[发明专利]一种核磁&近红外荧光靶向纳米探针的制备及应用

说明书

技术领域

本发明涉及核磁和荧光成像纳米材料，具体地说是一种核磁&近红外荧光纳米探针的制备及应用。

背景技术

在纳米技术中，基于近红外荧光材料或核磁增强材料为基础的活体成像技术是当今国际生物体检测领域的研究前沿和重要发展方向之一，也是各国的科研热点。其中，功能性纳米探针材料是活体成像技术研究中的一个新生长点，其应用焦点目前主要集中在组织的靶向识别、药物的靶向投递、动能性材料的控释和缓释等。现已报道的纳米探针活体成像技术及存在的问题包括如下几个方面：

(1)近红外荧光探针活体成像技术(文献1SatoruOnoea,TakashiTemmaa,YoichiShimizu,MasahiroOnoandHideoSaji,CancerMedicine3(4):775-786(2014).文献2XumengWu,XuanrongSun,ZhiqianGuo,JianbinTang,YouqingShen,TonyD.James,HeTianandWeihongZhu,JACS136:3579-3588(2014).)。以吲哚菁绿(ICG)为代表的近红外染料，毒性低，可直接应用于活体成像，如体内血管造影，注射式皮肤造影等，检测迅速。但ICG体内代谢速度快，光照易分解。通过纳米载体装载不仅可以改善代谢速度快，光照易分解等不足，并且可以赋予靶向功能。近红外荧光的组织穿能力最强，而且可以实现浅表组织成像，但与MRI等成像方式相比组织穿透能力仍然有限。

(2)近红外光光热纳米探针的光热治疗技术(文献3YanlanLiu,KelongAi,JianhuaLiu,MoDeng,YangyangHeandLehuiLu,AdvancedMaterials25:1353-1359(2013).文献4JingBai,YuweiLiuandXiueJiang,Biomaterals35:5805-5813(2014).)。近红外光光热治疗技术基于能量转换方式可以分为两类：一类是以金纳米粒和石墨烯为代表的纳米材料，通过等离子体共振实现近红外光转化为热能，对局部升温进行光热治疗。另一类是以ICG为代表的近红外荧光染料，通过能带跃迁将近红外光转化为热能，实现局部加热的光热治疗。目前近红外光光热治疗技术主要难点在于如何实现光热材料肿瘤等病变组织的靶向富集，针对性杀死病变组织。

(3)MRI成像技术(文献5Jianchen,ZhenGuo,HaibaoWang,MingGongd,XiangkaiKong,PengXiaandQianwangChen34:571-581(2013).文献6HuiWang,AntonMararenko,GuixinCao,ZhengGai,KunlunHong,ProbalBanerjeeandShuiqinZhouAppl.Marer.Interfaces6:15309-15317(2014)。MRI成像基于H原子偶极矩的核磁信号，所使用的增强造影剂根据所增强信号类型可分为：一类是以Gd，Mn等元素为代表的T1造影剂，由于游离离子生物毒性大，需要由DOTA、DTPA等螯合剂螯合后应用于活体。另一类是以铁磁纳米粒为代表的T2造影剂，生物毒性低，可单独使用。目前T1造影剂广泛应用于临床，而T2造影剂的使用与研究处于起步阶段。而靶向性识别肿瘤等病变组织，实现特异核磁信号增强依然是造影剂共同的发展方向。

目前功能性活体成像纳米探针，在探针肿瘤靶向性和多模态多功能的性能两方面还存在不足，有待进一步构建新型的纳米探针。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的是构建一种以ICG作为近红外荧光发光中心和光热治疗基团，Gd-DOTA作为MRI成像基团，叶酸作为肿瘤靶向基团，以壳聚糖或聚阳离子的高分子材料PEI与ICG静电自组装形成的纳米粒载体，将三种基团组整合在同一纳米结构上，构建一种新型核磁&近红外荧光靶向纳米探针。此探针具备多模态成像能力，肿瘤靶向能力，光热治疗能力，近红外荧光稳定性增强，体内滞留时间延长，能够有效实现对肿瘤组织诊断和治疗。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

选取骨架材料，经过修饰减少蛋白粘附，接枝核磁成像功能基团和肿瘤靶向基团，之后与与近红外荧光染料静电自组装形成纳米探针，其中近红外荧光染料为近红外荧光成像功能基团。

所述的骨架材料为带正电荷的PEI、PEI-PEG或壳聚糖材料中的一种。

所述的核磁成像功能基团为Gd-DOTA或Gd-DTPA，其加入量与骨架材料的比例为53.2：300(质量比)。