一种基于II型胶原靶向肽的有机无机杂化金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基于II型胶原靶向肽的有机无机杂化金纳米颗粒及其制备方法和应用，所述纳米颗粒内核为金纳米颗粒，金纳米颗粒表面包覆致密的聚多巴胺包覆层，在聚多巴胺表面接枝有II型胶原靶向肽。所述纳米颗粒与关节软骨基质的结合避免了被迅速的从骨关节滑液中迅速清除，由于未与关节软骨基质结合的游离的金纳米颗粒被迅速清除，正常和退变软骨中保留的金纳米颗粒数量会不同，从而导致不同的光声成像强度，可用于早期诊断骨关节炎病变。所述纳米颗粒表面聚多巴胺上的醌基能有效的清除广泛的自由基，抑制细胞活性氧和活性氮在软骨基质细胞中的表达水平，促进抗氧化酶的活性，从而产生了优异的治疗缓解骨关节炎症和软骨保护作用。保护作用。保护作用。

【技术实现步骤摘要】
一种基于II型胶原靶向肽的有机无机杂化金纳米颗粒及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于纳米生物材料
，具体涉及一种基于II型胶原靶向肽的有机无机杂化金纳米颗粒及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]近年来随着运动与活动而产生的的残疾风险的日益增加，骨关节炎在全球约有2.37亿人受到病痛的影响。关节软骨包含了软骨细胞、蛋白多糖以及胶原，并且包覆在骨关节的表面，是一种复杂的含水组织，其为骨关节提供了平滑的接触面来减少关节运动过程中所产生的的摩擦和振动。关节软骨的变性是骨关节炎早期以及整个病程中的主要特征和主要病理改变。在骨关节炎发送的早期进行及时准确的诊断成为治疗骨关节炎的关键。然而，目前主要的诊断技术，例如X 射线、计算机断层扫描(CT)、和磁共振成像(MRI)只能发现一些直观的现象如软骨下硬化、关节间隙变窄、软骨下囊肿的形成，这些现象往往发生在骨关节炎的中期，导致这些成像技术不能及时的监测诊断骨关节炎的发生。
[0003]关节软骨基质在骨关节炎发生的早期阶段已经发生了退化变形，这会导致一些生物分子的变化，例如蛋白多糖、糖胺聚糖以及II型胶原发生变化。反应这些生物分子成分变化的分子成像技术提供了一种可以检测诊断早期骨关节炎发生的策略，从而可以在病情对病人产生重大损害和发生严重临床病症之前进行干预治疗。
[0004]光声成像是光声效应而兴起的生物医学成像方式，通过这种方式可以在没有电离辐射的情况下，以高空间分辨率实时获得有关病变组织的解刨、功能和分子含量信息。光声成像具有很高的空间分辨率和很深的成像深度，具有很好的组织对比度。
[0005]想要很好的实现利用光声成像技术检测诊断早期骨关节炎，设计研发一种具有高效光热转换效率以及可以靶向关节软骨病变时的变形生物分子，同时具有良好生物相容性的纳米材料具有重要意义。
[0006]金纳米粒子具有独特的光学和表面等离子共振(SPR)特性，也具有比表面积大、生物相容性好等优势性能。通常尺寸大于80nm的金纳米颗粒在近红外光区域有强的光吸收，在相应波长激光照射下会释放出大量的热能，可以利用脉冲激光照射金纳米颗粒而产生的良好光声效应，产生的光学能量沉积可以被用来对局部组织进行光声成像。但值得注意的是，关节软骨基质表层致密的II型胶原网格的孔径大小约为60nm，而具有强近红外光吸收能力的大尺寸金纳米颗粒并不能穿过II型胶原网格到达关节软骨基质，这违背了设计得初衷。而对于皮下和深埋在肌肉组织中的器官或骨骼，近红外光是必须的，因为其相比于可见光具有较强的穿透深度，而且这一区域对组织中的血红蛋白和水分子吸收都很小，减小了不必要的成像干扰，所以，作为可用于关节软骨光声成像的纳米探针材料，金纳米颗粒必须具有近红外强吸收能力。如何增强小尺寸金纳米颗粒对近红外光的吸收能力，是需要解决的问题之一。
[0007]当具有强近红外光吸收能力的小尺寸光声成像纳米材料探针顺利穿过关节软骨
基质表层致密的II型胶原网格进入基质中，游离的纳米颗粒会被基质中的滑液迅速清除，无法达到检测诊断骨关节炎的发生，这也是需要解决的问题之一。所以，在纳米颗粒表面接枝可以靶向软骨基质生物分子成分(如暴露的II型胶原)，使纳米颗粒与软骨基质结合来避免它们被迅速从滑液中清除，关节软骨就可以被用于光声成像。由于正常和变性的软骨基质能结合纳米颗粒的数量会不同，导致会产生不同的光声成像信号强度，使监测诊断早期骨关节炎病变成为可能。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的是提供一种基于II型胶原靶向肽的有机无机杂化金纳米颗粒及其制备方法和应用，通过颗粒表面II型胶原抗体与软骨基质结合，利用正常骨关节的软骨基质与发生病变骨关节的软骨基质可以结合的杂化金纳米颗粒数量不同，导致不同的光声成像信号强度，来为测诊断早期骨关节炎病变提供一种好的方案。
[0009]本专利技术的技术方案为：
[0010]一种基于II型胶原靶向肽的有机无机杂化金纳米颗粒，所述纳米颗粒 Au@PDA
‑
WL NPs内核为金纳米颗粒，金纳米颗粒表面包覆致密的聚多巴胺包覆层，在聚多巴胺表面接枝有II型胶原靶向肽WYRGRL。
[0011]进一步的，所述金纳米颗粒的粒径尺寸为10
‑
40nm，聚多巴胺包覆层厚度在15
‑
20nm。
[0012]所述的有机无机杂化金纳米颗粒的制备方法，包括以下步骤：
[0013](1)采用种子介导生长的方法制备粒径尺寸为25nm
–
30nm的金纳米颗粒：在三口瓶中加入50mL柠檬酸钠水溶液，放入油浴锅中加热至沸腾后，立刻加入0.34mL的四氯金酸水溶液并剧烈搅拌，待溶液颜色变为柔和粉红色后立即将油浴锅中温度下降至90℃；
[0014](2)向步骤(1)所得溶液中立即加入0.34mL柠檬酸钠水溶液，等待2分钟后，加入0.34mL四氯金酸水溶液并剧烈搅拌；该过程重复二次后，得到颗粒尺寸大小为25nm
–
30nm的金纳米颗粒水溶液，经过离心提纯后于4℃内保存；
[0015](3)配置多巴胺水溶液，并向多巴胺水溶液中加入等体积的步骤(2)中制备的金纳米颗粒水溶液，向混合溶液中加入三羟甲基氨基甲烷来将pH值调节为 8.5，将混合溶液进行超声反应，反应结束后进行离心提纯，得到Au@PDA纳米颗粒胶体水溶液；
[0016](4)配置II型胶原靶向肽WYRGRL水溶液5mL,并向其中加入5mL步骤 (3)中所制备的Au@PDA纳米颗粒胶体水溶液，用氨水调节混合溶液pH值 8.5，放入恒温水浴锅中在35℃下充分搅拌，反应结束后进行离心提纯，得到基于II型胶原靶向肽的有机无机杂化金纳米颗粒Au@PDA
‑
WL NPs。
[0017]进一步的，所述步骤(1)中柠檬酸钠水溶液浓度为2.2mM，四氯金酸水溶液浓度为25mM。
[0018]进一步的，步骤(2)中柠檬酸钠水溶液浓度为60mM,四氯金酸水溶液浓度为25mM，剧烈搅拌时间为30分钟。
[0019]进一步的，所述步骤(3)中配置的多巴胺溶液浓度为6mM，超声反应时间为95分钟。
[0020]进一步的，所述步骤(4)中配置的II型胶原靶向肽WYRGRL水溶液浓度为1mM，搅拌反应时间为12小时。
[0021]一种光声成像造影剂，包含所述的基于II型胶原靶向肽的有机无机杂化金纳米颗粒。
[0022]一种用于诊断早期骨关节炎的光声成像造影剂，包含所述的基于II型胶原靶向肽的有机无机杂化金纳米颗粒。
[0023]一种用于治疗早期骨关节炎的药物，包含所述的基于II型胶原靶向肽的有机无机杂化金纳米颗粒。
[0024]进一步的，所述药物的剂型包括注射剂。
[0025]相比于现有技术，本专利技术具有如下优点：
[0026]1.本专利技术通过在金纳米颗粒表面包覆厚的聚多巴胺涂层(15nm
–
20nm), 在聚多巴胺涂层上通过席夫碱反应或迈克尔加本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于II型胶原靶向肽的有机无机杂化金纳米颗粒，其特征在于，所述纳米颗粒Au@PDA
‑
WL NPs内核为金纳米颗粒，金纳米颗粒表面包覆致密的聚多巴胺包覆层，在聚多巴胺表面接枝有II型胶原靶向肽WYRGRL。2.如权利要求1所述一种基于II型胶原靶向肽的有机无机杂化金纳米颗粒，其特征在于，所述金纳米颗粒的粒径尺寸为10
‑
40nm，聚多巴胺包覆层厚度在15
‑
20nm。3.如权利要求1
‑
2任一所述的有机无机杂化金纳米颗粒的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)采用种子介导生长的方法制备粒径尺寸为25nm
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30nm的金纳米颗粒：在三口瓶中加入50mL柠檬酸钠水溶液，放入油浴锅中加热至沸腾后，立刻加入0.34mL的四氯金酸水溶液并剧烈搅拌，待溶液颜色变为柔和粉红色后立即将油浴锅中温度下降至90℃；(2)向步骤(1)所得溶液中立即加入0.34mL柠檬酸钠水溶液，等待2分钟后，加入0.34mL四氯金酸水溶液并剧烈搅拌；该过程重复二次后，得到颗粒尺寸大小为25nm
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30nm的金纳米颗粒水溶液，经过离心提纯后于4℃内保存；(3)配置多巴胺水溶液，并向多巴胺水溶液中加入等体积的步骤(2)中制备的金纳米颗粒水溶液，向混合溶液中加入三羟甲基氨基甲烷来将pH值调节为8.5，将混合溶液进行超声反应，反应结束后进行离心提纯，得到Au@PDA纳米颗粒胶体水溶液；(4)配置II型胶原靶向肽WY...

【专利技术属性】
技术研发人员：庄伟，陈红，王帅，王铁钢，是问问，
申请(专利权)人：南京创复捷医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：