[发明专利]一种肿瘤靶向性的功能化量子点及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于生化领域，具体涉及一种特异性识别肿瘤细胞的功能化量子点及其制备方法。

背景技术

肿瘤是人类的头号疾病，肿瘤的早期诊断和治疗，是关于人类健康的重要环节，目前肿瘤的发病机理、治疗方法等方面的研究成为医学界备受关注的焦点，这对肿瘤研究手段提出了越来越高的要求。肿瘤靶向性的探针分子，就是近年来研究和治疗肿瘤的一种重要手段。

叶酸是目前制备肿瘤靶向性的探针分子的一种重要物质。叶酸受体是一种糖蛋白受体，在许多肿瘤细胞中过度表达，而在绝大多数正常组织中几乎不表达。叶酸对叶酸受体具有高度的亲合性，所以可利用这一特性将叶酸作为抗肿瘤药物的靶向配体。随着对细胞膜表面叶酸受体认识的逐步深入，发现在多种肿瘤细胞(如卵巢癌、结肠直肠癌、乳腺癌、肺癌和肾细胞癌等)膜表面上的叶酸受体活性和数量显著高于一般正常细胞，这为叶酸介导药物靶向肿瘤细胞的研究奠定了基础(Sudimack，Lee RJ.AdvDrug Deliv Rev，2000；41(2)：147-15 1)。

此外，用于生物分子和细胞上的一种重要的标志物——量子点(Quantum Dots，DQs)，也在肿瘤研究中有广泛的应用。DQs又可称为半导体纳米微晶体，是一种由II-VI族或III-V族元素组成的、稳定的、尺寸在2nm~20nm之间的纳米晶粒。由于电子和空穴被量子限域，连续的能带结构变成具有分子特性的分立能级结构，受激后可以发射荧光。基于量子效应，量子点在太阳能电池，发光器件，光学生物标记等领域具有广泛的应用前景。尤其在光学生物标记领域，量子点II-VI族半导体纳米颗粒(量子点)(CdSe，CdS，ZnS等)作为一种新型的荧光材料，比起传统的有机染料，更适合偶联到生物分子上作为生物荧光探针应用于免疫生物学和临床检验学等医学领域，在生命科学研究中起到定性和定量标识生物分子和细胞的作用。其功能很大程度上取决于纳米粒子的大小、分散性、均一性、稳定性和生物兼容性。

量子点的这些特点，符合了目前肿瘤研究的需要。但是，由于叶酸分子本身难溶于水，无法直接连接到量子点上，如何将叶酸连接到量子点上的同时，保持叶酸与肿瘤叶酸受体良好的亲和性和特异结合性，是目前研究上的一个难题。现有的技术，如申请号为200610098270.6和200810050803.2的中国专利申请均公开了改进型的以叶酸作为配体的肿瘤靶向性功能化量子点，这些技术多采用高分子化合物作为介导使叶酸和量子点得以结合，但是这样所制得的纳米复合物颗粒较大，并且叶酸分子中作为受体配体的有效基团部分容易受高分子化合物的影响，肿瘤靶向性不强，细胞穿透力也较弱。

除此，现有技术中的肿瘤靶向性量子点还存在着有如发射光谱宽、尺寸分布不均匀、荧光量子产率低等。因此，功能化量子点的改进成为目前肿瘤研究的重要趋势之一。

发明内容

本发明的目的是在于适应肿瘤研究的需要，提供一种特异性强、稳定性高、生物兼容性好的特异性识别肿瘤细胞的功能化量子点。

本发明通过以下技术方案实现上述目的：

本发明提供的肿瘤靶向性功能化量子点纳米复合物，叶酸-γ-环糊精包合物修饰的量子点复合物，其结构如附图1所示。

叶酸分子有一部分包含于环糊精的疏水空腔内形成叶酸-环糊精包合物，再进一步结合到量子点表面。其中叶酸分子包含于疏水空腔的是对氨基苯甲酸基团；而2-氨基-4-羟基-6-甲基喋呤啶基团和谷氨酸基团则露出于疏水空腔的外部，2-氨基-4-羟基-6-甲基喋呤啶基团作为肿瘤叶酸受体的配体活性部位，谷氨酸基团的羧基则可进一步与量子点相结合。

本发明所选用的环糊精为γ-环糊精。由于用γ-环糊精包合叶酸，改善了叶酸的水溶性和分散性。再通过一种有效的方法将叶酸和量子点连接起来，由于修饰在量子点表面的叶酸对肿瘤细胞中的叶酸受体具有高度的亲合性，使得这些荧光量子点可以特异性地识别表达有高水平叶酸受体的癌细胞，从而这种荧光探针可用于肿瘤细胞的生物学研究。

环糊精(简称CD)是一类D-吡喃型葡萄糖分子以α-1，4-糖苷键连接，互为椅式构象的环状化合物。按形成环糊精的葡萄糖残基数分别为6、7、8，相应地称为α、β、γ环糊精，他们具有“内疏水，外亲水”的特殊分子结构，这种结构使环糊精内腔与弱极性有机化合物结合而生成主客体化合物。而本发明所选用的γ-环糊精具有很强的水溶性，可以增强客体分子水溶性和生物兼容性。由于其结构的特殊性，其表面的羟基具有亲水特性，且这些羟基可增加细胞膜的附着性，提高对膜屏障的通透性。γ-环糊精叶酸包合物修饰量子点而成的纳米材料在细胞表面黏附性强，生物稳定性好。