MMP9响应的T1/T2切换型MR纳米探针及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种MMP9响应的T1/T2切换型MR纳米探针及其制备方法和应用，该方法通过自组装的方式将USPIO与疏水性药物一起包封在两亲性聚合物(PEG

【技术实现步骤摘要】
MMP9响应的T1/T2切换型MR纳米探针及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于纳米材料和分子影像
，具体涉及MMP9响应的T1/T2切换型MR纳米探针及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]随着科技的发展，磁共振成像(MRI)已成为临床检测疾病的一种有效手段。磁共振成像是一种具有无创性、高时空分辨率的成像技术，在临床医学中具有广阔的应用前景。
[0003]近年来，MRI造影剂的发展极大地促进了MRI在肿瘤诊断领域的应用，在肿瘤微环境中，酶、pH、氧化还原态等均与正常组织不同，利用这些生物信息，人们设计出众多响应性单模态MRI造影剂，以提高其对肿瘤组织的选择性，进一步提高诊断的准确性。然而，虽然这类造影剂可以特异性增强肿瘤部位的对比效果，但仍会产生背景信号，影响诊断的准确性。因此，为了进一步提高造影剂的选择性和敏感性，T1/T2切换型造影剂的开发研究得到了本领域的广泛关注。例如，有研究报道了一种imotif
‑
DNA辅助的pH响应型氧化铁纳米簇组装(RIA)，在肿瘤微环境的酸性pH环境下可触发RIA的分解，导致其弛豫率急剧下降(R2/R1)，从而将RIA从T2转为T1造影剂。但其仍存在DNA在生物体内的稳定性差、易降解的问题。
[0004]肿瘤微环境中的基质金属蛋白酶(MMPs)是一组具有许多共同生化性质的可降解细胞外基质的锌依赖蛋白内切酶家族，因其对辅因子如Ca
2+
和Zn
2+
等金属离子的需求而得名。MMPs能够调控细胞凋亡、血管生成和肿瘤生长、转移等多个方面，在多种肿瘤中过表达，而在健康组织中低表达或不表达，具有高选择性和催化活性，已被广泛用作肿瘤生物标志物和治疗靶点，并被认为是最有前途的内源性触发器。MMPs中的MMP9在肿瘤组织中的表达水平，与多种癌症包括乳腺癌、结肠癌和胃癌等的恶性程度都具相关性。此外，大量的医学文献已经证明癌症患者血清中MMP9与肿瘤的侵袭关系密切，可以用于肿瘤的诊断、鉴别、以及预后评估。
[0005]综上所述，研发一种可对肿瘤微环境MMP9半定量分析的T1/T2切换型MR纳米探针对疾病诊断，以及了解疾病的预后和转归具有重要意义。

技术实现思路

[0006]本专利技术公开了一种MMP9响应的T1/T2切换型MR纳米探针及其制备方法和应用，该纳米探针可特异性在肿瘤部位进行T2造影信号到T1造影信号的切换，且能可视化肿瘤内MMP9活性，以解决现有技术中MR纳米探针灵敏度不高、特异性和稳定性差且不能实现对肿瘤微环境MMP9半定量分析的问题。
[0007]为解决上述问题，本专利技术首先提供一种MMP9响应的T1/T2切换型MR纳米探针的制备方法，包括以下步骤：
[0008]S1，以PEG2000
‑
NH2、MMP9敏感多肽Fmoc
‑
GPLGL为原料，加入缩合剂进行反应，反应液经沉淀法洗涤、干燥后，于哌啶/DMF混合溶液中搅拌反应，分离得到PEG
‑
MMP；
[0009]S2，以所述的PEG
‑
MMP和光敏剂PIX为原料，加入缩合剂进行反应，分离得到两亲性
聚合物(PEG
‑
MMP)2‑
PIX；
[0010]S3，向溶剂中加入油酸铁、油酸和油醇，升温至100℃，负压下去除残留水，氩气条件下进行高温反应；反应液冷却至室温后用沉淀法洗涤，最终复溶于环己烷溶液中，得到均一的纳米胶束溶液，即超微超顺磁性氧化铁纳米粒USPIO溶液，备用；
[0011]S4，向溶剂中加入疏水性药物、步骤S2得到的(PEG
‑
MMP)2‑
PIX、步骤S3得到的USPIO，进行旋转蒸发反应，反应结束后加入PBS溶液复溶、振荡，得到所述的MMP9响应的T1/T2切换型MR纳米探针溶液；
[0012]其中，步骤S4中，所述的(PEG
‑
MMP)2‑
PIX、USPIO和疏水性药物的质量比为10：(0.5～2)：1；优选地，(PEG
‑
MMP)2‑
PIX、USPIO和疏水性药物的质量比为10：1：1。
[0013]优选地，步骤S1中，所述的PEG2000
‑
NH2和Fmoc
‑
GPLGL的用量比为1g：678mg；步骤S2中，所述的PEG
‑
MMP和PIX的用量比为532mg：141mg。
[0014]优选地，步骤S1中，所述的哌啶/DMF混合溶液中哌啶和DMF的体积比为1：4。
[0015]优选地，步骤S4中，所述的溶剂为二氯甲烷/甲醇混合溶液，其中二氯甲烷和甲醇的体积比为1：1。
[0016]优选地，所述的疏水性药物包括阿霉素DOX、紫杉醇、硼替佐米。
[0017]优选地，所述步骤S1和S2中的缩合剂为Cl
‑
HOBT和DIC组合，或EDC和NHS组合，两个步骤中所使用的缩合剂组合相同。
[0018]本专利技术另一方面还提供了前面任一所述的制备方法制备的MMP9响应的T1/T2切换型MR纳米探针及其用途，例如在制备造影用组合物中的用途，所述造影用组合物包括：所述的MMP9响应的T1/T2切换型MR纳米探针；以及药学上可接受的辅剂。
[0019]本专利技术另一方面还提供了所述的MMP9响应的T1/T2切换型MR纳米探针和造影用组合物在制备磁共振成像剂中的应用。
[0020]相对于现有技术，本专利技术的有益效果是：
[0021]1、本专利技术提供的MMP9响应的T1/T2切换型MR纳米探针，可特异性地在肿瘤部位进行T2造影信号到T1造影信号的切换，降低背景信号的干扰，从而具有高灵敏度和特异性的成像对比性能，实现对肿瘤部位的高质量成像。
[0022]2、本专利技术提供的MMP9响应的T1/T2切换型MR纳米探针通过PEG修饰MMP9敏感肽从而实现肿瘤特异性识别，同时，能够可视化肿瘤内MMP9活性，通过MR信号对MMP9进行半定量分析，从而可达到辅助预测疾病预后和转归的目的。
[0023]3、本专利技术制备方法简单，通过自组装的方式将USPIO(T1造影剂)与疏水性药物一起包封在两亲性聚合物(PEG
‑
MMP)2‑
PIX中，最终制得MMP9响应的T1/T2切换型MR纳米探针，其中荧光增敏剂PIX可加强SPIO的光热效应，疏水性药物起到特异的治疗作用，使得本专利技术在实现T2造影剂向T1造影剂转变的双模态成像的同时，可实现肿瘤特异性给药及光热协同治疗作用。
附图说明
[0024]图1为实施例1制备PMP@USPIO/DOX纳米探针的流程图；
[0025]图2为实施例1制备的PMP@USPIO/DOX在有无MMP9条件下的形貌和粒径；
[0026]a为正常环境下PMP@USPIO/DOX纳米探针的TEM图；
[0027]b为在MMP9条件下PM本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种MMP9响应的T1/T2切换型MR纳米探针的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，以PEG2000
‑
NH2、MMP9敏感多肽Fmoc
‑
GPLGL为原料，加入缩合剂进行反应，反应液经沉淀法洗涤、干燥后，于哌啶/DMF混合溶液中搅拌反应，分离得到PEG
‑
MMP；S2，以所述的PEG
‑
MMP和光敏剂PIX为原料，加入缩合剂进行反应，分离得到两亲性聚合物(PEG
‑
MMP)2‑
PIX；S3，向溶剂中加入油酸铁、油酸和油醇，升温至100℃，负压下去除残留水，氩气条件下进行高温反应；反应液冷却至室温后用沉淀法洗涤，最终复溶于环己烷溶液中，得到超微超顺磁性氧化铁纳米粒USPIO，备用；S4，向溶剂中加入疏水性药物、步骤S2得到的(PEG
‑
MMP)2‑
PIX、步骤S3得到的USPIO，进行旋转蒸发反应，反应结束后加入PBS溶液复溶、振荡，得到所述的MMP9响应的T1/T2切换型MR纳米探针溶液；其中，步骤S4中，所述的(PEG
‑
MMP)2‑
PIX、USPIO和疏水性药物的质量比为10：(0.5～2)：1。2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S4中，所述的(PEG
‑
MMP)...

【专利技术属性】
技术研发人员：王中领，陈安，曹蓉，朱仪，
申请(专利权)人：上海市第一人民医院，
类型：发明
国别省市：