[发明专利]一种诊疗一体化锰氧化物蛋白纳米粒及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了诊疗一体化锰氧化物蛋白纳米粒及其制备方法与应用。本发明首次采用一步制备方法，成功制备了锰氧化物蛋白纳米粒，制得的纳米粒分散均匀、粒径均一；纳米粒具有酸性、还原环境双重响应特性，诱导其弛豫系数指数级提升至7.8 mM^‑1 s^‑1；同时，纳米粒可激活先天免疫通路、诱导光热效应，使其具有肿瘤的光热治疗、免疫治疗等肿瘤治疗功能。本发明提供的锰氧化物蛋白纳米粒的显著优势在于制备工艺简便、尺寸均一、粒径可控、生物相容性良好、肿瘤靶向性高、造影性能强、治疗模式多样等特点，为高效的肿瘤治疗及精确的肿瘤诊断奠定了基础。

技术领域

本发明属于生物医药技术，具体涉及一种锰氧化物蛋白纳米粒及其制备方法与应用。

背景技术

癌症严重威胁着人类的生命与健康，是世界范围内最致命的疾病之一，其发病率和死亡率呈逐年上升趋势。近年来，随着纳米技术的发展，越来越多的科研工作者将其应用于肿瘤的治疗和监测，并取得了一些突破性的进展，这其中就包括开发了一些具有光转换效应、磁共振成像及免疫治疗药物的纳米载体等诸多纳米药物体系。这些药物体系可以利用显著的光转换行为，通过近红外激光的照射诱导高效肿瘤光热、光动力治疗；同时，还可以利用磁性元素如锰等通过高分辨率和软组织对比度的磁共振成像实现肿瘤的可视化，从而指导肿瘤的治疗。因此，构建具备诊疗一体化功能的纳米药物，对于提升肿瘤治疗精准度和有效性具有明显的优势。然而，现阶段多通过化学偶联或共包载等方式实现治疗药物和影像探针在载体中的共负载，但这些纳米药物常存在难以有效包载、制备工艺复杂、使用非药用辅料、不同药物间相互作用等缺点，导致其临床应用受到明显限制。

由于其结构和形貌在一定程度上的可调控特性、独特的物理及化学特性以及出色的造影性能，锰氧化物纳米材料（MONs）及其衍生物在磁共振成像、生物传感、药物/基因传递和肿瘤治疗中的应用引起了越来越多的关注。现阶段锰氧化物纳米药物多采用水热法、高温油相分解法等策略制备合成，该方法制备步骤繁琐、形貌结构及尺寸不易控制，往往还需要进行表面修饰处理，以提升其亲水性和生物相容性，阻碍了锰氧化物纳米材料在生物学上的实际应用。因此，在本领域，亟需开发一种具有临床应用前景、肿瘤靶向性的新型锰氧化物蛋白纳米粒，发挥诊疗一体化功能，实现肿瘤精准成像和高效治疗。

发明内容

本发明的目的在于提供一种锰氧化物蛋白纳米粒及其制备方法和应用，以简单的制备方法得到的锰氧化物蛋白纳米粒具有优异的成像性能，纳米粒弛豫系数在酸性、还原环境作用下从0.6～1.4 mM^-1 s^-1提升至3.5～7.8 mM^-1 s^-1；尤其是出乎意料的提升了免疫激活能力。

本发明采用以下技术方案：

一种诊疗一体化锰氧化物蛋白纳米粒，所述诊疗一体化锰氧化物蛋白纳米粒包括锰氧化物与蛋白质。优选的，所述诊疗一体化锰氧化物蛋白纳米粒由锰氧化物与蛋白质组成；得到的诊疗一体化锰氧化物蛋白纳米粒的载药量为1%～50%，载药量是指纯化后样品中，锰氧化物质量/（锰氧化物质量+蛋白质质量）。

本发明采用蛋白质作为纳米反应器，通过在蛋白空腔中诱导氧化还原反应（如锰酸根离子与氨基酸残基等），使锰氧化物在蛋白质内腔中可控生长，从而制得锰氧化物蛋白纳米粒。与传统纳米载体包载药物不同，本发明采用水相一步法构建了生物相容性良好、双重响应特性、尺寸精确可调的锰氧化物蛋白纳米粒。本发明提供的锰氧化物蛋白纳米粒的显著优势在于制备工艺简便、尺寸均一、粒径可控、生物相容性良好、肿瘤靶向性高、造影性能强、治疗模式多样等特点，为高效的肿瘤治疗及精确的肿瘤诊断奠定了基础。

本发明提供了上述诊疗一体化锰氧化物蛋白纳米粒的制备方法，包括以下步骤：将锰盐水溶液与蛋白质水溶液混合得到混合液，调节混合液pH值至4～12，反应后纯化，得到锰氧化物蛋白纳米粒。