[发明专利]基于金纳米棒多功能探针的核素‑切伦科夫发光‑CT多模成像方法

摘要

本发明公开了一种基于金纳米棒多功能探针的核素‑切伦科夫发光‑CT多模成像方法，将68Ga‑AuNRs‑RGD多功能分子探针应用于多模态分子成像领域。荷瘤小鼠尾静脉注射68Ga‑AuNRs‑RGD多功能分子探针，PET/CT成像系统进行核素‑CT成像，CLI/CT系统进行切伦科夫发光‑CT成像，然后以PET/CT图像作为源图像，以CLI/CT图像作为目标图像，通过灰度配准进行融合，得到了68Ga‑AuNRs‑RGD多功能分子探针的核素‑切伦科夫发光‑CT多模态成像显示图。本发明将将68Ga‑AuNRs‑RGD多功能分子探针应用于多模态分子成像，具有增加光学信号强度、提高成像分辨率、提高成像深度等优点，同时68Ga‑AuNRs‑RGD多功能分子探针具有分散性良好、毒性低、活细胞膜通透性高等特点。

主权项

一种用于核素‑切伦科夫发光‑CT多模成像的探针的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：步骤1，金纳米棒多功能分子探针的制备步骤1.1，制备金纳米棒(AuNRs)：将十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)和氯金酸混合，加入硼氢化钠，快速搅拌，得到晶种；然后向含有硝酸银、氯金酸、CTAB和抗坏血酸的晶种生长液中加入所得晶种，静置得到特定长径比的金纳米棒；步骤1.2，制备68Ga‑AuNRs‑RGD多功能分子探针：采用精氨酸‑甘氨酸‑天冬氨酸(RGD)三肽序列的小分子肽和放射性同位素68Ga来标记金纳米棒；首先将过量不同平均分子量的双官能团聚乙二醇(OPPS‑PEG‑NHS)连接剂分别与精氨酸‑甘氨酸‑天冬氨酸(RGD)和1,4,7,10‑四氮杂环十二烷‑1,4,7,10‑四羧酸(DOTA)混合，室温下过夜，形成稳定的连接剂OPPS‑PEG‑RGD和OPPS‑PEG‑DOTA；然后将两种连接剂OPPS‑PEG‑RGD和OPPS‑PEG‑DOTA与所述金纳米棒以摩尔比2500:2500：1的比例混合，通过邻二硫吡啶基(OPSS)的结合，RGD和DOTA稳定连接在金纳米棒表面；最后，以一定的比例向放射性同位素68Ga加入RGD和DOTA稳定连接的金纳米棒结合体，混匀，反应20分钟，制得68Ga‑AuNRs‑RGD多功能分子探针；步骤2，对68Ga‑AuNRs‑RGD多功能分子探针进行性能检测步骤2.1，68Ga‑AuNRs‑RGD多功能分子探针稳定性测试：将相同浓度的68Ga‑AuNRs‑RGD多功能分子探针和金纳米棒分别重悬到等量的10％的NaCl溶液中，然后进行UVs光谱检测，比较两者的稳定性差异；步骤2.2，68Ga‑AuNRs‑RGD多功能分子探针荧光量子效率及体外受体结合分析首先，测定68Ga‑AuNRs‑RGD多功能分子探针的切伦科夫光量子效率：比较不同68Ga放射性活度下同一浓度68Ga‑AuNRs‑RGD多功能分子探针的切伦科夫信号光量子效率，优化试验参数，获得发光效率最优化的荧光增强型68Ga‑AuNRs‑RGD多功能分子探针；其次，测定68Ga‑AuNRs‑RGD多功能分子探针的生物学性能：采用68Ga标记的AuNRs‑RGD分子探针作为放射性配体，未标记的AuNRs‑RGD分子探针为非标记配体，分析对αvβ3受体表达阳性的胶质瘤U87细胞进行受体配体结合试验；将两种配体与悬浮细胞结合，检测他们的放射性剂量和发光效率；步骤3，荷瘤裸鼠动物模型建立体外培养胶质瘤U87细胞，于裸鼠右肩处皮下注射肿瘤细胞若干个，构建皮下肿瘤模型，待2‑3周后进行后续步骤的操作；步骤4，68Ga‑AuNRs‑RGD多功能分子探针的多模态成像：步骤4.1，PET/CT图像数据采集采用PET/CT成像系统对荷瘤裸鼠进行PET/CT数据采集，小鼠尾静脉注射68Ga‑AuNRs‑RGD多功能分子探针之后在不同的时间点进行PET/CT扫描，得到不同时间点的PET/CT双模图像数据；步骤4.2，CLI/CT图像数据采集采用CLI/CT成像系统对所述荷瘤裸鼠进行CLI/CT数据采集，小鼠尾静脉注射68Ga‑AuNRs‑RGD多功能分子探针之后在不同的时间点在密闭的暗环境下获得多个光谱、多个视角小动物体表的切伦科夫发光信号和CT图像数据；步骤4.3，PET/CT、CLI/CT图像数据融合：将所述步骤4.2中得出的CLI/CT图像作为目标图像和步骤4.1中得出的PET/CT图像作为源图像，经过图像去噪、增强等预处理，图像分割进行特征提取，互信息图像配准，基于图像像素的图像融合，得到68Ga‑AuNRs‑RGD多功能分子探针靶向的肿瘤区域的PET‑CLI‑CT多模态成像显像图。