实现其靶向肿瘤组织的功能。静脉注射所述颗粒，可实现体内肿瘤的MRI成像诊断和热疗。

Magnetic nano particle modified by nucleic acid ligand, preparation method and application thereof

The invention relates to a magnetic nano particle modified by a nucleic acid ligand, a preparation method and an application thereof, wherein the magnetic nanoparticle surface is coated with a layer of PEG phospholipid molecules, and the PEG is connected with a nucleic acid aptamer. The nanoparticle comprises a magnetic core located at the core, an PEG phospholipid coated on the surface thereof, and a nucleic acid aptamer connected with the PEG. The magnetic core has good superparamagnetism and excellent magnetocaloric effect, and through the outer PEG of phospholipids enhance its compatibility and biological stability in vivo, at the same time by connecting the aptamer, the tumor targeting function. Intravenous injection of the particles can achieve MRI imaging diagnosis and hyperthermia for tumors in vivo.

【技术实现步骤摘要】
一种核酸适配体修饰的磁性纳米颗粒及其制备方法和应用
本专利技术属于生物医用纳米材料
，具体涉及一种核酸适配体修饰的磁性纳米颗粒及其制备方法和应用。
技术介绍
磁共振成像（MagneticResonanceImaging,MRI）利用原子核在磁场内共振所产生信号来成像，能够对生物组织进行快速无损检测，且具有分辨率高、成像参数多、使用安全等突出优点，是目前肿瘤诊断的有效技术之一。在临床MRI中，绝大多数的诊断须用磁共振成像对比剂（MRIContrastAgent），通过增强对比信号差异，提高成像对比度和清晰度，有效检测正常组织与病变组织的成像差异，显示体内器官或组织的功能状态。MRI造影剂主要有顺磁性造影剂和超顺磁性造影剂两大类。相对于顺磁性造影剂，超顺磁性造影剂，主要包括Fe3O4纳米颗粒，磁矩大，弛豫效能高，而且可以通过尺寸选择或特异性表面分子修饰实现对特定组织部位的靶向。肿瘤热疗是继手术、化学治疗、放射治疗和生物治疗(免疫疗法)之外的又一种非常有发展前景的肿瘤治疗方法。在众多的热疗技术（微波、射频和超声等）中，基于磁流体的磁感应热疗是近年来发展迅速的一种治疗肿瘤的手段。它利用磁性介质加入肿瘤组织后，在外加交变磁场(ACMF)的作用下，磁性介质由于尼尔弛豫和布朗弛豫效应而感应发热，使肿瘤组织快速达到有效治疗温度范围（41℃-45℃）而杀灭肿瘤细胞或诱导其凋亡。其中磁性介质在交变磁场下的升温性能非常关键。磁流体进入肿瘤组织的方式主要有动脉栓塞、瘤内注射和静脉注射。与前两者相比，静脉注射法可以使磁流体更有效、精确地靶向至任意大小、形貌和位置的瘤区，具有创伤小和同时靶向多个瘤体的优点，其介导的热疗通常被称为“靶向磁感应热疗”（TargetedMagneticHyperthermia,TMH），特别适合原位瘤的治疗，具有实际应用意义。不管是作为磁共振成像肿瘤诊断用造影剂，还是肿瘤热疗介质，都需要磁性材料在肿瘤部位的有效富集。表面分子修饰是解决磁性纳米颗粒临床应用的桥梁。通过表面修饰，提高高性能磁性纳米颗粒的水溶性、生理稳定性以及肿瘤靶向性，利用静脉给药并高效靶向到肿瘤区域，同时进行MRI成像诊断和磁感应热疗，是肿瘤诊疗领域的迫切需求，也是目前国际肿瘤诊疗研究的挑战。
技术实现思路
解决的技术问题：本专利技术提供一种核酸适配体修饰的磁性纳米颗粒及其制备方法和应用。所述纳米颗粒包含位于核心的磁核，包覆在其表面的PEG化磷脂以及与PEG相连的核酸适配体。所述磁核具备良好的超顺磁性和优异的磁热效应，且通过外层包覆PEG化磷脂提高其体内稳定性和生物相容性，同时通过连接核酸适配体，实现其靶向肿瘤组织的功能。静脉注射所述颗粒，可实现体内肿瘤的MRI成像诊断和热疗。技术方案：一种核酸适配体修饰的磁性纳米颗粒，所述磁性纳米颗粒表面包覆有一层PEG化磷脂分子，且PEG上连接有核酸适配体。优选的，上述磁性纳米颗粒为1~20nm的铁核。优选的，上述PEG化磷脂分子末端修饰有羧基或氨基。优选的，上述核酸适配体能特异性靶向肿瘤细胞，且适配体末端修饰有氨基或羧基。核酸适配体修饰的磁性纳米颗粒的制备方法，制备步骤为：步骤1：制备油酸包覆的磁性纳米颗粒；步骤2：在步骤1所得磁性纳米颗粒表面包覆PEG化的磷脂分子；步骤3：在步骤2所得颗粒表面修饰核酸适配体。上述步骤1的具体步骤为：准备含铁化合物、油酸和油胺，所述含铁化合物优选乙酰丙酮铁；其中油酸和油胺摩尔比为1:9~9:1，含铁化合物中铁元素与油胺摩尔比不超过1:3；以有机物为溶剂，所述有机物优选二苄醚；在保护性气氛下，加热升温到300℃，再自然冷却；加入絮凝剂，所述絮凝剂优选乙醇，絮凝并磁分离洗涤沉淀物，最后将制备的油酸包裹的磁性纳米颗粒Fe3O4@OA保存于有机溶剂中。上述步骤2的具体步骤为：以氯仿为溶剂，溶解PEG化磷脂，与步骤1制备的分散于有机溶剂中的Fe3O4@OA混合，其中铁元素与PEG化磷脂的质量比为1:2，所述PEG化磷脂分子优选羧基衍生物DSPE-PEG2000-COOH；加入去离子水，旋转蒸发仪下70℃作用15min，通过疏水作用，在颗粒表面的油酸烷基链上包覆单层PEG化磷脂分子，超滤离心去除多余磷脂胶束，获得水溶性材料Fe3O4@PEG。上述步骤3中核酸适配体的修饰通过EDC-NHS偶联，优选末端修饰氨基的核酸适配体：5’-NH2AS1411；EDC和NHS的摩尔比不小于1:1，适配体偶联率≥30%。上述磁性纳米颗粒在制备肿瘤核磁共振成像造影剂中的应用。上述磁性纳米颗粒在制备肿瘤热疗用磁性介质中的应用。有益效果：1.高温热解法制备油酸包裹的磁性纳米颗粒，以油酸和油胺作为表面活性剂和还原剂，通过调控油酸和油胺的比例，控制磁性纳米结构的形貌，粒径，结晶度以及磁学性能，使产物磁核兼具优异的超顺磁性和磁热升温性能。2．PEG修饰的脂质分子的包覆，提高了磁性纳米颗粒在体内的稳定性和生物相容性，有效避免颗粒被网状内皮系统的摄取，延长颗粒在体内的循环时间，从而提高颗粒于肿瘤区域的富集。3．核酸适配体与PEG的连接，提高了产物的肿瘤靶向性能，易于进入肿瘤组织细胞内部，尾静脉注射法可以达到颗粒在肿瘤部位的有效富集。4．本专利技术磁性纳米颗粒既可用作肿瘤影像诊断用MRI造影剂，又可以作为肿瘤热疗用磁性介质。核磁共振信号优异，热疗效果显著，有效达到了肿瘤的诊疗一体化。附图说明图1：实施例1制备的核酸适配体修饰的磁性纳米颗粒的透射电镜图。图2：实施例1制备的核酸核酸适配体修饰前（A、B）后（C、D）的磁性纳米颗粒的水动力尺寸和表面电位分析图。图3：实施例1制备的核酸核酸适配体修饰的磁性纳米颗粒在交变磁场下的升温曲线图。图4：实施例2核酸核酸适配体修饰的磁性纳米颗粒在BALB/c裸鼠皮下乳腺癌肿瘤模型的MRI成像效果图（A：注射前；B：注射24h）。图5：实施例3皮下乳腺癌肿瘤模型BALB/c裸鼠热疗的近红外热成像图。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术进行进一步描述,但本专利技术的保护范围并不仅限于此。本专利技术提供了一种核酸适配体修饰的磁性纳米颗粒的制备方法，包括以下步骤：步骤1：制备油酸包覆的磁性纳米颗粒；其具体步骤还包括：步骤1.1：将含铁化合物溶解在有机溶剂中；步骤1.2：在步骤1.1的溶液中先后加入油酸和油胺；步骤1.3在氮气氛围下，步骤1.2的混合体系以3.3℃/min的速率分两阶段升温，220℃停留60min，290℃停留30min；步骤1.4：冷却至室温后，加入乙醇进行磁分离洗涤，重复多次以去除体系中残留的有机溶剂、油酸和油胺；步骤1.5：将制备所得Fe3O4@OA保存于有机溶剂中。步骤2：在步骤1所得磁性纳米颗粒表面包覆PEG化的磷脂分子；其具体步骤还包括：步骤2.1：将DSPE-PEG2000-COOH溶解在有机溶剂中；步骤2.2：在步骤2.1溶液中混合入步骤1所得分散于相同有机溶剂中的Fe3O4@OA；步骤2.3：在步骤2.2的混合体系中缓慢加入去离子水；步骤2.4：将步骤2.3的混合体系置于旋转蒸发仪下70℃作用15min，通过疏水作用，在Fe3O4@OA颗粒表面的油酸烷基链上包覆单层具有较好水溶性的磷脂分子；步骤2.5：待反应体系冷却至室温后，超声分散，220nm滤膜过滤本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种核酸适配体修饰的磁性纳米颗粒，其特征在于，所述磁性纳米颗粒表面包覆有一层PEG化磷脂分子，且PEG上连接有核酸适配体。

【技术特征摘要】
1.一种核酸适配体修饰的磁性纳米颗粒，其特征在于，所述磁性纳米颗粒表面包覆有一层PEG化磷脂分子，且PEG上连接有核酸适配体。2.根据权利要求1所述的磁性纳米颗粒，其特征在于所述磁性纳米颗粒为1~20nm的铁核。3.根据权利要求1所述的磁性纳米颗粒，其特征在于所述PEG化磷脂分子末端修饰有羧基或氨基。4.根据权利要求1所述的磁性纳米颗粒，其特征在于所述核酸适配体能特异性靶向肿瘤细胞，且适配体末端修饰有氨基或羧基。5.权利要求1~4任一所述核酸适配体修饰的磁性纳米颗粒的制备方法，其特征在于制备步骤为：步骤1：制备油酸包覆的磁性纳米颗粒；步骤2：在步骤1所得磁性纳米颗粒表面包覆PEG化的磷脂分子；步骤3：在步骤2所得颗粒表面修饰核酸适配体。6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于所述步骤1的具体步骤为：准备含铁化合物、油酸和油胺，所述含铁化合物优选乙酰丙酮铁；其中油酸和油胺摩尔比为1:9~9:1，含铁化合物中铁元素与油胺摩尔比不超过1:3；以有机物为溶剂，所述有机物优选二苄醚；在保护性气氛下，加热升温到300℃，再自...

【专利技术属性】
技术研发人员：李艳，张文懿，武昊安，张宇，张天柱，顾宁，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32