[发明专利]一种适于红外光靶向治疗癌症的纳米材料制备方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种生物材料领域中的具有生物靶向功能和疾病治疗功能的癌症靶向治疗纳米材料，特别是一种适于红外光靶向治疗癌症的纳米材料制备方法。

背景技术：

金属纳米材料在一些特定的晶面及其表面上存在着表面电子态，其费米能级恰好位于体能带结构沿该晶向的禁带之中，形成只能平行于表面方向运动的二维电子云。这些电子具有波粒二象性，一方面具有粒子的性质，同时又具有波动性，具有特征的波动频率，这一频率主要取决于粒子的结构及金属本身的电子性质。当一定波长的光(光的频率等于表面电子的波动频率)照射纳米粒子时，大量的表面自由电子集体激发并产生横向耦合，导致独特的等离子体共振效应(SPR)。SPR效应导致金属纳米粒子对某些特征波长的光产生强烈吸收，特征光吸收可以用来进行光热转换，制备纳米光热转换器件、光学信号识别器件及疾病治疗等。

叶酸是一种生物活性物质(又称维生素M)，是体内一碳单位转移酶的辅酶，可促进各种氨基酸间的相互转变，如使丝氨酸转变成甘氨酸，使苯丙氨酸形成酪氨酸，组氨酸形成谷氨酸，高半胱氨酸形成蛋氨酸等，从而在蛋白质中起重要作用。更重要的是，叶酸是一种良好的生物配体，在肿瘤组织中具有极高的表达率，其含量通常是正常组织的一千倍以上。目前的初步研究结果显示，多数肿瘤组织中的叶酸受体(一种特殊蛋白质)具有较高的表达，因此叶酸对多数肿瘤组织具有靶向识别作用。利用这一点可以进行肿瘤组织的靶向识别，国内外在这一方面开展了一些工作，主要是利用叶酸的受体介导作用进行靶向给药应用研究。叶酸的生物功能主要是由其分子中的2-氨基-4-羟基-6-甲基喋呤啶功能基团提供的，羧基端基主要是提供与氨基酸等的链接作用，因此，羧基端基参与反应后不影响叶酸的生物功能。

胱氨酸、半胱氨酸均是天然的氨基酸，是人体必须的氨基酸，常见于各种生物体。胱氨酸、半胱氨酸是蛋白质形成的必要组分，为蛋白质提供必要的二硫键，确保各种蛋白质的特定分子构型。半胱氨酸通过改变蛋白质分子之间和蛋白质分子内部的二硫键，可以减弱蛋白质的结构，使蛋白质分子得以舒展。胱氨酸是硬蛋白质如角质蛋白质的重要成分，当肾脏吸收胱氨酸障碍时，则可出现先天性代谢性缺血，即胱氨酸尿症，易诱发肾结石。同时二者能促进细胞氧化还原功能，保持肝脏功能旺盛，并能中和毒素、促进细胞增生、阻止病原菌发育。金属纳米颗粒能够与巯基形成强的巯基-金属(S-Me)共价键，从而将带有巯基的化合物分子牢固的锚定于纳米颗粒表面。

目前国内外尚未见到利用叶酸、胱氨酸、半胱氨酸等生物材料修饰金属纳米粒子，进行生物靶向疾病治疗方面的研究报道。

发明内容：

本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点，寻求一种新型红外光靶向治疗癌症的纳米材料制备方法，利用叶酸的羧基在其分子链上引入活性巯基得到巯基叶酸(MF)，再利用巯基与金属原子容易形成S-Me共价键的特性，通过分子自组装将巯基叶酸(MF)、胱氨酸、半胱氨酸等修饰于金属纳米粒子表面，得到具有生物活性的生物修饰金属纳米粒子，制备一种同时具有肿瘤靶向性能、肿瘤杀灭性能的绿色癌症靶向治疗纳米材料，可广泛应用于生物靶向疾病治疗方面，为人类重大疾病的诊断治疗提供一种高效便捷的途径。

为了实现上述目的，本发明分为靶向功能修饰剂制备和癌症靶向治疗纳米材料制备二个工艺步骤。

靶向功能修饰剂的制备：

先在反应容器中加入二甲基亚砜(DMSO)，再称取叶酸(Fc)加入反应容器中，在电磁搅拌，反应温度为25至60℃的条件下，待叶酸溶解完毕后，再向反应容器中加入巯基乙醇(SA)及催化剂CR，继续反应35-55小时，取样进行紫外-可见光光谱分析，待叶酸的特征吸收峰消失后，停止反应；对反应液进行过滤，滤渣用二甲基亚砜(DMSO)反复冲洗过滤1-5次，再用等量的蒸馏水冲洗过滤1-5次，收集滤液备用，滤渣弃除；将滤液装入离心试管，用高速冷冻离心机进行离心分离；离心后，用胶皮吸管吸去离心管中上层清液，重新加入蒸馏水，均匀，继续离心分离；如此反复洗涤离心，直到离心管中上层清液清彻透明并无光谱吸收；向离心管中加入0.1M氨水，置入超声波分散器超声震荡，待沉淀溶解完毕即得到靶向功能修饰剂巯基叶酸溶液；采用真空干燥的办法可得到巯基叶酸固体样品；干燥前用乙醇置换掉其中的水分，利于样品的干燥；干燥温度0-60℃。

癌症靶向治疗纳米材料的制备：