一种用于肿瘤成像与治疗的金纳米花的制备
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于肿瘤成像与治疗的金纳米花的制备方法，具体涉及一种多巯基高分子聚合物原位修饰金纳米花，同时负载近红外荧光成像分子和抗肿瘤药物的制备技术，用于肿瘤成像和光热治疗与化疗相结合的肿瘤治疗。本发明属于纳米生物医药材料领域。
【背景技术】
[0002]近年来，恶性肿瘤(癌症)已成为危害人类健康的重大疾病之一。对癌症诊断与治疗已经成为现代医学研究的一大热点。光学成像具有非侵袭性、实时、分辨率高等优点而广泛应用于肿瘤研究领域，可对肿瘤进行早期诊断。近红外荧光成像是用特定波长的红光激发荧光染料，使其发出波长长于激发光的近红外荧光，应用于近红外荧光成像设备来检测肿瘤的病理状态。由于在近红外区域，近红外光源能在生物组织内达到最大穿透深度，且受生物体的自发荧光背景影响较小，因此，近红外荧光成像在肿瘤研究领域具有巨大潜力，对于肿瘤的早期诊断、治疗具有重要的意义。
[0003]目前，对癌症的临床疗法主要依赖于放疗、化疗以及手术治疗，这些方法在一定程度上减轻了病人的痛苦，但也都存在一定的局限性，使得最终病人的癌症治愈率较低。纳米技术与现代医学的不断融合，形成了纳米医学这样的交叉学科，其潜在的应用涉及疾病的诊断、监测和治疗等方面。利用纳米载体负载化疗药物，能够降低化疗药物对人体正常组织和细胞的损伤，降低毒副作用。同时，提高了药物分子在体内的长循环时间，提高了药物的生物利用率。金纳米粒子由于具有较好的生物相容性，且具有特殊的光学及电学特性，作为纳米载体应用于抗肿瘤药物的输送具有其独特的优势。光热疗法是利用具有较高光热转化效率的材料聚集到肿瘤部位，并在外部光源(一般为近红外光)的照射下将光能转化成热能来杀死肿瘤细胞的一种治疗方法。金纳米花在近红外区具有表面等离子共振特性，通过近红外光的照射后，能够产生过高热，从而达到杀死肿瘤细胞的目的。但是，金纳米花在某些生理条件下不稳定，易发生团聚，因此，一般采用亲水性较好的聚合物对其进行后修饰。亲水性聚合物修饰后的金纳米花表面具有更多的官能团，便于进一步修饰，实现金纳米花的功能化。但这种聚合物后修饰的方法，不利于控制金纳米花的尺寸及其分布。
[0004]因此，构建以纳米金花为载体实现肿瘤部位的近红外荧光成像，同时实现化疗药物分子在肿瘤细胞内的可控释放，并结合光热疗法实现肿瘤联合治疗，对于肿瘤的早期诊断、治疗具有重要的实际临床意义。
【发明内容】
[0005]本发明针对以上情况，为克服现有技术的不足，将多巯基亲水性聚合物原位修饰金纳米花，亲水性聚合物同时连接近红外荧光成像分子和抗肿瘤药物的制备方法。该方法通过控制不同的反应条件制备不同尺寸的金纳米花，通过巯基在其表面原位修饰亲水性聚合物，并通过巯基与琥珀酰亚胺的反应在亲水性的聚合物上选择性连接不同的近红外荧光成像分子，通过刺激响应性的酰腙键将不同数量的抗肿瘤药物连接到金纳米花表面，从而得到具有肿瘤靶向的光热疗与化疗相结合的金纳米花。该金纳米花具有肿瘤近红外荧光成像功能且稳定性好、生物相容性好等特点。所得的产物能满足临床应用的需求。
[0006]为实现这样的目的，在本发明的技术方案中，将氯金酸(HAuC14)配成水溶液，通过抗坏血酸(AA)和多巯基亲水性聚合物共同作用制备表面亲水性聚合物修饰的纳米金花。进一步地，以巯基与琥珀酰亚胺的化学反应将不同近红外荧光成像分子与纳米金花表面的聚合物连接，通过刺激响应性的酰腙键将抗肿瘤药物与纳米金花表面的聚合物连接，即可得到具有肿瘤靶向性的光热疗法与化学疗法相结合的用于肿瘤成像、治疗的纳米金花。
[0007]—种用于肿瘤成像与治疗的金纳米花的制备方法，其特征在于，包括以下步骤:
(1)肿瘤近红外成像纳米金花的制备:
将一定量的HAuC14溶解于10 mL水中，配成HAuCl 4水溶液，将多巯基亲水性聚合物溶于水配成溶液后，逐滴加入到HAuC14的水溶液中，搅拌30分钟后，加入10 mM抗坏血酸，抗坏血酸与HAuC14的摩尔比为1.5:1-5:1，抗坏血酸与多巯基亲水性聚合物的摩尔比为10:1-2:1 ;然后，将末端为琥珀酰亚胺修饰的近红外成像荧光分子加入到上述溶液中，多巯基亲水性聚合物与琥珀酰亚胺修饰的近红外成像荧光分子的摩尔比为10:1-20:1，反应物被还原后，得到纳米金花溶液a ;
(2)负载抗肿瘤药物的肿瘤成像纳米金花的制备:
在5 mL上述纳米金花溶液a，加入一定量的水合肼，将亲水性聚合物末端的酯基还原成酰肼，将反应后的溶液以800转/分的转速离心三次后，除掉上清液，将纳米金花重新分散在二甲基亚砜(DMS0)中，加入抗肿瘤药物阿霉素，抗肿瘤药物阿霉素与亲水性聚合物末端的酰肼基团摩尔比为完全溶解后，室温下搅拌24小时；将抗肿瘤药物阿霉素通过酰腙键连接到纳米金花表面，将反应后的溶液，以800转/分的转速离心三次后，除掉上清液，再用水洗涤三次后，离心，得到负载抗肿瘤药物的肿瘤成像纳米金花b。
[0008]所述的多巯基亲水性聚合物可以为线性、梳状、星状、支化及超支化结构的PEG中的一种，且PEG —端为硫辛酸修饰，另一端为甲酯基或乙酯基末端。
[0009]所述的纳米金花尺寸在50-200 nm之间。
[0010]所述的纳米金花在紫外-可见吸收光谱中，吸收峰值在600-900 nm之间，近红外波长的激光照射后能够迅速升温发热，达到光热疗法治疗肿瘤的目的。
[0011]所述的肿瘤近红外荧光成像分子可以为碳菁染料(Cy3、Cy5、Cy5.5、Cy7)、方酸衍生物、含四吡咯基团的近红外荧光染料、咕吨类、噻嗪类或者嗯嗪类近红外荧光染料、二氟化硼-二吡咯甲烷荧光染料中的一种。
[0012]所述的抗肿瘤药物为阿霉素。
[0013]所述的酰腙键在肿瘤细胞酸性环境下可发生断裂，实现抗肿瘤药物阿霉素的可控释放。
[0014]本发明的优点在于:
(1)本发明将氯金酸水溶液、多巯基亲水性聚合物和近红外荧光成像分子配成混合溶液，通过抗坏血酸一步还原得到多巯基亲水性聚合物修饰的肿瘤成像纳米金花。所用原料生物相容性好，具有较高的生物安全性。
[0015](2)本发明制备的肿瘤成像纳米金花可进行光热治疗与化疗相结合的肿瘤治疗。
[0016](3)本发明中的制备方法工艺简单，可操作性强，能进一步满足生产和应用。
【附图说明】
[0017]图1为代表性的所制备的肿瘤成像与治疗相结合的金纳米花的透射电子显微镜图。
【具体实施方式】
[0018]以下通过具体的实施例对本发明的技术方案作进一步描