一种表面无机金属离子介导靶向作用的纳米材料及其应用制造技术

本发明专利技术公开了一种表面无机金属离子介导靶向作用的纳米材料，所述纳米材料表面具有无机金属离子，其可以和细胞膜上的特定受体蛋白特异性结合，通过调控上述纳米材料中表面无机金属离子的含量以及无机金属离子在纳米材料表面的暴露量，优化纳米材料的靶向性，使纳米材料表面离子成为其靶向作用的活性位点，与细胞膜表面离子转运蛋白选择性结合，实现了纳米材料表面离子介导的靶向作用。本发明专利技术属于靶向纳米技术领域，具体是指一种表面无机金属离子介导靶向作用的纳米材料及其应用。介导靶向作用的纳米材料及其应用。介导靶向作用的纳米材料及其应用。

【技术实现步骤摘要】
一种表面无机金属离子介导靶向作用的纳米材料及其应用


[0001]本专利技术属于靶向纳米
，具体是指一种表面无机金属离子介导靶向作用的纳米材料及其应用。

技术介绍

[0002]无机纳米材料因其良好的生物安全性、丰富的物理化学性质、比表面积大、表面易功能化修饰等优势，所构建的靶向纳米探针在肿瘤、心脑血管疾病的诊断与治疗等领域展现了广阔的应用前景。目前，纳米材料的靶向性主要通过在其表面偶联具有靶向功能的抗体、多肽、核酸等配体分子，与特定生物分子特异性结合，实现靶向作用。因此，配体的特异性对于纳米探针的靶向效率以及诊疗效果至关重要。提高纳米材料的靶向效率一直以来都是一大难题，为此，多篇文章以及专利等文件【Theranostics,2016,6(11):1780.CN202110697471.2，CN202011534812.6，CN202010872013.3】都公开了在纳米材料表面修饰配体分子，实现提高配体介导的纳米探针靶向效率。
[0003]尽管通过配体分子表面修饰纳米材料可以实现靶向作用，但是现有的配体分子介导的靶向作用因非定向偶联技术常导致配体分子靶向结合位点难以有效暴露，配体分子在靶向过程中的利用度不足，影响其靶向效率。近年来，随着配体分子的定向偶联技术的发展，配体靶向位点得以充分暴露，但是定向偶联技术工艺较为复杂且制备成本较高，限制了其推广应用。
[0004]针对纳米材料生物医学应用中靶向效率不足的问题，本专利技术提供了一种表面无机金属离子介导靶向的纳米材料，与现有配体分子介导的靶向作用均不同，本专利技术利用纳米材料表面的无机金属离子和该离子对应的转运蛋白之间的选择性结合作用，在不修饰靶向配体的情况下，通过调控纳米材料中无机金属离子的含量以及表面无机金属离子的暴露量，实现了高效的靶向作用。本专利技术提供的一种表面金属离子介导靶向的纳米材料，为高特异性纳米探针的设计与构建提供了新思路。

技术实现思路

[0005]为了满足生物医学应用对靶向纳米材料的需求，本专利技术提供一种表面无机金属离子介导靶向的纳米材料，通过调控纳米材料中无机金属离子的含量以及表面无机金属离子的暴露量，来进一步提高纳米颗粒靶向性的方法，并将其应用于磁共振成像、细胞示踪、磁颗粒成像以及靶向药物递送等领域。
[0006]为了实现上述功能，本专利技术采取的技术方案如下：一种表面无机金属离子介导靶向作用的纳米材料，所述纳米材料表面具有无机金属离子，其可以和细胞膜上的特定受体蛋白特异性结合，从而实现纳米材料对特定组织的靶向富集，纳米材料是对人体无害的纳米材料，如铁氧体纳米颗粒，量子点，上转换纳米材料，贵金属纳米颗粒等等。
[0007]优选的，所述纳米材料表面的无机金属离子是人体所含微量元素中的过渡金属元素中的至少一种，所述无机金属离子在所述纳米材料中的质量百分比为12％
‑
60％。
[0008]优选的，所述纳米材料尺寸范围是1.5nm
‑
5.5nm，所述的纳米材料形貌为球形、立方体、颗粒状、线状和片状中的至少一种，优选颗粒状。
[0009]优选的，所述纳米材料通过高温热分解法、共沉淀法、水热法或溶胶
‑
凝胶法中的至少一种制备，并且通过配体交换或配体加成法进行表面修饰以使所述纳米材料能够分散于水相中。
[0010]本专利技术还提供了上述一种表面无机金属离子介导靶向的纳米材料的应用，所述纳米材料与细胞表达离子通道蛋白或金属离子转运蛋白特异性结合，实现纳米材料对特定组织的靶向富集，并通过调控所述纳米材料中所述无机金属离子的含量以及表面无机金属离子在纳米材料表面的暴露量，来调控其对所述特定组织的靶向富集的程度，可以应用于磁共振成像、细胞示踪、磁颗粒成像以及靶向药物递送等领域；其中，所述细胞表达离子通道蛋白包括：钠离子通道蛋白，钾离子通道蛋白，钙离子通道蛋白和镁离子通道蛋白中的至少一种；所述金属离子转运蛋白包括二价金属离子转运蛋白家族和溶质载体家族蛋白中的至少一种。
[0011]优选的，所述表达离子通道蛋白或金属离子转运蛋白的细胞包括正常或病变的体细胞或肿瘤细胞，所述正常细胞包括肝细胞、胆管细胞、胰腺细胞、结直肠细胞、乳腺细胞、肾细胞、胃细胞、甲状腺细胞和成骨细胞中的至少一种；所述肿瘤细胞包括肝癌细胞、胆管癌细胞、胰腺癌细胞、结直肠癌细胞、乳腺癌细胞、肾癌细胞、胃癌细胞、甲状腺癌细胞和骨肿瘤细胞中的至少一种。
[0012]优选的，所述特定组织为病灶组织或正常组织。
[0013]本专利技术采取上述方案取得有益效果如下：本专利技术的一种表面金属离子介导靶向作用的纳米材料，通过调控纳米材料中无机金属离子的含量以及表面无机金属离子在纳米材料表面的暴露量，来调控其对所述特定组织的靶向富集的程度，可实现纳米材料的靶向效率的提高，因而能够更好的应用于磁共振成像、细胞示踪、磁颗粒成像以及靶向药物递送等领域。
附图说明
[0014]图1为根据本专利技术的一些实施例所示的一种表面无机金属离子介导靶向作用的纳米材料结构示意图；
[0015]图2为根据本专利技术的一些实施例所示的纳米探针的制备流程图；
[0016]图3为本专利技术实施例1的锰铁氧体纳米颗粒透射电镜图；
[0017]图4是本专利技术实施例1的锰铁氧体纳米颗粒金属元素分析图；
[0018]图5是本专利技术实施例1的锰铁氧体纳米颗粒尺寸分布图；
[0019]图6为本专利技术实施例1的锰铁氧体纳米颗粒和肝细胞表面SLC39A14蛋白特异性结合的超分辨结构光显微成像图；
[0020]图7为本专利技术实施例2的定量表征肝细胞特异性内吞不同锰含量的锰铁氧体纳米颗粒；
[0021]图8是本专利技术实施例3中定量锰铁氧体纳米颗粒活体肝细胞特异性磁共振成像；
[0022]图9是本专利技术实施例3中铜铁氧体纳米颗粒活体骨组织特异性磁共振成像。
[0023]其中，1为纳米颗粒，2为表面金属离子，A为前驱体，a为肝脏，b为胆囊。
具体实施方式
[0024]下面对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0025]图1是根据本专利技术的一些实施例所示的一种表面金属离子介导靶向作用的纳米材料结构示意图，如图1所示，纳米材料表面具有无机金属离子，纳米材料为对人体无害的纳米材料，例如：铁氧体纳米颗粒，量子点，上转换纳米材料，贵金属纳米颗粒等等；无机金属离子为人体所含的微量元素中的过渡金属元素，具体的，无机金属离子可以是铁、锌、铜、锰、镁等中的至少一种；该纳米材料可以将物质向目标组织递送，物质可以是对比剂或者药物等类似物或其组合，而目标组织可以是病灶组织(如肿瘤)或正常组织；而表面无机金属离子可以与目标组织中细胞表面的特定蛋白结合，以实现所述纳米材料向目标组织靶向富集。
[0026]细胞表达离子通道蛋白包括：离子通道蛋白本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种表面无机金属离子介导靶向作用的纳米材料，其特征在于，所述纳米材料表面具有无机金属离子，其可以和细胞膜上的特定受体蛋白特异性结合。2.根据权利要求1所述的一种表面无机金属离子介导靶向作用的纳米材料，其特征在于，所述纳米材料表面的无机金属离子是人体所含微量元素中的过渡金属元素中的至少一种。3.根据权利要求1所述的一种表面无机金属离子介导靶向作用的纳米材料，其特征在于，所述无机金属离子在所述纳米材料中的质量百分比为12％
‑
60％。4.根据权利要求1所述的一种表面无机金属离子介导靶向作用的纳米材料，其特征在于，所述纳米材料尺寸范围是1.5nm
‑
5.5nm。5.根据权利要求1所述的一种表面无机金属离子介导靶向作用的纳米材料，其特征在于，所述的纳米材料形貌为球形、立方体、颗粒状、线状和片状中的至少一种。6.根据权利要求1至5任一所述的一种表面无机金属离子介导靶向作用的纳米材料，其特征在于，所述纳米材料通过高温热分解法、共沉淀法、水热法或溶胶
‑
凝胶法中的至少一种制备，并且通过配体交换或配体加成法进行表面修饰以使所述纳米材料能够分散于水相中。7.一种根...

【专利技术属性】
技术研发人员：樊海明，张欢，彭明丽，刘晓丽，姚环宇，
申请(专利权)人：西安超磁纳米生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：