[发明专利]一种细胞核靶向上转换荧光探针及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种细胞核靶上转换荧光探针及其制备方法和应用，所述荧光探针为壳核结构，其中，所述荧光探针的内核为稀土离子掺杂的上转换荧光纳米颗粒，所述荧光探针的外壳为介孔氧化硅包裹层；所述介孔氧化硅包裹层的介孔中装载有化疗药物，所述介孔氧化硅包裹层外表面嫁接细胞核靶向配体。本发明提出的荧光探针不仅能够通过介孔氧化硅层的介孔孔道装载化疗药物并靶向输送至细胞核，还能够通过稀土离子掺杂的上转换荧光纳米颗粒UCNPs实现NIR‑vis、NIR‑NIR上转换荧光成像，利用稀土离子掺杂的上转换荧光纳米颗粒具有较高灵敏度和皮肤组织穿透深度的特点，实现细胞核靶向输运和上转换荧光示踪定位。

技术领域

本发明属于生物医学影像材料技术，具体涉及一种细胞核靶向上转换荧光探针及其制备方法和应用。

背景技术

众所周知，只有药物进入细胞核并且破坏核内的DNA，才能真正杀死癌细胞，目前相关领域内已经提出多种具有细胞核靶向功能的药物载体，用于将化疗药物直接运输至细胞核内。此外，高效的细胞核靶向输运离不开精确的影像示踪观察，目前，通常借助影像技术(荧光、PET、CT扫描、磁共振成像等)实时跟踪观察药物载体的细胞核靶向输运。但是，CT和MRI成像虽然具有很高的空间分辨率，但灵敏度较低；荧光影像虽然具有很高的灵敏度，但空间分辨率较低、组织穿透深度较浅。

因此，亟待开发一种具有细胞核靶向功能且组织穿透力强的荧光探针，便于全方位观察药物载体靶向进入细胞核。

发明内容

发明目的：本发明旨在提供一种细胞核靶向上转换荧光探针及其制备方法和应用，实现针对恶性肿瘤的细胞核靶向输运和上转换荧光影像精确定位。

发明内容：为实现上述目的，本发明提出以下技术方案：

一方面，本发明提出一种细胞核靶向上转换荧光探针，所述荧光探针为粒径小于50nm的壳核结构，其中，所述荧光探针的内核为稀土离子掺杂的上转换荧光纳米颗粒，所述荧光探针的外壳为介孔氧化硅包裹层；所述介孔氧化硅包裹层的介孔中装载有化疗药物，所述介孔氧化硅包裹层外表面嫁接TAT多肽作为细胞核靶向配体。

所述荧光探针以稀土离子掺杂的上转换荧光纳米颗粒UCNPs作为内核，可以用于NIR-vis、NIR-NIR上转换荧光成像，具有较高的灵敏度和皮肤组织穿透深度；所述荧光探针中介孔氧化硅层的介孔孔道用于装载化疗药物，从而实现诊疗一体化；介孔氧化硅层外表面嫁接的细胞核靶向配体赋予了荧光探针靶向细胞核输运功能，从而实现细胞核靶向输运和上转换荧光示踪定位。

另一方面，本发明还提出一种制备所述细胞核靶向上转换荧光探针的方法，包括步骤：

S1、制备稀土离子掺杂的上转换荧光纳米颗粒；

S2、用盐酸对所述上转换荧光纳米颗粒进行亲水改性；

S3、对进行亲水改性后的上转换荧光纳米颗粒进行介孔氧化硅层包裹；

S4、在所述介孔氧化硅层外表面嫁接细胞核靶向配体：先利用氨基羧基结合反应，对细胞核靶向配体进行氨基硅烷修饰；然后基于硅羟基键结合的原理，将进行氨基硅烷修饰后的配体通过共价键结合的形式嫁接于介孔氧化硅层的外表面，得到所述细胞核靶向上转换荧光探针。

对于所述制备方法，以下还提供了若干可选方式，但并不作为对上述总体方案的额外限定，仅仅是进一步的增补或优选，在没有技术或逻辑矛盾的前提下，各可选方式可单独针对上述总体方案进行组合，还可以是多个可选方式之间进行组合。

可选的，所述步骤S3中，对进行亲水改性后的上转换荧光纳米颗粒进行介孔氧化硅层包裹的具体步骤为：将进行亲水改性后的上转换荧光纳米颗粒溶于水，并加入表面活性剂CTAC作为造孔剂，加入TEA作为催化剂，再加入硅源TEOS，整个过程在80度水浴中进行，反应1～2h后，离心收集样品，最后分散在去离子水中，得到介孔氧化硅层包裹的上转换荧光纳米颗粒。