[发明专利]一种集光声成像和包载药物一体化的液态金属纳米探针及其制备方法

说明书

本发明公开了一种集光声成像和包载药物一体化的液态金属纳米探针及其制备方法。所述制备方法通过将液态金属与单宁酸水溶液混合后进行超声处理，取上层液体，进一步通过温和离心纯化，以去除相对较大的颗粒；接着，将药物制剂与上述液态金属纳米颗粒混合，即得载药液态金属纳米探针。本发明所述载药液态金属纳米探针对肿瘤进行原位注射，使其均匀分布在肿瘤部位，在激光照射下，载药液态金属纳米探针会发生溶胀变形，药物从纳米探针表面释放，光热治疗与化疗联合治疗，双管齐下，消灭肿瘤。

技术领域

本发明涉及生物医学纳米材料领域，具体涉及一种集光声成像和包载药物一体化的液态金属纳米探针和应用。

背景技术

癌症是威胁人类生命健康的一大杀手。目前，肿瘤的诊断方法主要包括活组织检查、实验室检查、病理切片检查和核磁共振(MRI)四种方式，治疗方法从手术发展出化疗、放疗、热疗等多种治疗手段。最近有很多研究集中了诊断和治疗两个分开的过程于同一个纳米探针，从而构建出诊疗一体化的纳米平台。纳米探针是纳米科学与生物、物理、化学等技术多学科交叉融合的产物，具有良好的生物相容性和稳定性，可进行多功能修饰和包载抗肿瘤药物，在成像分析、药物递送和癌症诊疗等方面展现出巨大潜力。

液态金属是同时拥有金属特性和流体易流动的一种新型材料，其中室温下的液态金属镓铟锡合金(galinstan，68wt％Ga，22wt％In，10wt％Sn)不仅拥有传统金属的特性包括优良的导电、导热等性能，还拥有高柔性、可塑造性、低毒性和良好的生物相容性。但是，液态金属表面张力和密度都比较大，很难分散成纳米级别的小颗粒。因此，目前液态金属的研究难点主要集中在使用简单的手段将其分散成稳定的纳米粒子以及进一步的表面功能化，功能化后的液态金属纳米粒子将能更好地应用到生物医学领域中。

光声成像是通过脉冲激光或调制光照射生物组织，吸收的光能完全或者部分地转化为热能，从而发生热弹性膨胀而产生压力波，压力波在生物组织中会以超声形式传输，最后通过信号转换器转换得到图像。光声成像所需的造影剂分为内源性造影剂和外源性造影剂。内源性造影剂是生物组织中的固有成分包括血红蛋白、黑色素、水等；外源性造影剂主要包括有机小分子材料、高分子纳米材料、无机非金属纳米材料和金属纳米材料等。造影剂改变了生物组织局部的光学和声学性质，提高对比度和分辨率，可应用于肿瘤组织、脉管、脑组织等非侵入性的实时成像中，也被应用到活性氧(ROS)、pH值、金属离子等传感中。因此，开发具有生物相容性、高分辨率、高穿透深度的光声成像造影剂具有重要意义。

单宁酸是一种绿色、安全的天然多酚类物质，其化学结构是由葡萄糖核心通过可水解的酯键共价连接没食子酸基组成。在中性条件下，单宁酸因带有大量没食子酰基而呈现电负性，因此其可通过静电相互作用与带正电的物质结合。同时，单宁酸结构中大量的芳香环能够促进其与疏水分子的相互作用。根据单宁酸的结构特征，其被认为能够广泛地与不同基团的分子相连，具有修饰纳米颗粒表面的巨大潜力，从而控制纳米粒子与特定细胞的相互作用或为其提供附加功能，例如可包覆有小分子、合成聚合物、蛋白质、多糖以及各类药物。

现有技术中，光声成像和载药诊疗通常都是单独实现，鲜有能够实现光声成像和载药构建诊疗一体化的纳米探针。为了实现液态金属纳米粒子在生物医学纳米材料领域更广泛的应用，希望结合光声成像和载药构建诊疗一体化的纳米探针，对癌症临床检测和治疗具有一定的应用前景。

发明目的

本发明的目的就是从现有技术的不足出发，旨在提供一种集光声成像和包载药物一体化的液态金属纳米探针及其制备方法。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供了一种集光声成像和包载药物一体化的液态金属纳米探针的制备方法，包括如下步骤：

步骤一、将液态金属(1)与单宁酸水溶液(2)混合后进行超声处理，取上层液体，接着，通过温和离心纯化，去除微米尺寸的颗粒，得到液态金属的纳米颗粒；