一种靶向肿瘤细胞的壳聚糖衍生物纳米级超声造影剂及其制备方法与应用技术

本发明专利技术涉及一种靶向肿瘤细胞的壳聚糖衍生物纳米级超声造影剂及其制备方法与应用。SP94短肽能够与GRP78蛋白特异性结合，GRP78蛋白特异性表达于肿瘤细胞表面，本发明专利技术制备的靶向材料SP94短肽

【技术实现步骤摘要】
一种靶向肿瘤细胞的壳聚糖衍生物纳米级超声造影剂及其制备方法与应用

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[0001]本专利技术涉及一种靶向肿瘤细胞的壳聚糖衍生物纳米级超声造影剂及其制备方法与应用，属于超声分子影像学


技术介绍
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[0002]肿瘤严重威胁人类生命健康，化学治疗是常用的治疗方法之一，但化疗药物存在靶向性差、全身毒副作用大、治疗效果不理想的问题。因此如何安全且高效的把化疗药物递送到肿瘤病灶一直是肿瘤治疗急需解决的问题。
[0003]葡萄糖调节蛋白78(glucose regulated protein 78，GRP78)存在于内质网中，在正常细胞中帮助蛋白质正确折叠与装配，同时参与调节错误折叠蛋白的降解、内质网中钙离子的结合和内质网应激信号活化。实体肿瘤通常处于低氧、低葡萄糖和pH酸性的微环境中，这些肿瘤微环境因素可以通过内质网应激反应促进GRP78蛋白转移到细胞表面，而在正常细胞的膜表面却没有观察到这种转移。所以，肿瘤细胞膜表面特有的GRP78蛋白就可以成为治疗肿瘤细胞特异的分子靶点。
[0004]目前有一些靶向GRP78的药物递送系统被研制，但是在超声造影剂领域尚未见到相关研究。超声靶向微泡破坏(ultrasound
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targeted microbubble destruction，UTMD)的靶向系统具有其独特的治疗优势，相对于其他显影方式定位更精确、具有实时可视性，靶向递送同时还能促进抗癌药物进入肿瘤细胞内以加强治疗效果。许多研究表明，与传统的超声造影微泡相比，全氟戊烷(perfluoropentane，PFP)纳米液滴粒径更小、更易穿透肿瘤新生毛细管壁，也更为稳定地输送药物到靶向肿瘤组织中，但目前常见的用于制备PFP纳米液滴的包裹材料需有机溶剂溶解，残留的有机溶剂易在机体内蓄积引起毒副作用。而壳聚糖是一种天然的高分子材料，易溶于水且安全无毒，生物相容性良好，最重要的是它含有丰富的自由氨基和羧基等活性基团，具有良好的修饰性，是一种理想的超声造影剂壳膜材料。

技术实现思路
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[0005]针对目前尚无靶向GRP78蛋白的超声造影剂相关研究的问题，本专利技术提供了一种靶向肿瘤细胞的壳聚糖衍生物纳米级超声造影剂及其制备方法与应用，以SP94短肽
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聚乙二醇2000
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壳聚糖为壳膜材料、全氟戊烷为内核液体，制备纳米级超声造影剂，该造影剂生物安全性高，成像能力优良，具有较强的肿瘤靶向能力。本专利技术还验证了上述纳米级超声造影剂的载药(阿霉素)能力，证明了携载阿霉素的壳聚糖衍生物纳米级超声造影剂在靶向杀伤肿瘤细胞方面的优良效果。
[0006]术语说明：
[0007]葡萄糖调节蛋白78：Glucose regulated protein 78(GRP78)，是一种分子伴侣。在正常细胞中帮助蛋白质正确折叠与装配，存在于内质网中；在肿瘤微环境中可以通过内质网应激反应转移到肿瘤细胞表面。
[0008]SP94短肽：能够与GRP78蛋白结合，氨基酸序列为SFSIIHTPILPLGGC。
[0009]MAL
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聚乙二醇2000
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NHS：马来酰亚胺聚乙二醇活性酯。
[0010]全氟戊烷：Perfluoropentane(PFP)，一种液态氟碳，沸点为29℃，可以用作超声造影剂内核。
[0011]阿霉素：Doxorubicin(DOX)，可抑制RNA和DNA的合成，抗瘤谱较广，对多种肿瘤均有作用，属于周期非特异性药物，对各种生长周期的肿瘤细胞都有杀灭作用。
[0012]室温：具有本领域公知的含义，一般是指25
±
2℃。
[0013]本专利技术的技术方案如下：
[0014]一种靶向材料SP94短肽
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聚乙二醇2000
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壳聚糖，具有如下所示的结构：
[0015][0016]上述靶向材料SP94短肽
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聚乙二醇2000
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壳聚糖的制备方法，通过巯基
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马来酰亚胺反应制备，包括以下步骤：
[0017]将壳聚糖溶于去离子水中，加入MAL
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聚乙二醇2000
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NHS溶解完全，壳聚糖和MAL
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聚乙二醇2000
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NHS的摩尔当量比为1:1，室温下搅拌反应；向反应液中缓慢滴加SP94短肽的DMF溶液，壳聚糖和SP94短肽的摩尔当量比为1:1，室温下继续反应；透析纯化后冷冻干燥，得靶向材料SP94短肽
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聚乙二醇2000
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壳聚糖。
[0018]反应路线如下：
[0019][0020]根据本专利技术优选的，所述壳聚糖的重均分子量为3kDa～160kDa；进一步优选为5kDa。
[0021]根据本专利技术优选的，所述加入MAL
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聚乙二醇2000
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NHS后的反应时间为12
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36h；进一步优选为24h。
[0022]根据本专利技术优选的，所述壳聚糖和SP94短肽的DMF溶液的质量体积比为(0.01
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0.03)：1，单位为g/mL，进一步优选的为0.025:1，单位为g/mL。
[0023]根据本专利技术优选的，所述滴加SP94短肽后的反应时间为12
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36h，进一步优选为24h。
[0024]根据本专利技术优选的，所述透析的截留分子量为3000～10000Da，进一步优选为3500Da。
[0025]上述靶向材料SP94短肽
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聚乙二醇2000
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壳聚糖在制备靶向肿瘤细胞的壳聚糖衍生物纳米级超声造影剂中的应用。
[0026]一种靶向肿瘤细胞的壳聚糖衍生物纳米级超声造影剂，以SP94短肽
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聚乙二醇2000
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壳聚糖为壳膜材料，其中，SP94短肽为靶向配体，壳膜内部包裹有全氟戊烷；所述靶向肿瘤细胞的壳聚糖衍生物纳米级超声造影剂的粒径为250～300nm。
[0027]上述靶向肿瘤细胞的壳聚糖衍生物纳米级超声造影剂的制备方法，包括步骤如下：
[0028](1)将SP94短肽
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聚乙二醇2000
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壳聚糖溶解于去离子水中，得SP94短肽
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聚乙二醇2000
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壳聚糖溶液；
[0029](2)将全氟戊烷、吐温20、卵磷脂分散于去离子水中，均质化，得混悬液；
[0030](3)向步骤(2)制得的混悬液中逐滴加入步骤(1)制得的SP94短肽
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聚乙二醇2000
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壳聚糖溶液，均质化，制得悬乳液；
[0031](4)将步骤(3)中制得的悬乳液室温静置后，低速离心，取上层液体，得靶向肿瘤细胞的壳聚糖衍生物纳米级超声造影剂。
[0032]根据本专利技术优选本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种靶向材料SP94短肽
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聚乙二醇2000
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壳聚糖，其特征在于，具有如下所示的结构：2.权利要求1所述的靶向材料SP94短肽
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聚乙二醇2000
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壳聚糖的制备方法，其特征在于，通过巯基
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马来酰亚胺反应制备，包括以下步骤：将壳聚糖溶于去离子水中，加入MAL
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聚乙二醇2000
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NHS溶解完全，壳聚糖和MAL
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聚乙二醇2000
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NHS的摩尔当量比为1:1，室温下搅拌反应；向反应液中缓慢滴加SP94短肽的DMF溶液，壳聚糖和SP94短肽的摩尔当量比为1:1，室温下继续反应；透析纯化后冷冻干燥，得靶向材料SP94短肽
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聚乙二醇2000
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壳聚糖。3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，满足以下条件之一项或多项：i.所述壳聚糖的重均分子量为3kDa～160kDa；ii.所述加入MAL
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聚乙二醇2000
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NHS后的反应时间为12
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36h；iii.所述壳聚糖和SP94短肽的DMF溶液的质量体积比为(0.01
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0.03)：1，单位为g/mL；iv.所述滴加SP94短肽后的反应时间为12
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36h；v.所述透析的截留分子量为3000～10000Da。4.权利要求1所述的靶向材料SP94短肽
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聚乙二醇2000
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壳聚糖在制备靶向肿瘤细胞的壳聚糖衍生物纳米级超声造影剂中的应用。5.一种靶向肿瘤细胞的壳聚糖衍生物纳米级超声造影剂，其特征在于，以SP94短肽
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聚乙二醇2000
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壳聚糖为壳膜材料，其中，SP94短肽为靶向配体，壳膜内部包裹有全氟戊烷；所述靶向肿瘤细胞的壳聚糖衍生物纳米级超声造影剂的粒径为250～300nm。6.权利要求5所述的靶向肿瘤细胞的壳聚糖衍生物纳米级超声造影剂的制备方法，包括步骤如下：(1)将SP94短肽
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聚乙二醇2000
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壳聚糖溶解于去离子水中，得SP94短肽
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聚乙二醇2000
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壳聚糖溶液；(2)将全氟戊烷、吐温20、卵磷脂分散于去离子水中，均质化，得混悬液；(3)向步骤(2)制得的混悬液中逐滴加入步骤(1)制得的SP94短肽
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聚乙二醇2000
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壳聚糖溶液，均质化，制得悬乳液；(4)将步骤(3)中制得的悬乳液室温静置后，低速离心，取上层液体，得靶向肿瘤细胞的壳聚糖衍生物纳米级超声造影剂。7.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，满足以下条件之一项或多项：i.步骤(1)中所述SP94短肽
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聚乙二醇2000
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壳聚糖在SP94短肽
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聚乙二醇2000
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壳聚糖溶液中的质量体积百分比为1
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3％，单位为g/mL；ii.步骤(2)中所述卵磷脂在混悬液中的质量体积百分比为0.01
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0.2％，单位为g/mL；所述卵磷脂和全氟戊烷的质量体积比为(0.01
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0.05):1，单位为g/mL；所述卵磷脂和吐温20的质量体积比为(0.2
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0.8):1，单位为g/mL；
iii.步骤(2)中所述均质的速度为12000
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20000rp...

【专利技术属性】
技术研发人员：李杰，赵雅丁，时丹丹，郭鲁，商蒙蒙，孙霄，孟冬，
申请(专利权)人：山东大学齐鲁医院青岛，
类型：发明
国别省市：