谷胱甘肽响应光声探针及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种谷胱甘肽响应产生普鲁士蓝的光声纳米分子探针及其制备方法和应用。本发明专利技术提供的纳米分子探针包括表面修饰和内核，所述内核的组分为亚铁氰化钾分子和乙酰丙酮铁分子；所述表面修饰为二硬脂酰基磷脂酰乙醇胺

【技术实现步骤摘要】
谷胱甘肽响应光声探针及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及生物医药
中的光声成像技术，具体地，本申请涉及一种谷胱甘肽响应产生普鲁士蓝的光声纳米分子探针及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]谷胱甘肽是细胞和组织中含量最丰富的内源性活性小分子，在生命活动和维持氧化还原平衡中起着重要作用。包括肝脏和皮肤病、心血管疾病、癌症在内的许多疾病，都会导致谷胱甘肽的代谢异常。实体肿瘤细胞会产生谷胱甘肽以减少异常的活性氧，肿瘤细胞中谷胱甘肽的浓度为2
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20毫摩尔/升，是正常细胞的1000倍。因此，谷胱甘肽的可视化检测和量化对于早期肿瘤和其他谷胱甘肽相关疾病的诊断具有重要意义。目前，检测细胞谷胱甘肽的主要方法是使用基于谷胱甘肽响应的有机荧光团的荧光探针。然而，由于组织穿透深度浅、光散射强和生物背景等因素等影响，荧光成像在临床和临床前活体组织谷胱甘肽检测中的应用大大受限。
[0003]光声成像作为一种可应用于临床和临床前研究的生物成像技术，具有光学的对比度和超声的穿透深度，将基于不同生色团的结构影像和功能影像拓展至声学成像深度，突破了光学散射极限，可以探测深层生物组织的光谱信息，同时具有非侵入、无辐射、高成像速度与低成本等优势。传统的光声成像方法借助生物体内源性光声生色团产生的光吸收对比度(如血红蛋白、黑色素、脂肪等)实现深层生物组织的成像。因此，基于结合特异性响应型探针的光声成像在临床深层组织肿瘤检测和临床前研究具有广泛的应用前景。
[0004]现有技术公开了基于钼基多金属氧酸盐或氟化硼络合二吡咯甲川荧光染料的纳米颗粒试剂可用于谷胱甘肽的光声成像。然而，上述技术仍然面临生物相容性差、制备工艺复杂等缺点。
[0005]综上所述，开发具有谷胱甘肽响应性能同时具有具有良好生物相容性和较为简单制备工艺的光声探针，用于活体谷胱甘肽检测和肿瘤原位成像，为本领域亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0006]为解决以上问题，专利技术人设计了一种谷胱甘肽响应产生普鲁士蓝的光声纳米分子探针，并提供了制备方法和应用。本专利技术提供的谷胱甘肽响应产生普鲁士蓝的光声纳米分子探针具有在生物体中通过谷胱甘肽响应产生普鲁士蓝，实现谷胱甘肽响应型光声信号增强，同时实现肿瘤原位成像。
[0007]一方面，本申请提供了一种谷胱甘肽响应产生普鲁士蓝的光声纳米分子探针，其特征在于，所述纳米分子探针包括包括表面修饰和内核，所述内核的组分为亚铁氰化钾分子和乙酰丙酮铁分子；所述表面修饰为二硬脂酰基磷脂酰乙醇胺
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聚乙二醇分子和二硬脂酰基磷脂酰胆碱分子。
[0008]进一步地，所述亚铁氰化钾、乙酰丙酮铁、二硬脂酰基磷脂酰乙醇胺
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聚乙二醇和
二硬脂酰基磷脂酰胆碱分子的质量比为2.79:1.51:1:2.54；相应摩尔比为18.5:12:1:9。
[0009]进一步地，所述米纳米颗粒的平均粒径为58纳米。
[0010]进一步地，在谷胱甘肽作用下，所述纳米分子探针可反应生成普鲁士蓝，提供近红外区域的光声信号。
[0011]进一步地，所述纳米分子探针的谷胱甘肽最低响应浓度为0.3毫摩尔每升。
[0012]进一步地，所述纳米分子探针谷胱甘肽响应后生成的普鲁士蓝在700纳米处具有吸收峰。
[0013]另一方面，本申请提供了上述纳米分子探针的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
[0014]步骤1、将亚铁氰化钾加入到蒸馏水中得到浓度为30毫摩尔每毫升的透明液A；
[0015]步骤2、将乙酰丙酮铁、二硬脂酰基磷脂酰乙醇胺
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聚乙二醇、二硬脂酰基磷脂酰胆碱加入到无水乙醇中，超声处理5
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15分钟得到浓度为200毫摩尔每毫升的B溶液，其中乙酰丙酮铁、二硬脂酰基磷脂酰乙醇胺
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聚乙二醇、二硬脂酰基磷脂酰胆碱的摩尔比为90：1：9；
[0016]步骤3、在超声条件下，将B溶液加入A溶液中，超声处理30分钟得到浑浊液C，其中A溶液和B溶液的体积比为9:1；
[0017]步骤4、将溶液C转移至塑料管中，在冰浴条件下，使用10％输出的探头超声处理5分钟；
[0018]步骤5、将探头超声处理后的溶液C转移至透析袋中，在超纯水中透析2小时，得到水分散性良好的谷胱甘肽响应产生普鲁士蓝的光声纳米分子探针。
[0019]进一步地，所述谷胱甘肽响应产生普鲁士蓝的光声纳米分子探针在合成过程中，亚铁氰化钾、乙酰丙酮铁、二硬脂酰基磷脂酰乙醇胺
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聚乙二醇和二硬脂酰基磷脂酰胆碱分子的摩尔比为135:90:1:9；相应质量比为20:11:1:2.54。
[0020]另一方面，本申请提供了上述纳米分子探针或者按照上述方法制备的纳米分子探针在制备肿瘤原位成像试剂中的应用。
[0021]另一方面，本申请提供了上述纳米分子探针或者按照上述方法制备的纳米分子探针在制备肿瘤光热治疗制剂中的应用。
[0022]有益效果：
[0023]本专利技术的有益效果是：
[0024]本专利技术通过二硬脂酰基磷脂酰乙醇胺
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聚乙二醇和二硬脂酰基磷脂酰胆碱分子对亚铁氰化钾、乙酰丙酮铁进行包载，并实现了其亲水改造，在提高其生物相容性的同时有效延长体内循环时间和增强肿瘤富集效果。
[0025]本专利技术提供的二硬脂酰基磷脂酰乙醇胺
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聚乙二醇和二硬脂酰基磷脂酰胆碱分子包载的光声纳米分子探针在谷胱甘肽作用下，乙酰丙酮铁会与谷胱甘肽发生反应，乙酰丙酮铁中络合的三价铁会游离出来，释放出三价铁离子。释放出的三价铁离子会与光声纳米分子探针中所包载的亚铁氰根离子反应产生普鲁士蓝纳米粒子。产生的普鲁士蓝纳米粒子具有较强的近红外区域的光吸收，可以用作光声成像造影剂，并在光热条件下杀伤肿瘤细胞，进行肿瘤治疗。
[0026]本专利技术提供了一种谷胱甘肽响应产生普鲁士蓝的光声纳米分子探针的合成方法，合成的光声纳米分子探针在谷胱甘肽作用下产生的普鲁士蓝纳米粒子可以用作光声成像
造影剂，该过程依赖于肿瘤微环境中谷胱甘肽高表达的特性，从而实现对肿瘤的特异性识别，提供了一种肿瘤诊断的新策略。
附图说明
[0027]图1为实施例1所得谷胱甘肽响应产生普鲁士蓝的光声纳米分子探针电镜图；
[0028]图2为实施例1所得谷胱甘肽响应产生普鲁士蓝的光声纳米分子探针粒径分布图和元素含量图；
[0029]图3为实施例1所得谷胱甘肽响应产生普鲁士蓝的光声纳米分子探针与不同浓度谷胱甘肽共孵育之后的吸收光谱图和在700纳米和990纳米处吸光度的比值；
[0030]图4为实施例1所得谷胱甘肽响应产生普鲁士蓝的光声纳米分子探针在与谷胱甘肽或常见氨基酸溶液共孵育之后测得的700纳米和990纳米处吸光度的比值；
[0031]图5为实施例1所得谷胱甘肽响应产生普鲁士蓝的光声纳米分子探针在与不同浓度谷胱甘肽共孵育之后在700纳米和990纳本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种谷胱甘肽响应产生普鲁士蓝的光声纳米分子探针，其特征在于，所述纳米分子探针包括包括表面修饰和内核，所述内核的组分为亚铁氰化钾分子和乙酰丙酮铁分子；所述表面修饰为二硬脂酰基磷脂酰乙醇胺
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聚乙二醇分子和二硬脂酰基磷脂酰胆碱分子。2.根据权利要求1所述的纳米分子探针，其中所述亚铁氰化钾、乙酰丙酮铁、二硬脂酰基磷脂酰乙醇胺
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聚乙二醇和二硬脂酰基磷脂酰胆碱分子的质量比为2.79:1.51:1:2.54。3.根据权利要求1或2所述的纳米分子探针，其中所述米纳米颗粒的平均粒径为58纳米。4.根据权利要求1
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3任一项所述的纳米分子探针，其中在谷胱甘肽作用下，所述纳米分子探针可反应生成普鲁士蓝，提供近红外区域的光声信号。5.根据权利要求1
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4任一项所述的纳米分子探针，其中所述纳米分子探针的谷胱甘肽最低响应浓度为0.3毫摩尔每升。6.根据权利要求1
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5任一项所述的纳米分子探针，其中所述纳米分子探针谷胱甘肽响应后生成的普鲁士蓝在700纳米处具有吸收峰。7.根据权利要求1
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6任一项所述的纳米分子探针的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：步骤1、将亚铁氰化钾加入到蒸馏水中得到浓度为30毫摩尔每毫升的...

【专利技术属性】
技术研发人员：马骋，梁晓龙，陈超毅，张路路，
申请(专利权)人：北京大学第三医院，
类型：发明
国别省市：