一种锰-血红素配位聚合物纳米颗粒及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种锰

【技术实现步骤摘要】
一种锰
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血红素配位聚合物纳米颗粒及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于肿瘤诊疗
，具体涉及一种锰
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血红素配位聚合物纳米颗粒及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]据世界卫生组织国际癌症研究机构(IARC)最近发布的2020年全球新癌症负担数据结果显示，2020年全球新发癌症病例1929万例，全球癌症死亡病例996万例，癌症依然是威胁人类健康和生命的”头号敌人”。过去，肺癌一直是全球发病率最高的癌症，而2020年最新数据显示，乳腺癌新增人数为226万，多于肺癌新增人数220万，首次超越肺癌，居于癌症发病率的首位。但在2020年全球癌症死亡病例的统计中，肺癌死亡病例数多达180万例，远超其他癌症类型，依旧是全球第一大致死癌症。众所周知，肺癌的诊断和治疗难点在于，早期肺癌没有明显的症状，容易被忽视，早期筛查率仅有16％，很多患者一旦确诊为肺癌，往往已经处于中晚期或者发生远端转移，错失了最佳治疗时机，五年生存率急剧下降至20％以下。如果肺癌能在早期被发现，并及时采取相应的干预手段进行规范治疗，那么患者的五年生存率高达80％。因此，早发现和早治疗是临床治愈肺癌的关键。现阶段，我们亟需精准的诊疗手段及早发现肺癌并及时实施干预治疗，进而全面提高肺癌诊疗管理水平。
[0003]磁共振成像(MRI)是目前临床中使用最为广泛且成熟的医疗影像技术之一，具有非侵入性、无电离辐射损伤、软组织分辨率高以及不受穿透深度限制等优点，可提供全面的三维解剖结构信息。但目前研究发现，临床中广泛使用的钆增强MRI造影剂不仅有可能引起肾源性系统性纤维化，还存在脑部钆沉积的风险。因此，发展新型的1H
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MRI造影剂以替代钆基造影剂，避免较强毒性重金属离子的使用，对临床MRI诊断具有十分重要的意义。
[0004]光学成像技术虽具有很高的灵敏度，但由于生物组织对光波的散射作用，其空间分辨率通常较低，同时光在生物组织中的穿透深度有限，这极大地限制了其应用。而光声成像作为一种基于激光超声的生物医学成像新方法，集合了光学成像高对比度和超声成像高穿透深度的优点，因此光声成像具有跨越分子、细胞、组织、器官等多个尺度的高分辨成像能力和可以提供生物系统的解剖、功能、代谢、分子、基因等多维度丰富信息的优点。
[0005]因此，将MRI和PAI相结合，既能提供高分辨率的解剖结构学信息，同时又能提供高灵敏的功能学信息，最终可实现解剖结构学显像和功能学显像的有机统一。
[0006]由于具有开壳层的电子结构，自由基通常被认为是一种高活性、瞬态性和有害性的物质，在生物医学应用方面表现出许多独特的优势，如强细胞毒性、高反应活性、分子磁性、优异的光声性能和光热转换能力等。近年来，活性氧介导的肿瘤化学动力学治疗和光动力学治疗以及治疗作用温和的光热治疗受到了广泛关注，被越来越多地应用到肿瘤的协同治疗中。
[0007]诊疗一体化是将成像诊断功能与治疗功能集成到同一平台的新兴研究领域，作为一个集成化平台，诊疗一体化具有许多突出的优点：1、单次给药即可同时实现诊断和治疗，减少多次注射给患者带来的痛苦，避免药物的过量使用或造影剂残留给人体带来的风险；
2、给药后，在对疾病进行治疗的同时还可实时监控治疗过程，动态调整治疗策略，实现精准治疗，从而极大地提高疗效，显著延长患者的生存时间。
[0008]因此，发展一种在为肿瘤患者治疗的同时还可监测治疗过程，方便医生实时为患者提供个性化的精准治疗方案的纳米诊疗探针具有十分重要的意义！

技术实现思路

[0009]基于上述现有技术，本专利技术提供了一种锰
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血红素配位聚合物纳米颗粒及其制备方法和应用，该纳米颗粒是由锰离子和血红素通过配位聚合作用自组装形成的，由于铁、锰元素的存在，该纳米颗粒可用于1H
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MRI成像，同时，在808nm近红外光照射下，该纳米颗粒具有优异的光热转化性能，可用于肿瘤的光热治疗和光声成像，而且，该纳米颗粒自身具有纳米酶催化活性，可通过Fenton反应高效催化H2O2生成剧毒性的
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OH，引起细胞内的脂质过氧化，进而通过铁死亡通路促使细胞发生凋亡或坏死。总之，所述的锰
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血红素配位聚合物纳米颗粒不仅可以用于1H
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MRI成像和光声成像，还可用于肿瘤的光热治疗、化学动力学治疗和铁死亡治疗，对肿瘤的生长具有较好的协同抑制作用。
[0010]实现本专利技术上述目的所采用的技术方案为：
[0011]一种锰
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血红素配位聚合物纳米颗粒，所述的纳米颗粒由锰离子和血红素中特有的两个羧基通过配位聚合作用形成，且所述的纳米颗粒呈立方体结构，平均边长为17～20nm。
[0012]进一步，所述的血红素为氯化高铁血红素。
[0013]一种锰
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血红素配位聚合物纳米颗粒的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
[0014]在pH＝7的NaOH溶液中，锰源与血红素在120℃下进行水热合成反应，水热合成反应时间为3h，反应完成后，得到所述的锰
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血红素配位聚合物纳米颗粒。
[0015]进一步，所述的锰源为MnCl2.4H2O，血红素为氯化高铁血红素。
[0016]进一步，所述的锰源中锰离子与血红素的摩尔比为1：160。
[0017]一种锰
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血红素配位聚合物纳米颗粒在制备多模态成像显影剂中的应用。
[0018]进一步，所述的多模态成像包括磁共振成像和光声成像。
[0019]一种锰
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血红素配位聚合物纳米颗粒在制备肿瘤药物中的应用。
[0020]进一步，所述的肿瘤包括肺癌肿瘤，肿瘤治疗包括光热治疗、化学动力学治疗和铁死亡治疗。
[0021]与现有技术相比，本专利技术的有益效果和优点在于：
[0022]1、本专利技术的纳米颗粒是一种新型的纳米材料，避免了重金属钆的使用，具有良好的生物安全性和弛豫性能，可作为非钆基1H
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MRI显影剂，应用于活体MRI成像。
[0023]2、本专利技术的纳米颗粒中含有的血红素是一种铁卟啉化合物，是人体血红蛋白的组成成分之一，也是肌红蛋白、细胞色素、过氧化物酶和过氧化氢酶等的辅基，具有类过氧化物酶的催化活性，可以催化H2O2生成羟基自由基等活性氧物种，破坏癌细胞的氧化还原稳态，进而对癌细胞产生较强的氧化损伤作用，促使癌细胞通过铁死亡通路发生凋亡或坏死。因此，该纳米颗粒对肺腺癌肿瘤的生长具有很好的抑制作用。
[0024]3、本专利技术的纳米颗粒具有优异的光热转换性能，可用于光声成像与光热治疗，同时还可以协同增强化学动力学治疗和铁死亡治疗效果。
[0025]4、本专利技术的纳米颗粒为立方体结构，平均边长为17～20nm，具有合适的体循环时间，其特有的孔道结构还可负载其他成像显影剂或治疗药物，进一步拓宽其在多模态成像和肿瘤治疗中的应用范围。
附图说明本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锰
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血红素配位聚合物纳米颗粒，其特征在于：所述的纳米颗粒由锰离子和血红素中特有的两个羧基通过配位聚合作用形成，且所述的纳米颗粒呈立方体结构，平均边长为17～20nm。2.根据权利要求1所述的锰
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血红素配位聚合物纳米颗粒，其特征在于：所述的血红素为氯化高铁血红素。3.一种权利要求1所述的锰
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血红素配位聚合物纳米颗粒的制备方法，其特征在于包括如下步骤：在pH＝7的NaOH溶液中，锰源与血红素在120℃下进行水热合成反应，水热合成反应时间为3h，反应完成后，得到所述的锰
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血红素配位聚合物纳米颗粒。4.根据权利要求3所述的锰
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血红素配位聚合物纳米颗粒的制备方法，其特征在于：所述的锰源为MnC...

【专利技术属性】
技术研发人员：周欣，隋美菊，陈世桢，孙献平，
申请(专利权)人：中国科学院精密测量科学与技术创新研究院，
类型：发明
国别省市：