[发明专利]一种树枝状大分子修饰的金纳米粒子及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种树枝状大分子修饰的金纳米粒子及其制备方法和应用。该方法包括如下操作：将壳聚糖叠氮化修饰，然后与含炔基树枝状聚酰胺‑胺通过点击反应合成为聚糖偶联树枝状聚酰胺‑胺(CS‑PAMAM)，然后没有添加其它还原剂条件下，使用CS‑PAMAM充当稳定剂和还原剂一步合成粒径均一的金纳米粒子，获得的树枝状大分子修饰的金纳米粒子粒径的相对较小，有利于降低产物的细胞毒性外，其稳定性高、生物相容性好，表面含大量胺基官能团，可赋予其靶向性，在基因传递、肿瘤诊疗一体化方面显示出重要的应用前景，且具备良好的转染效果，可以作为药物控释载体，在药物共传递领域有潜在的应用价值。

技术领域

本发明属于生物医学工程材料领域，特别涉及一种树枝状大分子修饰的金纳米粒子及其制备方法和应用。

背景技术

基因治疗是目前用于癌症及先天性免疫系统疾病治疗的一种有效方法。该技术实施的关键是选择合适的基因载体及基因导入方法，进而使基因能够在细胞中获得安全、高效、可控且稳定的表达。病毒载体因其高风险性、机体免疫反应、不能大规模生产等缺陷在临床应用方面受到限制，因此具有高转染效率的脂质体及其它阳离子聚合物日益受到重视。

金纳米粒子是金属纳米颗粒中最早研究的一大类别，是指尺寸在1nm至100nm范围内的金纳米颗粒。金纳米粒子具有较大的比表面积、特有的光电性质、低的细胞毒性并且生物相容和表面易修饰，因此纳米金在肿瘤成像、药物递送等生物医学工程领域具有良好的应用前景。Mirkin利用寡聚核苷酸修饰的金纳米粒子对其互补DNA分子进行比色分析法，将金纳米粒子表面功能化修饰其中一种DNA，使之选择性对目标DNA进行响应引起金纳米粒子的聚集，通过肉眼观测即可用于检验目标DNA的存在(Science，1997,277(5329):1078-81)。Wang等利用抗原抗体间相互作用对两种不同形态纳米颗粒进行可控组装，并结合表面增强拉曼光谱进行特定蛋白质的检测(Analytical Chemistry,2013,85)。然而，稳定性以及良好的分散性成为纳米金在生物学领域上的主要阻碍，以及在大量还原剂和稳定剂存在条件下还原氯金酸合成纳米金粒子等复杂繁琐的合成手段，使其在生物材料的实际应用中受到限制。

树枝状大分子是近年发展起来的一类具有三维规整结构、高度支化和纳米尺度的单分散性高分子材料，凭借其独特的分子结构、无免疫原性、可生物降解、易于修饰等特性在基因载体方面显示出重要应用前景。1993年，Haensler等首次尝试将聚酰胺—胺(PAMAM)用于基因转染实验(Bioconjugate Chemistry 1993,4:372-379)。然而，PAMAM在较高代数或高浓度下仍显示出明显的细胞毒性，且其降解产物也有较大的毒性，使其在体内实际应用中受到限制。

因此，如何极大的改善纳米金制备方法、稳定性、材料的生物相容性，作为一种安全高效的生物载体材料，便成为当前生物医学工程领域亟待解决的重要课题。迄今为止，未发现在没有添加其它还原剂条件下，利用点击化学将叠氮化壳聚糖与含炔基的树枝状聚酰胺-胺偶联成为一种生物相容性好、且可降解的壳聚糖基聚酰胺-胺树枝状大分子充当稳定剂和还原剂一步合成金纳米粒子，获得了稳定、生物相容性好的可降解的金纳米复合材料及其应用尚未报道。

发明内容

本发明的首要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种树枝状大分子修饰的金纳米粒子。该纳米粒子粒径均一、分散性良好、生物相容性好、可生物降解，将会在在基因传递、肿瘤诊疗一体化方面显示出重要的应用前景。

本发明的另一目的在于提供所述树枝状大分子修饰的金纳米粒子的制备方法。该方法首先通过取代反应合成叠氮基团修饰的壳聚糖CS；然后通过点击化学的方法将叠氮基团修饰的壳聚糖CS与含炔基聚酰胺-胺PAMAM偶联，合成得到可作为基因载体、肿瘤诊疗的新型树枝状大分子修饰的金纳米粒子。

本发明的又一目的在于提供所述树枝状大分子修饰的金纳米粒子的应用。