[发明专利]一种DNA功能化PBNPs纳米酶制备方法和在靶向光热治疗剂制备中的应用

说明书

本发明公开了一种DNA功能化PBNPs纳米酶及制备方法和在靶向光热治疗剂制备中的应用。该DNA功能化PBNPs纳米酶由DNA适配体通过配位络合修饰在普鲁士蓝纳米粒子上构成，其具有光热治疗和靶向能力，克服了现有PBNPs纳米颗粒在光热治疗过程中没有高特异性靶向性的缺点，同时DNA功能化PBNPs纳米酶相对PBNPs还具有更强的类酶催化活性，能够催化癌细胞内产生更多的活性氧，以此达到肿瘤消融的目的，该纳米酶实现了多种治疗方式优劣互补，可以达到更好的治疗效果。

技术领域

本发明涉及一种靶向光热治疗剂，特别涉及一种DNA功能化PBNPs纳米靶向光热治疗剂，还涉及其制备方法和在靶向光热治疗剂制备中的应用，属于纳米生物医药材料技术领域。

背景技术

癌症是目前世界上死亡率最高的疾病，而肺癌是发病率和死亡率增长最快，对人群健康和生命威胁最大的恶性肿瘤之一。传统的癌症治疗方法包括放疗、化疗和手术，均具有明显的毒副作用或局限性。在过去的几年中，光热疗法已成为癌症的一种前瞻性辅助治疗。当近红外激光激发与癌变区域的光致加热材料相结合时，可以在高温(42℃)下杀死普通肿瘤细胞，从而治愈癌症，同时，光热疗法是一种针对癌症治疗的靶向和非侵入性治疗干预。为了达到这个目的，已经开发了多种具有光热转换能力的纳米粒子用于癌症的光热消融，并取得了令人鼓舞的成果。然而，光热转化纳米制剂的生物安全性仍然是其未来临床应用的主要关注点。

由于天然酶具有成本高、易变性等缺陷，而受天然酶和纳米材料启发的纳米酶变得越来越重要。已知各种低成本且稳定的分子人工酶，例如金属配合物、卟啉、聚合物、超分子和生物分子。然而，这些人工酶的有限催化活性阻碍了它们的广泛应用。随着纳米技术的发展，纳米酶引起了人们的极大关注。与天然酶相比，纳米酶具有成本低、稳定性好、易于修饰等优点。纳米酶可以通过控制形态和大小来调节其催化活性，从而在更广泛的应用中替代天然酶。已经发现了不同的基于纳米材料的人工酶，包括金属氧化物、单金属纳米材料、碳基纳米材料和其他材料。然而，这些纳米材料临床应用的主要障碍是它们未经证实的生物安全性。PBNPs是被美国食品与药物管理局批准用于铊解毒的药物，具有良好的生物相容性和低毒性，同时，PBNPs中Fe²⁺和Fe³⁺之间的价电荷转移，在650～900nm的近红外区具有较高的光吸收能力，可以通过光热治疗产生毒性热来清除癌细胞。已有研究发现，生物低毒性的PBNPs具有高过氧化物酶模拟活性(Karyakin A A,Karyakina E E.Prussian Blue-based`artificial peroxidase'as a transducer for hydrogen peroxidedetection.Application to biosensors[J].SensorsActuators B Chemical,1999,57(1-3):268-273.)，作为天然酶的替代品在治疗、生物传感和环境修复方面受到了广泛关注。在H₂O₂存在下PBNPs能催化无色3,3,5,5-四甲基联苯胺(TMB)氧化生成强烈蓝色产物，具有高信号放大和良好稳定性的催化活性。由于PBNPs在人体血液和血清中的生物安全性以及它们在生物环境中的高细胞摄取，PBNPs已成为各种生物医学应用的有希望的候选者。在这种情况下，PBNPs已被确定为用于癌症治疗的新一代近红外光驱动的光热转换剂。然而，单独的光热治疗效率有限，因为它不能完全抑制肿瘤。

发明内容

针对现有技术存在的缺陷，本发明的第一个目的是在于提供一种DNA功能化PBNPs纳米酶，该纳米酶具有光热治疗和靶向能力，克服了现有PBNPs纳米颗粒在光热治疗过程中没有高特异性靶向性的缺点，同时相对PBNPs还具有更强的类酶催化活性，能够催化癌细胞内产生更多的活性氧，以此达到肿瘤消融的目的，该纳米酶实现了多种治疗方式优劣互补，从而达到更好的治疗效果。

本发明的第二个目的是在于提供一种DNA功能化PBNPs纳米酶的制备方法，该方法利用亲水性PBNPs与适体DNA通过磷酸骨架与铁离子之间的化学络合作用得到适配体DNA功能化的PBNPs，该制备方法简单，条件温和，成本低，有利于大规模生产。