[发明专利]电荷翻转型聚乙烯亚胺复合金纳米颗粒及其制备和应用

说明书

本发明公开了一种电荷翻转型两性离子功能化的¹³¹I标记聚乙烯亚胺包裹金纳米颗粒及其制备方法和应用。本发明基于超支化聚乙烯亚胺的结构特点及理化性质，可以其为载体包裹金纳米颗粒在其内部，表面修饰具有pH响应电荷翻转性能的表面基团APAS，放射性核素¹³¹I通过3‑(4‑羟基苯基)丙酸N‑羟基琥珀酰亚胺酯（HPAO）标记在聚乙烯亚胺表面，构建得到多种类型功能化聚乙烯亚胺，使其拥有新型生物医学功能，可望用于肿瘤早期精准的SPECT/CT成像及放射性治疗，为构建新型智能化的纳米诊疗试剂奠定基础。

技术领域

本发明属于功能化聚乙烯亚胺材料技术领域，具体涉及一种电荷翻转型两性离子功能化的¹³¹I标记聚乙烯亚胺包裹金纳米颗粒及其制备方法和应用。

背景技术

近年来，癌症已成为全球公共健康的主要威胁之一，就在世界卫生组织近期公布的最新癌症数据显示，2018年全球有约960万人口死于癌症。针对癌症的治疗方式日益成熟，但癌症早期症状难以发现，等到确诊，一半以上的癌症患者已经发展到中晚期，给治疗带来极大困难。因此，癌症的早期发现和早期治疗就变得至关重要。纳米技术的出现使癌症的早期精确诊断及高效治疗得以实现，通过纳米整合技术，将成像元素与治疗元素共同负载于同一纳米体系中，可实现癌症的早期识别、即时成像、持续性的肿瘤监控等功能。到目前为止，已有多种纳米诊疗体系被开发出，主要包括：碳纳米管、胶束、贵金属基纳米光热材料、高聚物等。尽管目前开发出的纳米诊疗体系已经具备癌症的高效诊断及治疗功能，但大多数的纳米材料主要滞留及积累于肝脏中，极为少量的纳米颗粒积累于肿瘤部位，极大的限制了其发挥肿瘤成像精确性和高效治疗的功能。因此，为提升癌症早期诊断及治疗的效率，提升纳米材料在肿瘤部位的积累量极其关键。

正常组织脏器和肿瘤部位生理微环境的差异为构建在肿瘤部位具有高积累量的纳米材料提供了思路。尤其基于两者的酸性差异，肿瘤部位具有一定的微酸性(pH 6.0-6.8)，正常组织脏器及血浆呈现中性(pH 7.2-7.4)，多种具有pH响应电荷翻转性能的表面基团被开发出，如：羧酸甜莱碱(Sundaram,H.S.；Ella-Menye,J.-R.；Brault,N.D.；eta1.Chem.Sci.,2014,5,200)、磷酰胆碱(Jin,Q.；Xu,J.-P.；Ji,J.；eta1.Chem.Commun.2008,26,3058)、和烷氧苯基酰磺酰胺等(Mizuhara,T.；Saha,K.；Moyano,D.F.；et a1.Angew.Chem.,Int.Ed.2015,54,6567)。经该种表面基团修饰的纳米材料可极大的提高其在癌细胞中的摄取，这也基于其pH响应电荷翻转性能，可在血浆及正常组织中保持中性，在肿瘤组织中由于质子化作用由中性转变为正电性。在这些表面基团中，烷氧苯基酰磺酰胺型的表面基团4-(1,1,1-三苯基-14,17,20,23,26-五氧杂-2-硫杂)苯磺酰基三甲胺丁酰盐(APAS)在肿瘤微酸性环境下(pH 6.0-6.8)足够的灵敏可实现电荷翻转。根据带正电的纳米颗粒与带负电的细胞膜之间的静电作用，可实现其在癌细胞及肿瘤部位的高量摄取。因此，可通过将该种具有电荷翻转功能的表面基团与纳米载体结合，通过纳米载体构建纳米诊疗体系以实现其在肿瘤处的高量摄取，以期实现癌症的早期精确诊断及高效治疗。

发明内容

本发明的目的是提供一种电荷翻转型两性离子功能化的¹³¹I标记聚乙烯亚胺包裹金纳米颗粒及其制备方法和应用，以超支化聚乙烯亚胺(PEI)作为载体，将金纳米颗粒包裹在其内部，并在其表面修饰具有pH响应电荷翻转性能的表面基团APAS和放射性核素¹³¹I，构建得到多种类型功能化的聚乙烯亚胺，使其拥有新型生物医学功能，具有良好的应用价值。

为了实现上述发明目的，本发明采用以下技术手段：

一种电荷翻转型¹³¹I标记的聚乙烯亚胺复合金纳米颗粒，包括金纳米颗粒，在所述金纳米颗粒外包裹有超支化聚乙烯亚胺；