[发明专利]一种RGD标记的荧光金纳米簇的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于荧光/CT双模成像并能够靶向肿瘤细胞的纳米制剂的制备方法，进一步涉及这类复合型多功能纳米粒子作为荧光探针及CT成像造影剂在生物医学领域的应用。

背景技术

为了提高肿瘤的诊断和治疗效果，靶向肿瘤成像和药物传送成为了重要的医疗手段。

CT成像是利用不同的组织或器官由于自身不同的密度与厚度，对X射线产生不同程度的衰减作用，形成不同组织或器官的灰阶影像对比分布图，从而以病灶的相对位置、形状和大小等的改变来判断病情的医学成像方法。CT成像技术具有空间分辨率高、图像采集时间短、可整体成像的优点，是一种最为普遍的疾病诊断成像模式。但是，CT成像技术也存在一些不足之处亟需解决，如对软组织分辨率差、检测过程中存在放射性辐射等问题。这就需要使用CT造影剂来提高病灶部位的分辨率，目前临床上使用的CT造影剂主要是含碘小分子化合物，例如泛影酸和碘海醇等。人体肾脏对含碘小分子化合物有快速清理效应，使得这种造影剂只有很短的成像时间，并且它对肾脏还有一定的毒副作用。基于纳米颗粒的CT造影剂能够解决上述问题，它能够有效地延长成像时间，对于肾脏的毒副作用小，并且造影效果好。

荧光成像是一种直观、原位的可视化观测技术，用于检测肿瘤以及对细胞核药物进行示踪。和其他成像相比，它更加便宜、更加安全并且能够在短暂光照下快速成像。这些优势使其能够在手术过程中便于识别肿瘤，对治疗过程进行实时监控。但是由于光散射，体内黑色素、血红蛋白和水等对光的吸收，组织自发光形成背景干扰，导致利用紫外可见光的荧光成像对组织的穿透性差，成像信号的信噪比降低，从而获取的图像仅能到达表皮下几十微米，而且并不清晰。基于近红外纳米探针的荧光成像技术能够获取更深层更清晰的活体荧光图像，具有背景干扰低、对细胞损伤小、样品穿透性强、检测灵敏度高等优点，显示了较好应用前景。

首先，新型金属纳米簇(Au，Ag和Pt等)由几个至大约一百个原子组成，是连接原子和纳米粒子的一座桥梁。其中，金纳米簇(AuNCs)的粒径大部分都小于2nm，因为纳米簇的尺寸大小接近电子费米波长，使得状态的连续能量强度分解成了离散的能级，导致了它独特的光学和电化学特性。这种超小粒径还赋予了它更多不同于传统纳米粒子和有机荧光染料的特性，例如强的发光特性，大的斯托克斯位移，高发射率和良好的光稳定性。不同于有生物毒性的重金属粒子组成的荧光量子点(QDs)，金纳米簇能够通过简易的水溶性方法制得，可以和不同的生物配体相结合，从而作为生物相容性荧光基团，被广泛应用在生物标记等方面。金属纳米簇作为一种具有超小粒径、低毒性、独特光学和理化性质的纳米材料，是理想的靶向肿瘤成像荧光纳米材料。同时，目前的CT造影剂大多基于碘(原子数＝53)，它的血液中半衰期很短(<10min)，而且原子个数也会影响它的CT造影效果。因为不能和生物标记物耦合，碘造影剂对肿瘤没有特异性靶向作用，肾脏的清理作用也使它的成像时间很短。综上所述，很有必要开发一种新型的CT造影剂。金纳米簇拥有很大的X射线吸收系数，是用来做CT造影剂的理想选择。因此，基于金纳米簇的肿瘤部位荧光/CT双模成像，能够有效地对早期癌组织和原位肿瘤形态大小等进行检测。

为了能够更有效地实现金纳米簇的在体肿瘤诊断或治疗，选择一种合适的生物配体使得金纳米簇能选择性的传递至肿瘤细胞是很有必要的。α_vβ₃整合素是一种在活化和增殖的内皮细胞中过度表达的特异性标记物，常被认为是恶性肿瘤的标志。精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸(RGD)是一种氨基酸短序列，可以靶向α_vβ₃整合素受体。环RGD多肽对蛋白水解有更好的抗性，而且对目标有更好的亲和力。在本发明中，我们将RGD和AuNCs共价结合，然后用RGD标记的AuNCs进行肿瘤靶向光学/CT双模成像。