[发明专利]用于磁驰豫靶向测定癌细胞的磁性纳米微球的制备及应用

说明书

本发明公开了一种用于磁驰豫靶向测定癌细胞的磁性纳米微球的制备及应用。本发明通过一步合成法，以乙酰丙酮铁和双羧基聚乙二醇为原料，制备超顺磁性Fe₃O₄@PEG‑COOH纳米粒子；再以超顺磁性Fe₃O₄@PEG‑COOH纳米粒子、N‑羟基磺基琥珀酰亚胺、1‑乙基‑3‑[3‑二甲基氨基丙基]碳二亚胺盐酸盐为原料，通过碳二亚胺偶联法制备磁性纳米微球Fe₃O₄@PEG‑COOH。磁性纳米微球表面的抗体蛋白能与癌细胞膜上的受体结合从而实现特异性识别。通过原子磁力仪测定磁性纳米微球在脉冲磁场下磁驰豫的时间，实现对癌细胞地精准检测，检测速度快、检测精度高、检出限低，为癌症的早期诊断提供了新思路和新路径，具有广阔的医学应用前景。

技术领域

本发明属于纳米材料制造技术以及生物医学领域，涉及磁性纳米微球的制备方法及应用，尤其涉及用于磁驰豫靶向测定癌细胞的磁性纳米微球的制备方法及应用。

背景技术

随着社会经济的快速发展，大量污染物的排放造成严重的环境污染和生态资源破坏，使人类的生存环境和生命健康受到严重威胁，导致癌症的发病率持续上升。根据国际癌症研究中心(IARC)报告：全球2008年癌症新发病例为1266万，死亡病例为756万，占所有死亡人数的13％。未来几十年内，癌症发病人数仍将快速增长，预计2030年全球将有2136万癌症新发病例，死亡病例将达1315万。另据世界卫生组织2017年新公布的数据表明，每年有880万人死于癌症，主要集中在低收入和中等收入国家，可见癌症已经成为威胁人类生命健康的主要因素之一。同时根据世界卫生组织的报道，许多癌症病例诊断过晚，是癌症死亡率居高不下的重要原因。即使在具有良好的卫生系统和卫生服务设施的国家，许多癌症病例是在癌症晚期才得到诊断，治愈的希望很渺茫。

目前，临床已有多种用于癌症诊断技术，如：超声(Ultrasonic Imaging，US)、计算机断层扫描(ComputerTomography，CT)、磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging，MRI)、正电子发射型计算机断层显像(Position EmissionTomography，PET)、单光子发射计算机断层成像术(Single-Photon Emission Computed Tomography，SPECT)，但以上技术均有其不足之处。CT及US存在组织分辨率小、灵敏度低等问题；PET和SPECT对于血脑屏障破坏较轻、体积较小的肿瘤，诊断效果不佳；MRI虽然具有多参数成像、成像对比度高、无电离辐射等优点，但存在成像速度慢、检测条件苛刻、图像易受多种伪影影响，限制了其应用。此外，早期诊断与治疗仍然是癌症治疗技术没有攻克的难关。因此，开发一种灵敏度和准确度高的技术用于癌症早期诊断就显得非常迫切。

磁弛豫测量法(Magnetic RelaxometryMethods)作为一种新兴技术，是一种测量磁性纳米粒子在磁性脉冲下场衰变的方法。其检测方法可以简单概括为，通过脉冲磁场发生装置施加一个脉冲磁场，利用原子磁力仪测定注射在生物体内的磁性纳米微球的磁弛豫时间，从而对体内的癌细胞数量与分布情况作出判断。目前，磁弛豫测量法已被证明在活细胞和动物模型检测以及生物样品成像方面具有许多优点，与其相关应用也已多样化。例如，对移植排斥时T细胞的检测、血小板检测、白血病细胞检测以及乳腺癌细胞检测。该方法作为一种灵活诊断和成像的程序为各种疾病的治疗提供希望，磁弛豫测量法的优点包括高灵敏度、高对比度、不接触电离辐射或高磁场等。因此，在未来具有良好的发展前景。

要推动磁弛豫测量法应用于癌症早期诊断，就需要磁性纳米微球具有以下三个特点：1.超顺磁性以及较高的磁饱和强度，用于增强磁弛豫的信号强度；2.良好的生物相容性，使其不会产生生物毒性等副作用；3.较高的靶向性，能够特异性地识别癌细胞，用于主动靶向诊断。

发明内容