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核磁共振及光声显影的靶向性磁性纳米探针及制法和应用

阅读:1039发布:2020-07-14

专利汇可以提供核磁共振及光声显影的靶向性磁性纳米探针及制法和应用专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 提供了一种 核磁共振 及光声显影的靶向性 磁性 纳米探针 ,该探针通过对磁纳米颗粒进行氟 碳 功能化并连接了具有重量靶向性的 抗体 ,使得所得探针只产生一个高强度的F19 信号 ,并具有良好的 肿瘤 靶向性和 顺磁性 。本发明还提供了制备上述探针的方法及其在医学成像领域等方面的应用。,下面是核磁共振及光声显影的靶向性磁性纳米探针及制法和应用专利的具体信息内容。

1.一种核磁共振及光声显影的靶向性磁性纳米探针的制备方法,其特征在于,所述方法包括如下步骤:
(1)向磁纳米颗粒溶胶中加入混合硫醇溶液,室温下震荡反应完全,分离除去未反应试剂;所述混合硫醇溶液由物质A和物质B组成,物质A为丙炔基端基-四(乙二醇)己硫醇,物质B的结构式如式(Ⅰ)所示,
(2)将0.1mM3-叠氮基丙胺、1mM CuBr、1mM抗坏血酸钠和1mM三[(1-苄基-1H-1,2,3-三唑-4-基)甲基]胺的DMSO/溶液加入步骤(1)所得物中,DMSO/水溶液中DMSO与水的体积比为3:1,反应完全,分离除去未反应试剂;
(3)将步骤(2)所得物置于含肿瘤靶向性抗体的100mM EDC和25mM NHS的乙醇水溶液中,室温震荡反应完全,分离除去未反应试剂;所述肿瘤靶向性抗体包括Herceptin、Avasttin、Cyramza或Tecentriq;
(4)将步骤(3)所得物重分散于乙醇中,即得。
2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述磁纳米颗粒为金磁纳米颗粒。
3.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,所述金磁纳米颗粒是四化三为壳,金为核的核壳型金磁纳米颗粒。
4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,物质A与物质B的摩尔比为
1:1,所述物质A和物质B的浓度均为0.5mM。
5.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)中的反应时间为48小时。
6.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(2)中的反应时间为30分钟。
7.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(3)中的反应时间为2小时。
8.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述分离为磁分离。
9.由权利要求1-8任一项所述制备方法制备得到的核磁共振及光声显影的靶向性磁性纳米探针。
10.权利要求9所述的核磁共振及光声显影的靶向性磁性纳米探针在制备医学成像剂领域方面的应用。

说明书全文

核磁共振及光声显影的靶向性磁性纳米探针及制法和应用

技术领域

[0001] 本发明属于成像技术领域,具体涉及一种核磁共振及光声显影的靶向性磁性纳米探针及制备方法和应用。

背景技术

[0002] 在肿瘤的早期诊断中,用不同模式的成像技术来获取肿瘤的结构、代谢和生化信息是至关重要的。如核磁成像是临床常用的成像模式,它可以提供高质量生物体结构信息;光声成像技术以脉冲激光作为成像激发源,它是基于生物组织内部的光吸收差异,以超声作为信息载体的非电离化的新兴医学成像方法。多模成像可以提高医学诊断精度,采用核磁/光声双模成像有以下优势:核磁可以作为全身性的扫描,找出病变的可能区域,然后光声成像可以对可疑局域进行微细结构的成像。因此,发展多模式、多功能的纳米探针是非常必要的。
[0003] 传统19F-MRI显像用液态氟作为造影剂,有诸多缺陷:(1)全氟化合物可能在内脏器官(肝、脾、)内过度积累几个月或更长时间;(2)液态氟碳乳液体系本身是异质性的,不稳定,易在体内被破坏;(3)线性全氟碳分子由于分子的不对称性会产生多重F19信号,信号的分裂会降低信号强度并造成成像缺陷;(4)制备液态氟碳程序非常复杂。
[0004] 因此,本领域亟需寻求一种能够解决上述缺陷的方法。

发明内容

[0005] 针对现有技术的缺点,本发明的目的之一在于提供一种核磁共振及光声显影的靶向性磁性纳米探针的制备方法,该方法包括如下步骤:
[0006] (1)向磁纳米颗粒溶胶中加入混合硫醇溶液,室温下震荡反应完全,分离除去未反应试剂;所述混合硫醇溶液由物质A和物质B组成,物质A为丙炔基端基-四(乙二醇)己硫醇,物质B的结构式如式(Ⅰ)所示,
[0007]
[0008] (2)将0.1mM 3-叠氮基丙胺、1mM CuBr、1mM抗坏血酸钠和1mM三[(1-苄基-1H-1,2,3-三唑-4-基)甲基]胺的DMSO/(V/V,3:1)溶液加入步骤(1)所得物中,反应完全,分离除去未反应试剂;
[0009] (3)将步骤(2)所得物置于含肿瘤靶向性抗体的100mM EDC和25mM NHS的乙醇水溶液中,室温震荡反应完全,分离除去未反应试剂;所述肿瘤靶向性抗体包括Herceptin(乳腺癌)、Avasttin(结肠癌)、Cyramza(胃癌)或Tecentriq(膀胱癌)等);
[0010] (4)将步骤(3)所得物重分散于乙醇中,即得。
[0011] 优选的,所述磁纳米颗粒为金磁纳米颗粒,最好为四化三为壳,金为核的核壳型金磁纳米颗粒。
[0012] 步骤(1)中,物质A与物质B的摩尔比为1:1,所述物质A和物质B的浓度均为0.5mM。
[0013] 优选的,步骤(1)中的反应时间为48小时。
[0014] 优选的,步骤(2)中的反应时间为30分钟。
[0015] 优选的,步骤(3)中的反应时间为2小时。
[0016] 所述分离为磁分离。
[0017] 丙炔基端基-四(乙二醇)己硫醇的合成路线如图1所示,结合图1,其合成方法为:
[0018] (ⅰ)51mL三缩四乙二醇(100mmol)(反应物1),30mL THF和6mL 50%NaOH(38mmol)于三颈烧瓶中加热至100℃,恒温搅拌回流45min。加入9.6g 6-溴-1-己烯(20mmol),加热搅拌回流16h,得产物2的混合物。反应液冷却至室温,在搅拌条件下加入10%的盐酸,反应液颜色由橙红变为橙黄。产物用乙酸乙酯萃取后合并有机相,无水硫酸钠干燥,再用旋转蒸发仪脱溶并用柱色谱分离纯化(石油醚:乙酸乙酯=2:1),得到淡黄色油状产物2。
[0019] (ⅱ)将化合物2(1.38g,2.5mmol)溶于20mL干燥的CH2Cl2中。于浴条件下加入0.30gNaH(6.25mmol),搅拌30min后,再缓慢加入3-溴-1-丙炔(0.66g,2.75mmol),反应液在冰浴条件下继续搅拌2h后撤去冰浴,然后在室温条件下继续搅拌12h。反应得到的粗产物用乙酸乙酯萃取,饱和食盐水洗涤,合并有机相,无水Na2SO4干燥,旋转蒸发仪脱溶,得淡黄色的反应液。用柱色谱分离纯化(石油醚:乙酸乙酯=4:1),得淡黄色油状物3。
[0020] (ⅲ)向一50mL的二颈烧瓶中加入10mg AIBN,用真空抽成真空,通入氩气。用10mL注射器注入3.6mL甲醇和0.3g化合物3(300mmol)的混合溶液,再后用1mL注射器注入
0.22mL硫代乙酸(900mmol),室温下紫外光照引发并持续搅拌5h,得淡黄色混合产物。旋转蒸发脱溶,柱色谱分离纯化(石油醚:乙酸乙酯=3:1),得无色油状物4。
[0021] (ⅳ)将一50mL三颈烧瓶中加入0.3g化合物4,用真空泵抽成真空,通入氩气。后加入15mL 0.1M盐酸的甲醇溶液,油浴150℃,于恒温下搅拌回流4h,反应完毕后,向反应液中加入NaHCO3饱和溶液中和多余盐酸,乙酸乙酯萃取,无水硫酸钠干燥,脱溶。反应粗产物用柱色谱分离纯化(用纯乙酸乙酯淋洗),得无色透明的产物5。
[0022] 本发明的另外一个目的在于提供由上述方法制备得到的核磁共振及光声显影的靶向性磁性纳米探针。
[0023] 本发明所得的氟碳功能化磁复合纳米体系由于集合了单一组份各自独特的理化性质并能起到协同效果而具有优异的磁学和光学等性能,具有较优异的磁共振成像(MRI)和光声成像造影能。本发明探针只产生一个高强度的F19信号(图3),解决了液态氟碳分子中F19信号分裂和MRI成像缺陷的问题。
[0024] 当磁纳米粒子为金磁纳米粒子时,本发明发展了一种具有靶向性的超顺磁氟碳功能化金磁复合纳米作为核磁和光声双模成像的探针。金磁复合纳米粒子具有超顺磁性,可以增强横向弛豫时间(T2),增强T2序列的核磁成像对比度。该纳米粒子同时具有光学吸收性质,可以增强光声信号。在其表面修饰特异性抗体后,使得本发明探针对特定肿瘤细胞具有选择靶向性。所得探针可以同时用于靶向特定细胞的核磁和光声对肿瘤细胞成像。
[0025] 本发明的另外一个目的在于提供上述核磁共振及光声显影的靶向性磁性纳米探针在医学成像领域方面的应用。
[0026] 本领域人员容易知晓,因为本发明的基材为纳米颗粒,其还可以在生物医药领域如药物的装载与释放上进行应用。
[0027] 本发明的有益效果:
[0028] 本发明所得探针在体内稳定,只产生一个高强度的F19信号,具有良好的肿瘤靶向性和顺磁性;本发明探针的制备方法简单,具有良好的应用前景。附图说明
[0029] 图1为丙炔基端基-四(乙二醇)己硫醇的合成路线示意图;
[0030] 图2为本发明探针示意图;
[0031] 图3为本发明探针的19F NMR谱图。

具体实施方式

[0032] 下面通过实施例对本发明进行具体描述,有必要在此指出的是以下实施例只是用于对本发明进行进一步的说明,不能理解为对本发明保护范围的限制,该领域的技术熟练人员根据上述发明内容所做出的一些非本质的改进和调整,仍属于本发明的保护范围。
[0033] 实施例1
[0034] 金磁复合纳米按照文献[Dong W,Li Y,Niu D,et al.Facile synthesis of monodisperse superparamagnetic Fe3O4core@hybrid@Au shell nanocomposite for bimodal imaging and photothermal therapy[J].Advanced Materials,2011,23(45):5392-5397.]报道方法合成。
[0035] 在1mL金磁复合纳米溶胶中加入混合硫醇溶液(HS-OEG-CH/HS-F27=1:1,最终总浓度为1mM),室温震荡反应48h。磁分离洗涤以除去未连接上的试剂分子。然后通过叠氮-炔“点击”化学反应在金磁复合纳米表面的炔基上连接活性基团基。将3-叠氮基丙胺(0.1mM),CuBr(1mM),抗坏血酸钠(1mM),三[(1-苄基-1H-1,2,3-三唑-4-基)甲基]胺(1mM)的DMSO/水(V/V,3:1)溶液超声震荡10min混匀,加入HS-OEG-CH/HS-F27混合硫醇功能化的金磁复合纳米溶胶,反应30min。反应完毕后磁分离洗涤以除去未连接上的试剂分子。通过EDC/NHS桥联作用,在硫醇修饰的金磁复合纳米上进一步修饰特异性抗体。将步骤3制备的功能化金磁复合纳米分散在含3mg/mLHerceptin抗体,100mM EDC,25mM NHS的水-乙醇溶液中,室温下振荡反应2h。EDC和NHS在水溶液中易失活,一定要现配,在10min内使用。反应完成后,磁分离洗涤多次除掉未连接的过量试剂,最后重新分散于一定体积乙醇中,储存于4℃冰箱中备用。
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