[发明专利]一种纳米材料及其应用

说明书

本发明涉及纳米材料技术领域，尤其涉及一种纳米材料及其应用。本发明的纳米材料，包括纳米金棒AuNR、树枝状大分子聚氨基胺PAMAM、靶向多肽GX1和siRNA FAM172A。本发明通过制备金纳米棒，PAMAM分子进行巯基化改性，取代掉金纳米棒表面的CTAB分子，将金纳米棒包裹，同时，通过酰胺化反应，将PAMAM与靶向多肽GX1连接，PAMAM再通过正负电荷相互吸引与FAM172A结合(PAMAM带正电，FAM172A带负电)，整体形成纳米体系AuNR@PAMAM‑GX1/FAM172A，可有效靶向肠癌，通过光热/基因双重影响，达到治疗效果。

技术领域

本发明涉及纳米材料技术领域，尤其涉及一种纳米材料及其应用。

背景技术

结直肠癌是全世界最常见的胃肠道恶性肿瘤之一。它起源于结肠或直肠细胞的异常生长，具有侵袭或扩散到身体其他部位的能力。在全球癌症统计数据中，约有1360600例估计的结直肠癌新病例被临床诊断。复发、转移、化疗耐药和复发是大肠癌治疗中存在的问题。它们导致较高的死亡率和较低的存活率。肿瘤干细胞被认为与肿瘤的进展、复发、转移和治疗耐药有关。因此，肿瘤干细胞的鉴定对于寻找结直肠癌的治疗靶点和有用的预后标记物是至关重要的。

近年来，纳米粒子在生物医学领域的应用大大增加，等离子体光热疗法(PPT)已成为一种有效的、微创的选择性靶向杀伤肿瘤细胞的策略。PPT包括将等离子体纳米材料输送到癌细胞，在那里它们吸收光并将其转化为热，极大地提高纳米颗粒表面和局部肿瘤微环境的温度。Au纳米颗粒是研究最多的PPT材料之一，因为它们具有很强的光吸收性能，各种化学合成方法可以很好地控制大小和形状，并且它们的毒性相对较低。

金纳米结构的光学性质源于它们的局域表面等离子体共振(LSPR)，可以通过调整纳米颗粒的大小和形状很容易地进行调节。在近红外(NIR)区域合成具有LSPR带的纳米颗粒几何结构，包括纳米棒、纳米壳层、纳米笼和纳米棱柱，已经做了大量的工作，其中包括纳米棒、纳米壳、纳米笼和纳米棱柱。近红外吸收是非常理想的，因为生物组织，特别是水和血红蛋白，在电磁光谱的这一区域显示最小的光吸收，通常被称为“近红外(生物)窗口”。特别是，金纳米棒(AuNR)被认为是PPT的极好候选者，因为它们显示出固有的高吸收/散射比，这是高效光热转换的先决条件，并且它们的LSPR波段只需在合成过程中调整银含量即可轻松调节近红外吸收。

金纳米棒的制备通常采用“晶种生长”的方法，使用高浓度的十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为表面活性剂和稳定剂制备出均匀的金纳米棒颗粒。由于CTAB分子对细胞、蛋白质等生物分子具有生物毒性，而且很容易从金纳米棒颗粒表面脱离和重新结合，阻碍了金纳米棒与生物分子的偶联，限制了金纳米棒在生物检测和医学等领域的广泛应用。多次离心是除掉多余CTAB分子的常用方法，然而过度的离心将导致金纳米棒聚集。因此如何消除CTAB分子的影响，实现生物修饰是金纳米棒颗粒需要解决的关键科学问题。

且之前报道的治疗癌症的纳米材料大部分是单独的基因治疗、光热治疗或药物治疗，单一的治疗方法难免会有局限性，基因治疗存在转移效率不高的缺点，药物治疗存在肝脏毒性大的缺点，光热治疗也存在氧化应激的缺陷。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种纳米材料及其应用，通过光热与基因治疗两者相互结合，可有效靶向治疗肠癌。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：提供一种纳米材料，包括纳米金棒AuNR、树枝状大分子聚氨基胺PAMAM、靶向多肽GX1和siRNA FAM172A。

聚氨基胺(PAMAM)树枝状大分子纳米平台在抗癌药物递送、基因递送、和多模式成像等方面得到了广泛的研究。阳离子PAMAM树状大分子是一种应用比较普遍的siRNA载体。PAMAM不仅可以保护siRNA不被酶降解，还通过质子海绵效应促进内吞和内体分裂。PAMAM上具有大量氨基，既能通过改性将纳米粒子包裹，又可以通过酰胺化反应与多肽连接。