[发明专利]一种上转换DNA纳米凝胶及制备方法及用途

说明书

本发明公开了一种上转换DNA纳米凝胶及制备方法及用途，一种上转换DNA纳米凝胶的制备方法，包括如下步骤：将亲水化处理的上转换纳米材料溶解到水中，在搅拌或超声处理下，逐滴加入DNA水溶液，得到上转换DNA纳米凝胶。以本发明的一种上转换DNA纳米凝胶为抗癌药物的载体，利用药物释放过程中上转换发光信号相对强度的变化，实现定量、实时监测药物释放。本发明能够解决深位置病灶的局部可控给药和高灵敏实时监测的难题，实现局部给药、实时监测一体化，为个性化治疗奠定基础。

技术领域

本发明属于脱氧核糖核酸(DNA)材料功能化制备及应用领域，涉及一种上转换DNA纳米凝胶及其制备方法。

背景技术

中国国家癌症中心发布的全国癌症统计数据显示，2014年全国恶性肿瘤新发病例数380.4万例，死亡病例229.6万[1]；由于中国人口基数大，其新发癌症病例和癌症死亡病例占全球的比例都很大。癌症已经成为严重威胁我国人民健康和生命的重大疾病之一。

外科根治性手术切除肿瘤是目前癌症重要的有效治疗手段。通常，以临床手术为主的肿瘤诊疗包括三个方面：肿瘤诊断、手术治疗和辅助化疗。其中，外科手术只能切除可见的肿瘤病灶，但癌细胞的转移性会导致癌症复发。术后的辅助化疗对于癌症的后期治疗具有至关重要的作用，但传统的全身化疗多数具有全身的毒副反应，严重损害患者的身体健康。因此，如何提高化疗药物的局部药物浓度，减少全身毒副反应一直是肿瘤治疗的重要研究课题。

纳米材料具有相对较高的细胞摄取率和比表面积，可以通过各种化学和生物共轭反应进行表面修饰，使其在生物医学领域被越来越多的人关注[2]。一些与功能性的纳米颗粒体系相继被研究和开发出来，如脂质体、金属有机骨架、金纳米颗粒等。纳米药物递送系统是由其在医学诊断和疾病治疗中的潜在生物医学应用所驱动的，在减少常见化疗相关副作用方面具有内在优势。在过去的十年中，尽管纳米药物递送系统取得了显著的进展，但是纳米载体在生物环境中的药代动力学还没有被很好地理解，因此阻碍了其临床应用。发光共振能量转移(luminescent resonance energy transfer，LRET)，是指当受体分子与供体分子相距一定距离，且供体和受体的基态及第一电子激发态两者的振动能级间的能量差相互适应时，处于激发态的供体将把一部分或全部能量转移给受体，使受体被激发，在整个能量转移过程中，不涉及光子的发射和重新吸收，为在药物传递系统中感知纳米载体药物分子距离提供了可能。已有的研究表明，基于LRET原理的药物释放监测体系具有灵敏度高和实时等特点。目前，上转换纳米材料是将稀土离子掺杂在无机化合物，由于稀土离子的存在，可以经波长短、频率高的光激发，发出波长长、频率低的光，这一过程称为上转换。目前，上转换纳米材料是在药物监测领域中研究较为广泛的无机纳米材料之一[3]。

目前，尚未有上转换DNA纳米凝胶的报道。

参考文献：

1.Chen,W.,et al.,Cancer incidence and mortality in China,2014.Chin JCancer Res,2018.30(1):p.1-12.

2.Mura,S.,J.Nicolas,and P.Couvreur,Stimuli-responsive nanocarriersfor drug delivery.Nat Mater,2013.12(11):p.991-1003.

3.Li,K.,et al.,Ratiometric Monitoring of Intracellular Drug Releaseby an Upconversion Drug Delivery Nanosystem.ACS Appl Mater Interfaces,2015.7(22):p.12278-86.

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种上转换DNA纳米凝胶。