[发明专利]具有肝癌靶向和放疗增敏特性的金纳米花及其制备与应用

说明书

本发明涉及一种制备具有肝癌靶向和放疗增敏特性的金纳米花，及其制备方法和应用。本发明在金纳米花上构建多功能响应性表面，从而实现肝癌富集和放疗增敏。本发明金纳米花具有特定的形貌和表面等离子体共振性质，利于细胞内吞并且具有较高的X射线吸收效率。多功能响应性表面在正常生理情况下稳定，响应肿瘤微环境后暴露出内部穿膜肽分子，从而被肝肿瘤细胞高效内吞，提高金纳米花在肿瘤内的富集程度和停留时间。在放射线照射下，可起到更好的放疗增敏效果。

(一)技术领域

本发明涉及具有肝癌靶向和放疗增敏特性的金纳米花，及其制备方法与应用。

(二)背景技术

肿瘤放射治疗是利用放射线治疗肿瘤的一种局部治疗方法。放射线包括放射性同位素产生的α、β、γ射线和各类x射线治疗机或加速器产生的x射线、电子线、质子束及其他粒子束等。大约70％的癌症患者在治疗癌症的过程中需要用放射治疗，约有40％的癌症可以用放疗根治。放射治疗在肿瘤治疗中的作用和地位日益突出，已成为治疗恶性肿瘤的主要手段之一。由于放射治疗副作用较大，因此，迫切需要增强肿瘤组织对放射治疗的敏感性，从而在不增加放射剂量(副作用)的同时增加疗效。

理论上，高原子序数物质(如金等重金属)进入肿瘤组织，可以在肿瘤组织内产生较周围正常组织强的光电吸收，由此可以将更多的放射能传递给肿瘤组织，从而达到放疗增敏的效果。白蛋白修饰的纳米金对肝癌荷瘤小鼠的X射线放疗具有明显的增敏作用：在5Gy的辐照剂量下，尾静脉注射30～60nm粒径的金纳米球能将肿瘤抑制率由单纯放疗的28％提高到58％，增敏系数达到2.07。

虽然金纳米微粒生物相容性好，但在体内较易被人体的免疫系统识别并清除，具有靶向癌组织和细胞能力不强的缺点；同时常规的金纳米球对X射线的吸收效率较低且不利于被肿瘤细胞内吞；这些缺点限制了其推广与应用。

具有肿瘤微环境响应性的纳米材料，可在正常的生理环境中维持表面亲水性和电中性，利于体内循环；在肿瘤微环境中特定酶的作用下，表面的亲水分子脱去，暴露出内部的细胞亲和分子，从而利于被肿瘤细胞内吞，从而提高纳米材料在肿瘤组织中的浓度。细胞穿膜肽是常用的细胞亲和分子，将其修饰在纳米材料表面，可以介导细胞胞吞。GRKKRRQRRRPQ这一序列源于HIV病毒中的Tat蛋白，已被多项研究证明有效。GPLG序列可被MMP-9切断，从而脱去表面的亲水分子。聚肌氨酸是肌氨酸聚合形成的亲水聚合物，之前的研究发现将其修饰于纳米材料表面可降低蛋白吸附和与细胞的作用，显著延长纳米材料体内循环时间。

金纳米花具有特殊的形貌和表面等离子共振性质，可较金纳米球更效率地吸收X射线。并且其粗糙表面更加有利于被肿瘤细胞内吞，从而提高在肿瘤组织内的富集程度和放疗增敏效果。

(三)发明内容

本发明的目的是提供一种制备具有肝癌靶向和放疗增敏特性的金纳米花，及其制备方法和应用。

本发明采用的技术方案是：

一种具有肝癌靶向和放疗增敏特性的金纳米花，直径50～200nm，突起的刺有4～10个，由以下方法制备获得：

(1)在金纳米棒溶液中加入谷胱甘肽溶液，室温剧烈搅拌1～2小时后，依次加入十六烷基三甲基氯化铵溶液、HAuCl₄溶液、AgNO₃溶液和抗坏血酸溶液，室温剧烈搅拌0.5～1小时候，26～28℃恒温水浴中静置过夜，得到单分散金纳米花微粒；

(2)金纳米花微粒离心去除过量的CTAC配体，分散在多肽-聚肌氨酸溶液中，置于28～30℃的恒温水浴中震荡18～24h，离心去除上清液，继续分散在多肽-聚肌氨酸溶液中，置于28～30℃的恒温水浴中震荡18～24h，离心，收集得到具有肝癌靶向和放疗增敏特性的金纳米花。

本发明在金纳米花上构建多功能响应性表面，从而实现肝癌富集和放疗增敏。

本发明还涉及制备所述金纳米花的方法，所述方法包括：