生物共轭的纳米结构、其制造方法、和其使用方法技术

公开了纳米结构、制备纳米结构的方法、在受试者中检测靶的方法、和治疗受试者疾病的方法。纳米结构的一个实施方式，包括一个量子点和一个疏水保护结构。疏水保护结构包括一种加帽配体和两亲性共聚物，其中疏水保护结构包被量子点，当然本发明专利技术还有其它实施方式。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开通常涉及纳米结构，更具体地涉及生物共轭的纳米结构。
技术介绍
近来的研究*已经显示，纳米尺寸的半导体^L粒可以共价结合生物识别分子，诸如肽、抗体、核酸或小分子配体以应用作为荧光揮:针。与有机荧光团比较。这些量子限制微粒或量子点(QD)表现出独特的光学和 电特性，诸如尺寸和组合物可调的荧光发射可见至红外波长、跨越宽光谱 范围的吸收系数、和非常高水平的亮度和耐光性。由于它们的宽激发谱和 窄/对称发射光语，高质量的QD也很好适于光多路传输，其中联合多颜 色和强度以编码基因、蛋白和小分子库。因此，开发超过有机染料和焚光蛋白固有限制的高敏感度和高特异性 的探针对许多研究领域是有显著意义的，从分子和细胞生物学到分子成像 和医学it断。专利技术概要简略地说，本^^开的实施方式，包括纳米结构、制备纳米结构的方法、 4全测受试者的靶的方法、以及治疗受试者疾病的方法，当然本专利技术还有其 它实施方式。纳米结构的一种实施方式包括量子点和疏水保护结构，当然 本专利技术还有其它实施方式。疏水保护结构包括一种加帽配体和两亲性共聚物，其中疏水保护结构包被量子点。纳米结构的另一实施方式包括至少一种纳米物质和疏水保护结构。疏 水保护结构包括至少一种化合物，此化合物选自加帽配体、两亲性共聚物、 和其组合，其中疏水保护结构包被纳米物质。制备一种纳米结构的方法的一种实施方式包括提供一种纳米物质； 形成围绕纳米物质的疏水保护结构，其包括选自加帽配体、两亲性共聚物、 和其组合的至少一种化合物，当然本专利技术还有其它实施方式。检测受试者的靶的方法的一种实施方式包括提供上述的一种纳米结 构，其具有大致排列在疏水保护结构表面的一种生物相容性化合物，和大 致排列在疏水保护结构表面的至少一种探针，其中第 一探针具有对靶的亲 和力；将纳米结构引向受试者；并由检测纳米物质而确定受试者中对应于 探针的靶的存在，当然本专利技术还有其它实施方式。治疗受试者一种疾病的方法的一种实施方式包括提供上述的一种纳 米结构，其具有大致排列在疏水保护结构表面的一种生物相容性化合物， 和大致排列在疏水保护结构表面的至少一种探针，其中第一探针具有对耙 的亲和力；将纳米结构引向需要治疗此疾病的受试者，当然本专利技术还有其 它实施方式。附图说明本公开的进一步的方面将由描述其下述的各实施方式并与附图结合 时更易于理解。图l表示纳米结构的一个典范实施方式。图2A至2D表示形成图1所示纳米结构的典范方法。图3A表示用于体内癌症乾向和成像的生物共辄的量子点的示意。图3B表示带有8-碳支链的三嵌段共聚物的化学修饰。图3C表示由渗漏肺瘤脉管系统(被动靶向)渗透和存留QD纟冢针， 以及高亲和力结合的QD-抗体结合于肿瘤抗原(主动靶向)。图4表示在培养的前列腺癌细胞中免疫细胞化学研究QD-PSMA抗体(Ab)结合活性。上部的板表示对PSMA-阳性的C4-2细胞获得的明视野 和荧光成像，如由细胞表面上存在QD-PSMA-Ab复合物所揭示的。中间 的板表示在暴露于QD-PEG并且不存在PSMA-Ab的C4-2细胞检测的负 染色。下部的板表示在缺少PSMA表达的PC-3细胞中观察到的负染色。图5A和5B表示组织学检查无胸腺的棵小鼠中6种不同正常宿主器 官(图5A)和C4-2肿瘤(图5B)异种移植中的QD摄取、存留和分布。 QD摄取和存留由使用左、中、和右列指示的三种表面修饰而评价。在左 列，QD由表面羧酸基团包被(6.0nmo1和6hrs循环)。在中列，QD由 PEG基团表面包被(6.0nmol和24hrs循环)。在右列，QD由PEG表面 修饰并生物共轭PSMA抗体(0.4nmol和2hrs循环)。左列和中列是一样 的，除了 QD注射的量都减少至0.4nmol并且循环减少至2小时。所有图 像都来自入射荧光显微镜上的5-10拜薄组织段。所有胂瘤具有类似的大 小，测量为沿着长轴约0.5-lcm。 QD由其特征性的红-橙色荧光检测，所 有其它信号都是由于背景自发荧光。图6A至6D表示包含有C4-2肿瘤异种移植的活动物中QD-PSMAAb 结合物的光谱成像。橙-红色荧光信号表示在活小鼠中生长前列腺肿瘤(图 6B和6D)。使用健康小鼠(无胖瘤)和相同量QD注射的对照研究表示 没有局部的荧光信号(图6A和6C)。图6A是原始图像；图6B是非混 合的自发荧光图像；图6C是非混合的QD图像；图6D是叠加的图像。 在体内成像后，组织学和免疫细胞化学检查证实QD信号来自在下面的肿 瘤。图7表示使用带有三种不同表面修饰的QD探针的带有肿瘤的小鼠的 体内荧光图像羧酸基团(左)、PEG基团(中)、和PEG-PSMAAb结 合物(右)。对于每种表面修饰，从带有同样大小(直径0.5-1.0cm)的 C4-2人类前列腺肿瘤的活小鼠获得彩色图像(顶部)、来自QD和动物 皮肤的两种荧光光谱(中部)、和光镨分辨的图像(底部)。注射QD的 量和循环的长度为对COOH探针6nmol和6小时；对PEG探针6nmo1 和24小时；对PSMA探针0.4nmo1和2小时(与图4中相同)。在小鼠 尾巴上观察到QD注射的位点为红色点。在大约700nm的光镨特征(QD曲线、中间板)是由原始QD光谱的数学拟合导致的人为现象，其对除去 背景有很小或没有效果。图8A表示对QD-标记的和转染GFP的癌细胞的敏感性和光镨比较， 图8B表示多色QD-编码的微珠的同时体内成像。图8A和8B的右手图像 表示QD-标记的癌细胞(上)和GFP-标记的细胞(下)。图9A和9B表示比较用于体内光学成像的红色-发射QD和红色有机 染料。图9A表示一个图像，其在470nm和515nm的长通道发射(kmg-pass emission)的蓝色激发光获得，图9B —个图像，其在570nm和600nm的长 通道的黄色激发光获得。细胞培养物中的癌细胞(MDA-MB-231)用 Tat-QD或Tat-纳米珠子(嵌入有机染料的250-NM微粒，A x-575、 X^-615nm, Sigma-Aldrich， St Louis, MO)标记。在注射之前用入射荧光 显微镜检查时，QD-和染料标记的细胞是类似的光亮。大约1000细胞被 皮下注射到活的小鼠的两个相邻位点用于体内成像。图IOA表示描绘棵小鼠皮肤样品在四种激发波长(人=350、 480、 535 和560nm)的自发荧光光谱的图。注意到存在直到800-850nm的显著自发 荧光和在约670nm的背景峰值。图10B表示比较小鼠皮肤和在同样激发 条件下获得的QD发射光谱，证明QD信号可以转移到减少自发荧光的光 语区。专利技术详述才艮据本公开的目的，如此处包含和广泛地描述的，本/>开的实施方式 在一个方面涉及生物共辄的纳米结构(此后为纳米结构)、制造这些纳米 结构的方法、和使用这些纳米结构的方法。纳米结构是可辨识的并能单独 地检测。在这点上，可以修饰纳米结构从而纳米结构与某些把分子相互作 用，这允许检测靶分子(例如体内)从而确定例如靶分子所在的区域。纳米结构可以用于很多领域，诸如但不限于，生物分子阵列系统、生 物感测(biosensing)、生物标记、基因表达研究、蛋白研究、医学诊断、诊 断库、微流控(microfluidic)系统、运输载体、化本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种纳米结构，包括：　一量子点；和　一疏水保护结构，其包括一种加帽配体和一种两亲性共聚物，其中所述疏水保护结构包被所述量子点。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：聂淑明，高晓虎，
申请(专利权)人：爱默蕾大学，
类型：发明
国别省市：US[美国]