专利名称：生物共轭的纳米结构、其制造方法、和其使用方法
技术领域：
本公开通常涉及纳米结构，更具体地涉及生物共轭的纳米结构。
背景技术：
近来的研究*已经显示，纳米尺寸的半导体^L粒可以共价结合生物
识别分子，诸如肽、抗体、核酸或小分子配体以应用作为荧光揮:针。与有
机荧光团比较。这些量子限制微粒或量子点(QD)表现出独特的光学和 电特性，诸如尺寸和组合物可调的荧光发射可见至红外波长、跨越宽光谱 范围的吸收系数、和非常高水平的亮度和耐光性。由于它们的宽激发谱和 窄/对称发射光语，高质量的QD也很好适于光多路传输，其中联合多颜 色和强度以编码基因、蛋白和小分子库。
因此，开发超过有机染料和焚光蛋白固有限制的高敏感度和高特异性 的探针对许多研究领域是有显著意义的，从分子和细胞生物学到分子成像 和医学it断。
发明概要
简略地说，本^^开的实施方式，包括纳米结构、制备纳米结构的方法、 4全测受试者的靶的方法、以及治疗受试者疾病的方法，当然本发明还有其 它实施方式。纳米结构的一种实施方式包括量子点和疏水保护结构，当然 本发明还有其它实施方式。疏水保护结构包括一种加帽配体和两亲性共聚物，其中疏水保护结构包被量子点。
纳米结构的另一实施方式包括至少一种纳米物质和疏水保护结构。疏 水保护结构包括至少一种化合物，此化合物选自加帽配体、两亲性共聚物、 和其组合，其中疏水保护结构包被纳米物质。
制备一种纳米结构的方法的一种实施方式包括提供一种纳米物质； 形成围绕纳米物质的疏水保护结构，其包括选自加帽配体、两亲性共聚物、 和其组合的至少一种化合物，当然本发明还有其它实施方式。
检测受试者的靶的方法的一种实施方式包括提供上述的一种纳米结 构，其具有大致排列在疏水保护结构表面的一种生物相容性化合物，和大 致排列在疏水保护结构表面的至少一种探针，其中第 一探针具有对靶的亲 和力；将纳米结构引向受试者；并由检测纳米物质而确定受试者中对应于 探针的靶的存在，当然本发明还有其它实施方式。
治疗受试者一种疾病的方法的一种实施方式包括提供上述的一种纳 米结构，其具有大致排列在疏水保护结构表面的一种生物相容性化合物， 和大致排列在疏水保护结构表面的至少一种探针，其中第一探针具有对耙 的亲和力；将纳米结构引向需要治疗此疾病的受试者，当然本发明还有其 它实施方式。
本公开的进一步的方面将由描述其下述的各实施方式并与附图结合 时更易于理解。
图l表示纳米结构的一个典范实施方式。
图2A至2D表示形成图1所示纳米结构的典范方法。
图3A表示用于体内癌症乾向和成像的生物共辄的量子点的示意。
图3B表示带有8-碳支链的三嵌段共聚物的化学修饰。
图3C表示由渗漏肺瘤脉管系统(被动靶向)渗透和存留QD纟冢针， 以及高亲和力结合的QD-抗体结合于肿瘤抗原(主动靶向)。
图4表示在培养的前列腺癌细胞中免疫细胞化学研究QD-PSMA抗体(Ab)结合活性。上部的板表示对PSMA-阳性的C4-2细胞获得的明视野 和荧光成像，如由细胞表面上存在QD-PSMA-Ab复合物所揭示的。中间 的板表示在暴露于QD-PEG并且不存在PSMA-Ab的C4-2细胞检测的负 染色。下部的板表示在缺少PSMA表达的PC-3细胞中观察到的负染色。
图5A和5B表示组织学检查无胸腺的棵小鼠中6种不同正常宿主器 官(图5A)和C4-2肿瘤(图5B)异种移植中的QD摄取、存留和分布。 QD摄取和存留由使用左、中、和右列指示的三种表面修饰而评价。在左 列，QD由表面羧酸基团包被(6.0nmo1和6hrs循环)。在中列，QD由 PEG基团表面包被(6.0nmol和24hrs循环)。在右列，QD由PEG表面 修饰并生物共轭PSMA抗体(0.4nmol和2hrs循环)。左列和中列是一样 的，除了 QD注射的量都减少至0.4nmol并且循环减少至2小时。所有图 像都来自入射荧光显微镜上的5-10拜薄组织段。所有胂瘤具有类似的大 小，测量为沿着长轴约0.5-lcm。 QD由其特征性的红-橙色荧光检测，所 有其它信号都是由于背景自发荧光。
图6A至6D表示包含有C4-2肿瘤异种移植的活动物中QD-PSMAAb 结合物的光谱成像。橙-红色荧光信号表示在活小鼠中生长前列腺肿瘤(图 6B和6D)。使用健康小鼠(无胖瘤)和相同量QD注射的对照研究表示 没有局部的荧光信号(图6A和6C)。图6A是原始图像；图6B是非混 合的自发荧光图像；图6C是非混合的QD图像；图6D是叠加的图像。 在体内成像后，组织学和免疫细胞化学检查证实QD信号来自在下面的肿 瘤。
图7表示使用带有三种不同表面修饰的QD探针的带有肿瘤的小鼠的 体内荧光图像羧酸基团(左)、PEG基团(中)、和PEG-PSMAAb结 合物(右)。对于每种表面修饰，从带有同样大小(直径0.5-1.0cm)的 C4-2人类前列腺肿瘤的活小鼠获得彩色图像(顶部)、来自QD和动物 皮肤的两种荧光光谱(中部)、和光镨分辨的图像(底部)。注射QD的 量和循环的长度为对COOH探针6nmol和6小时；对PEG探针6nmo1 和24小时；对PSMA探针0.4nmo1和2小时(与图4中相同)。在小鼠 尾巴上观察到QD注射的位点为红色点。在大约700nm的光镨特征(QD曲线、中间板)是由原始QD光谱的数学拟合导致的人为现象，其对除去 背景有很小或没有效果。
图8A表示对QD-标记的和转染GFP的癌细胞的敏感性和光镨比较， 图8B表示多色QD-编码的微珠的同时体内成像。图8A和8B的右手图像 表示QD-标记的癌细胞(上)和GFP-标记的细胞(下)。
图9A和9B表示比较用于体内光学成像的红色-发射QD和红色有机 染料。图9A表示一个图像，其在470nm和515nm的长通道发射(kmg-pass emission)的蓝色激发光获得，图9B —个图像，其在570nm和600nm的长 通道的黄色激发光获得。细胞培养物中的癌细胞(MDA-MB-231)用 Tat-QD或Tat-纳米珠子(嵌入有机染料的250-NM微粒，A x-575、 X^-615nm, Sigma-Aldrich， St Louis, MO)标记。在注射之前用入射荧光 显微镜检查时，QD-和染料标记的细胞是类似的光亮。大约1000细胞被 皮下注射到活的小鼠的两个相邻位点用于体内成像。
图IOA表示描绘棵小鼠皮肤样品在四种激发波长(人=350、 480、 535 和560nm)的自发荧光光谱的图。注意到存在直到800-850nm的显著自发 荧光和在约670nm的背景峰值。图10B表示比较小鼠皮肤和在同样激发 条件下获得的QD发射光谱，证明QD信号可以转移到减少自发荧光的光 语区。
发明详述
才艮据本公开的目的，如此处包含和广泛地描述的，本/>开的实施方式 在一个方面涉及生物共辄的纳米结构(此后为纳米结构)、制造这些纳米 结构的方法、和使用这些纳米结构的方法。纳米结构是可辨识的并能单独 地检测。在这点上，可以修饰纳米结构从而纳米结构与某些把分子相互作 用，这允许检测靶分子(例如体内)从而确定例如靶分子所在的区域。
纳米结构可以用于很多领域，诸如但不限于，生物分子阵列系统、生 物感测(biosensing)、生物标记、基因表达研究、蛋白研究、医学诊断、诊 断库、微流控(microfluidic)系统、运输载体、化妆品、去污剂、和纳米 微粒-聚合物阵列(如，自装配、平版印刷和图案形成)。尤其是，纳来结构可以用于体内诊断和/或治疗应用，诸如，但不限于，乾向和/或成傳_ 疾病和/或状态(例如，识别活动物中疾病类型，定位疾病的最接近位置， 并运输药物到生病的细胞(如癌细胞))，如实施例1中详述的。纳米结 构与光谙成像结合可以用于多路成像和在单个活细胞中检测基因、蛋白和 类似物。
纳米结构的实施方式包括但不限于， 一种纳米物质(如量子点、金属 微粒和金属氧化物微粒)和一种包被纳米物质的疏水保护结构。此外，纳
米结构可以包括但不限于， 一种生物相容性的化合物(如聚乙二醇(MW 约500至50,000和1000至10,000)、葡聚糖、和衍生物诸如氨基葡聚糖 和羧基葡聚糖、和多糖)和一种探针(如多核苦酸、多肽、 一种治疗剂、 和/或一种药物)。生物相容性的化合物和/或探针大致排列(如连接到疏
水保护结构表面和/或连接到疏7JC保护结构内)在疏水保护结构上。疏水
保护结构包括一种加帽配体和/或两亲性共聚物(如两亲性嵌段共聚物、 两亲性无规共聚物、两亲性交替共聚物、两亲性周期共聚物、和其組合)。
在另一实施方式，纳米结构可以包括两种或多种纳米物质或两种或多 种类型纳米物质。此外，纳米结构可以包括具有两种或多种共聚物(如两 种或多种嵌段共聚物)的疏7jc保护结构。而且，纳米结构可以包括多种纳 米物质和多种共聚物(如嵌,殳共聚物)。此外，纳米结构可以包括两种或 多种不同类型的具有不同功能(fimciton)的探针。而且，纳米物质和共 聚物(如嵌段共聚物)可以装配到樣i:结构和宏乂见结构中。
在另一实施方式，纳米结构可以被包括在多孔材料中，多孔材料诸如 但不限于，中孔材料(如孔径为约1至100纳米(nm))、大孔材料(如孔 径大于约100nm)、和混合中孔/大孔材料。多孔材料可以由一种材料制 成，此材料诸如但不限于，聚合物、共聚物、金属、硅材料、纤维素、陶 瓷、沸石、和其组合。优选的多孔材料是硅材料和聚苯乙烯以及聚苯乙烯 共聚物(如二乙烯基苯、甲基丙烯酸(methacylicacid)、马来酸)。多孔材 料的形状可以是但不限于，球形、立方体、独石(monolith)(即疏松材料)、 二维和三维阵列。多孔材料的优选形状是球形(如硅珠和聚合物珠子(如 色谱珠子)、陶瓷、和分子篩)。图l表示纳米结构的典范实施方式100。纳米结构包括但不限于，具 有疏水保护结构104的纳米物质102，疏水保护结构包被纳米物质102。 此外，纳米结构IOO可以包括但不限于， 一种生物相容性化合物112和一 种揮:针114。疏水保护结构104包^^一种加帽配体层106和/或共聚物层 108 (如两亲性嵌段共聚物)。以下的示范性实施例将使用两亲性嵌段共 聚物，但其它共聚物可以与嵌段共聚物结合使用、以及单独使用或以任意 组合使用，其它共聚物诸如但不限于，两亲性无规共聚物、两亲性交替共 聚物、两亲性周期共聚物、和其组合。此外，术语"两亲性嵌段共聚物" 此后将称为"嵌段共聚物"。
通常，纳米结构100可以图2A至2D描述的方式形成。图2A图示了 纳米物质102,而图2B图示了排列于纳米物质102上的加帽配体106。图 2C图示了排列于加帽配体106上以形成疏水保护结构104的嵌段共聚物。 图2D图示了将生物相容性化合物112和探针114加到疏水保护结构104 上。
如上所述，納米结构可以包括许多类型的纳米物质，诸如但不限于， 半导体、金属、和金属氧化物纳米微粒(如金、银、铜、钛、镍、铂、把、 其氧化物(如0203、 Co304、 NiO、 MnO、 CoFe204、和MnFe04)、和其 合金)、类金属和类金属氧化物纳米微粒、镧系金属纳米微粒、及其组合。 尤其是，半导体量子点如下详细描迷的和美国专利6，468,808和国际专利 申请WO03/003015，其合并于此作为参考。而且，磁性纳米微粒(如具 有磁性和顺磁性的)可以包括但不限于，铁纳米微粒和铁复合纳米微粒(如 Fe203、 Fe304、 FePt、 FeCo、 FeAl、 FeCoAl、 CoFe204、和MnFe04)。
如上所述，纳米结构可以包括量子点，诸如但不限于，发光半导体量 子点。通常，量子点包括一个核和一个帽，然而也可以使用未加帽的量子 点。"核"是纳米大小的半导体。尽管任何IIA-VIA、 IIIA-VA或IVA-IVA、 IVA-VIA半导体的核可以用在本公开的主题中，核必须是那种在结合一个 帽之后得到发光量子点的。IIA-VIA半导体是一种化合物，其包含元素周 期表中的至少一种IIB族元素和至少一种VIA族元素，等等。核可以包括 两种或多种元素。在一个实施方式，核是IIA-VIA、 IIIA-VA或IVA-IVA半导体，尺寸从约lnm至约20nm。在另 一实施方式，核是更优选的IIA-VIA 半导体，尺寸从约2nm至约10nm。例如，核可以是CdS、 CdSe、 CdTe、 ZnSe、 ZnS、 PbS、 PbSe或一种合金。
"帽"是一种半导体，其不同于核的半导体并结合于核，从而形成核上 的表层。帽可以是那种在结合一个所给半导体核之后得到发光量子点的。 帽应该使核钝化，通过具有比核更高的带隙。例如，帽可以是ZnS或CdS。 核与帽的组合可以包括但不限于，当核是CdSe或CdS时帽是ZnS,当核 是CdSe时帽是CdS。其它的示例量子点包括但不限于CdS、 ZnSe、 CdSe、 CdTe、 CdSexTe^、 InAs、 InP、 PbTe、 PbSe、 PbS、 HgS、 HgSe、 HgTe、 CdHgTe、和GaAs。
量子点发射的波长(即颜色)可以才艮据量子点的物理特性选择，诸如 纳米晶体的尺寸和材料。已知量子点发射从约300纳米(nm)至1700nm的 光(如UV、近IR、和IR)。量子点的颜色包括但不限于，红、蓝、绿、 和其组合。颜色或荧光发射波长可以连续地调节。量子点发射的光的波长 带由核的大小或核和帽的大小决定，取决于制造核和帽的材料。发射波长 带可以由改变QD的组合物和大小和/或在形成同心壳时围绕核加入一种 或多种帽而调节。
可以控制量子点的颜色强度。对每种颜色，使用IO个强度水平(O，I， 2,…9)给出9个单独编码(10、1)，由于水平"O"不能被从背景辨别。编 码的数字对所使用的每种强度和每种颜色指数地增加。例如，三种颜色和 10种强度的方案产生999 ( 103-1 )编码，而六种颜色和IO种强度的方案 具有理论编码容量为约1百万(106-1)。通常，n种强度水平和m种颜色 产生(iT-l)独特编码。使用量子点的强度已经应用于包括多个不同类型 具有不同强度水平的量子点的纳米结构，也应用于包括多个不同类型具有 不同强度水平的量子点并被包括在多孔材料中的纳米结构。量子点能够从 例如电磁辐射源(带宽宽或窄)吸收能量，并当被激发时能够发射在狹窄 波长的可检测电磁辐射。量子点可以发射约40nm或更小的狭窄波长带 (FWHM、半极大处全宽度)内的辐射，从而允许同时使用多个不同颜色 的具有极少或没有光语重合的量子点。量子点的合成是众所周知的并描述于美国专利No 5，906，670、 5,888,885、 5，229，320、 5，482,8卯、6，468，808、 6,306,736、 6,225,198等等、 国际专利申请WO 03/003015、(所有这些都合并于此作为参考)和在许 多研究文章中。量子点发射的波长和其它物理和化学特征已经描述于美国 专利6,468,808和国际专利申请WO 03/003015，而不进一步详细描述。此 外，制备量子点的方法描述于美国专利6,468,808和国际专利申请WO 03/003015而不进一步详细描述。
如上所述，疏水保护结构包括加帽配体和/或嵌段共聚物。尤其是， 当纳米物质是量子点时，疏水保护结构层包括加帽配体和嵌段共聚物，其 中加帽配体和嵌^:共聚物相互作用以形成疏水保护结构。同样地，选择加 帽配体和嵌段共聚物以形成合适的疏水保护结构。例如，嵌段共聚物和纳 米物质可以由相互作用而相互作用，诸如但不限于，疏水相互作用、亲水 相互作用、7T-叠加(pi-stacking)等等，取决于纳米物质的表面包被和聚合物 的分子结构。关于加帽配体和嵌段共聚物的其它细节提供于以下的实施例 1。
加帽配体对纳米物质(如量子点)加帽并在纳米物质上形成一层，其 随后与嵌段共聚物连接以形成疏水保护结构。加帽配体可以包括化合物， 诸如但不限于， 一种OPR3化合物、 一种CNPHR2化合物、 一种O-PHR！ 化合物、 一种H2NR化合物、 一种HNR2化合物、 一种NR3化合物、 一种 HSR化合物、 一种SR2化合物、和其组合。"R"可以是Q至ds烃，诸如 但不限于，直链烃、支链烃、环烃、取代经(如面代)、饱和烃、不饱和 烃、和其組合。优选地，烃是一种饱和的直链C4至ds烃、 一种饱和的直 链Q至ds烃、和一种饱和的直链ds烃。R基团的组合可以连接P、 N、 或S。尤其是，化学品可以选自三-辛基氧化膦、硬脂酸、和辛基癸胺 (octyldecyl amine)。
如上所述，共聚物包括但不限于两亲性嵌段共聚物、两亲性无规共 聚物、两亲性交替共聚物、两亲性周期共聚物、和其组合。两亲性无身见共 聚物可以包括但不限于无规共聚物聚(丙烯酸曱酯-co-丙烯酸)；无规 共聚物聚(异丁烯酸甲酯-co-丙烯酸正丁酯)；无^L共聚物聚(异丁烯酸甲酯-co-丙烯酸羟丙酯)；无规共聚物聚(苯乙烯-co-对氯乙烯基苯甲酸)； 无规共聚物聚(苯乙烯-co-4-羟基苯乙烯)；无规共聚物聚(苯乙烯-co-4-乙烯基苯曱酸)； 无规共聚物聚(苯乙烯-co-4-乙烯基吡啶)；和其组合。 两亲性交替共聚物可以包括但不限于聚(马来肝-alt-l-十八烯)、聚(马 来酐-alt-1 -十四烯)、交替共聚物聚(叔丁氧羰基(carbo tert.butoxy)-a-甲基 苯乙烯-alt-马来酐)和交替共聚物聚(叔丁氧羰基降水片烯-alt-马来酐)、 和其组合。
嵌段共聚物包括两亲性双或三嵌段共聚物。此外，该共聚物可以包括 烃支链，诸如但不限于，1-18-碳脂肪族支链、1-18-碳烷基支链、和其组
合。而且，该双或三嵌段共聚物具有至少一疏7jC嵌段和至少一亲水嵌段。
以下是两亲性无规共聚物和交替共聚物的典范列表无规共聚物聚 (二甲基硅氧烷-co-二苯基硅氧烷)；无规共聚物聚(丙烯酸曱酯-co-丙 烯酸)；无规共聚物聚(异丁烯酸甲酯-co-丙烯酸正丁酯)；无规共聚物 聚(异丁烯酸甲酯-co-丙烯酸叔丁酯)；无规共聚物聚(异丁烯酸曱酯-co-丙烯酸羟丙酯)；无规共聚物聚(异丁烯酸四氢呋喃酯-co-异丁烯酸乙酯)； 无规共聚物聚(苯乙烯-co-4-溴苯乙烯)；无规共聚物聚(苯乙烯-co-丁二 烯)；无规共聚物聚(苯乙烯-co-二苯基乙烯)；无规共聚物聚(苯乙烯 -co-异丁烯酸叔丁酯)；无规共聚物聚(苯乙烯-co-4-乙烯基苯甲酸叔丁酯)； 无规共聚物聚(苯乙烯-co-对羧基氯苯乙烯)；无规共聚物聚(苯乙烯-co-对氯曱基苯乙烯)；无规共聚物聚(苯乙烯-co-异丁烯酸曱酯)；无规共 聚物聚(苯乙烯-co-4-羟基苯乙烯)；无规共聚物聚(苯乙烯-co-4-乙烯基 苯甲酸)；无规共聚物聚(苯乙烯-co-4-乙烯基吡啶)；交替共聚物聚(4又 丁氧羰基(x-甲基苯乙烯-alt-马来酐)；交替共聚物聚(A又丁氧羰基降水片 烯-alt-马来酐)；交替共聚物聚(a-甲基苯乙烯-alt-异丁烯酸甲酯)；交 替共聚物聚(苯乙烯-alt-异丁烯酸甲酯)。
以下是两亲性共聚物的范例列表基于聚((甲基)丙烯酸)的共聚物 (如聚(丙烯酸-b(嵌段)-异丁烯酸甲酯)；聚(异丁烯酸曱酯-b-丙烯酸)； 聚(异丁烯酸甲酯-b-丙烯酸钠)；聚(丙烯酸钠-b-异丁烯酸甲酯)；聚 (异丁烯酸-b-异丁烯酸新戊酯)；聚(异丁烯酸新戊酯-b-异丁烯酸)；聚(异丁烯酸叔丁酯-b-环氧乙烷)；聚(异丁烯酸甲酯-b-异丁烯酸钠)； 和聚(异丁烯酸甲酯-b-N,N-二甲基丙烯酰胺))、基于聚二烯烃和氢化 聚二烯烃的共聚物(如聚(丁二烯(l,2-加成)-b-甲基丙烯酸)；聚(丁 二烯(1,4-加成)-b-丙烯酸)；聚(丁二烯(1，4-加成)-b-丙烯酸钠)； 聚(丁二烯(1，4_加成)-b-环氧乙烷)；聚(丁二烯(1,2-加成)-b-环氧 乙烷)；聚(丁二烯(1，2-加成)-b-环氧乙烷)-羟基苯甲酸酯端基；4-甲氧基苯甲酸酯(benzoylester)封端的聚(丁二烯-b-环氧乙烷)二嵌段共聚 物；聚(丁二烯-b-N-甲基-4-乙烯基吡咬嗡碘化物(pyridinium iodide)); 聚(异戊二烯-b-N-甲基-2-乙烯基吡啶嗡碘化物)；聚(异戊二烯-b-环氧 乙烷)(1，4-加成)；聚(异戊二烯-b-环氧乙烷)(1,2-和3,4-加成)；聚 (丙烯-乙烯-b-环氧乙烷)；和氢化聚(异戊二烯-b-环氧乙烷)(1，2加 成))、基于氢化二烯烃的共聚物(如聚(乙烯-b-环氧乙烷)和聚(异 戊二烯-b-环氧乙烷))、基于聚(环氧乙烷)的共聚物(如聚(环氧 乙烷-b-丙烯酸)；聚(环氧乙烷-b-s-己内酯)；聚(环氧乙烷如6- (4，-氰基联苯-4-氧基)异丁烯酸己酯)；聚(环氧乙烷-b-丙交酯)；聚(环 氧乙烷-b-异丁烯酸-2-羟乙酯)；聚(环氧乙烷-b-异丁烯酸甲酯)；聚(异 丁烯酸甲酯-b-环氧乙烷)；聚(环氧乙烷-b-异丁烯酸)；聚(环氧乙烷 -b-2-曱基噁哇啉)；聚(环氧乙烷-b-氧化丙烯)；聚(环氧乙烷-b-丙烯 酸叔丁酯)；聚(环氧乙烷-b-异丁烯酸四氬呋喃酯)；和聚(环氧乙烷-b-N,N-异丁烯酸二曱基乙基酯))、基于聚异丁烯的共聚物(如聚(异丁烯-b-环氧乙烷))、基于聚苯乙烯的共聚物(如聚(苯乙烯-b-丙烯酸)； 聚(苯乙烯-b-丙烯酸钠)；聚(苯乙烯-b-丙烯酰胺)；聚(对氯甲基苯 乙烯-b-丙烯酰胺)；聚(苯乙烯-co-对氯甲基苯乙烯-b-丙烯酰胺)；聚(苯 乙烯-co-对氯甲基苯乙烯-b-丙烯酸)；聚(苯乙烯-b-丙烯酸铯)；聚(苯 乙烯-b-环氧乙烷)；聚(4-苯乙烯磺酸-b-环氧乙烷)；聚(苯乙烯-b-异 丁烯酸)；聚(苯乙烯-b-异丁烯酸钠)；聚(苯乙烯-b-N-曱基-2-乙烯基 吡啶嗡碘化物)；和聚(苯乙烯-b-N-甲基-4-乙烯吡啶嗡碘化物))、基 于聚硅氧烷的共聚物(如聚(二甲基硅氧烷-b-丙烯酸))、基于聚(2-乙烯基萘)的共聚物(如聚(2-乙烯基萘-b-丙烯酸))、基于聚(乙烯 基吡啶和N-甲基乙烯基吡啶嗡碘化物)的共聚物(如聚(2-乙烯基吡啶-b-环氧乙烷)；聚(N-曱基-2-乙烯基吡啶嗡碘化物-b-环氧乙烷)；和聚 (N-甲基-4-乙烯基吡啶嗡碘化物-b-异丁烯酸甲酯))。
以下是两亲性二嵌段共聚物的范例列表基于聚((甲基)丙烯酸) 的共聚物(如聚(丙烯酸正丁酯-b-异丁烯酸曱酯)；聚(丙烯酸正丁 酯-b-二甲基硅氧烷-co-二苯基硅氧烷)；聚(丙烯酸叔丁酯-b-异丁烯酸甲 酯)；聚(丙烯酸叔丁酯-b-4-乙烯基吡咬)；聚(丙烯酸-2-乙基己基酯-b-4-乙烯基吡啶)；聚(异丁烯酸叔丁酯-b-2-乙烯基吡啶)；聚(丙烯酸-2-羟乙酯-b-丙烯酸新戊酯)；聚(异丁烯酸-2-羟乙酯-b-异丁烯酸新戊酯)； 聚(异丁烯酸-2-羟乙酯-b-异丁烯酸正丁酯)；聚(异丁烯酸-2-羟乙酯-b-异丁烯酸叔丁酯)；聚(异丁烯酸甲酯-b-丙烯腈)；聚(异丁烯酸甲酯-b-异丁烯酸4又丁酯)；聚(全同立构异丁烯酸甲酯-b-间同立构异丁烯酸甲 酯)；聚(异丁烯酸甲酯-b-丙烯酸^i丁酯)；聚(异丁烯酸甲酯-b-异丁 烯酸三氟乙酯)；聚(异丁烯酸甲酯-b-异丁烯酸-2-羟乙酯和胆甾烯基氯 甲酸酯)；聚(异丁烯酸甲酯-b-分散红1丙烯酸酯)；聚(异丁烯酸曱 酯-b-异丁烯酸-2-羟乙酯)；聚(异丁烯酸甲酯-b-丙烯酸新戊酯)；和聚
(异丁烯酸酯-b-异丁烯酸-2-吡喃氧乙基酯(2-pyranoxy ethyl methacrylate)))、基于聚二烯烃的共聚物(如聚(丁二烯(1,2-加成) -b-异丁烯酸异丁酯)；聚(丁二烯(1,2-加成)-b-s-异丁烯酸丁酯)；聚
(丁二烯(1,4-加成)-b-丙烯酸^又丁酯)；聚(丁二烯(1，2-加成)-b-丙 烯酸叔丁酯)；聚(丁二烯(1，2-加成)-b-异丁烯酸叔丁酯)；聚(丁二 烯(1，4-加成)-b-s-己内酯)；聚(丁二烯(1,4-加成)-b-二甲基硅氧烷); 聚(丁二烯(l,4-加成)-b-异丁烯酸甲酯)(间同立构)；聚(丁二烯(1,2-加成)-b-异丁烯酸甲酯)；聚(丁二烯(1，4-加成)-1>4-乙烯基卩比，定)； 聚(异戊二烯(1,4-加成)-b-异丁烯酸曱酯(间同立构))；聚(异戊二 烯(1，4-加成)-b-2-乙烯基吡啶)；聚(异戊二烯(1,2-加成)如4-乙烯基 吡啶)；和聚(异戊二烯(1,4-加成)七-4-乙烯基他吱))、基于聚异丁 烯的共聚物(如聚(异丁烯-b-异丁烯酸叔丁酯)；聚(异丁烯-b-s-己内 酯)；聚(异丁烯-b-二甲基硅氧烷)；聚(异丁烯-b-异丁烯酸曱酯)； 聚(异丁烯-b-4-乙烯基吡啶))、基于聚苯乙烯的共聚物(如聚(苯乙 烯如丙烯酸正丁酯)；聚(苯乙烯-b-丙烯酸叔丁酯)；聚(苯乙烯如丙烯酸叔丁酯)，宽分布(broad distribution);聚(苯乙烯-b-分散红1丙烯酸 酯)；聚(对氯曱基苯乙烯-b-丙烯酸叔丁酯)；聚(苯乙烯-b-N-异丙基 丙烯酰胺)；聚(苯乙烯-b-异丁烯酸正丁酯)；聚(苯乙烯-b-异丁烯酸 叔丁酯)；聚(苯乙烯-b-异丁烯酸环己酯)；聚(苯乙烯-b-异丁烯酸胆 甾烯基氧羰基氧(cholesteryloxycarbonyloxy)乙酯)；聚(苯乙烯-b-N,N-异 丁烯酸二甲基氨基乙酯)；聚(苯乙烯-b-异丁烯酸乙酯)；聚(苯乙烯-b-异丁烯酸-2-羟乙酯)；聚(苯乙烯-b-异丁烯酸-2-羟丙酯)；聚(苯乙烯 -b-异丁烯酸甲酯)；聚(苯乙烯-b-异丁烯酸甲酯)；聚(苯乙烯-b-异丁 烯酸正丙酯)；聚(苯乙烯-b-丁二烯(1,4-加成))；聚(苯乙烯-b-丁二 烯(1，2-加成))；聚(苯乙烯-b-异戊二烯(1，4-加成))；聚(苯乙烯 -b-异戊二烯(1,2-加成或3，4-加成))；聚(苯乙烯-b-异戊二烯(1,4-加 成))，氢化的；递变嵌段共聚物聚(苯乙烯-b-丁二烯)；递变嵌段共 聚物聚(苯乙烯-b-乙烯)；聚(苯乙烯-b-s-己内酯)；聚(苯乙烯-b-l-丙交酯)；聚(苯乙烯-b-二甲基硅氧烷)，三甲基硅烷端基；聚(苯乙 烯-b-二曱基硅氧烷)，硅烷醇端基；聚(苯乙烯-b-甲基苯基硅氧烷)； 聚(苯乙烯-b-二茂铁基二甲基硅烷)；聚(苯乙烯-b-叔丁基苯乙烯)； 聚(苯乙烯-b-叔丁氧基苯乙烯)；聚(苯乙烯-b-4-羟基苯乙烯)；聚(4-氨节基(aminobenzyl)-b-苯乙烯)；聚(苯乙烯-b-2-乙烯基吡啶)；聚(苯 乙烯-b-4-乙烯基吡啶)；和聚U-曱基苯乙烯-b-4-乙烯基吡啶))、基于 聚(乙烯基萘)的共聚物(如聚(2-乙烯基萘-b-丙烯酸正丁酯)；聚(2-乙烯基萘-b-丙烯酸叔丁酯)；聚(2-乙烯基萘-b-异丁烯酸甲酯)；和聚 (2-乙烯基萘-b-二甲基硅氧烷))、基于聚(乙烯基吡啶)的共聚物(如 聚(2-乙烯基吡啶-b-s-己内酯)；聚(2-乙烯基吡啶-b-异丁烯酸甲酯)； 和聚(4-乙烯基吡啶-b-异丁烯酸甲酯))、聚(氧化丙烯-b-s-己内酯)(如 聚(氧化丙烯-b-s-己内酯))、基于聚硅氧烷的共聚物(如聚(二曱基 硅氧烷-b-丙烯酸正丁酯)；聚(二甲基硅氧烷如丙烯酸叔丁酯)；聚(二 甲基硅氧烷-b-异丁烯酸叔丁酯)；聚(二甲基硅氧烷-b-s-己内酯)；聚(二 甲基硅氧烷-b-6- (4，-氰基联苯-4-氧基)异丁烯酸己酯)；聚(二甲基硅 氧烷-b-l-异丁烯酸乙氧基乙酯)；聚(二甲基硅氧烷-b-丙烯酸羟乙酯)； 和聚(二甲基硅氧烷-b-异丁烯酸曱酯))、基于己二酸酐的共聚物(如聚(环氧乙烷-b-己二酸酐)；聚(氧化丙烯-b-己二酸酐)；聚(二甲基 硅氧烷-b-己二酸肝)；聚(异丁烯酸曱酯-b-己二酸酐)；和聚(2-乙烯 基吡啶-b-己二酸酐))。
以下是两亲性a-b-a三嵌段共聚物的范例列表基于聚((甲基)丙 烯酸)的三嵌段共聚物(如聚(丙烯酸正丁酯-b-9,9-二正己基-2,7-药-b-丙烯酸正丁酯)；聚(丙烯酸叔丁酯-b-9，9-双-正己基-2,7-訪-b-丙烯酸叔丁 酯)；聚(丙烯酸-b-9，9-二正己基-2，7-芴-b-丙烯酸)；聚(丙烯酸叔丁酯 -b-异丁烯酸曱酯-b-丙烯酸叔丁酯)；聚(丙烯酸叔丁酯-b-苯乙烯-b-丙烯 酸叔丁酯)；聚(异丁烯酸甲酯-b-丁二烯(1，4-加成)-b-异丁烯酸甲酯)； 聚(异丁烯酸甲酯-b-丙烯酸正丁酯-b-异丁烯酸甲酯)；聚(异丁烯酸甲 酯-b-异丁烯酸叔丁酯-b-异丁烯酸甲酯)；聚(异丁烯酸曱酯-b-异丁烯酸 叔丁酯-b-异丁烯酸甲酯)；聚(异丁烯酸曱酯-b-异丁烯酸-b-异丁烯酸甲 酯)；聚(异丁烯酸甲酯-b-二曱基硅氧烷-b-异丁烯酸甲酯)；聚(异丁 烯酸甲酯-b-9,9-二正己基-2,7-芴-b-异丁烯酸甲酯)；聚(异丁烯酸甲酯-b-苯乙烯-b-异丁烯酸曱酯)；聚(异丁烯酸乙酯碘化三甲基铵-b-9，9-二正己 基-2,7-芴-b-异丁烯酸乙酯碘化三甲基铵)；聚(N，N-二曱基氨乙基异丁烯 酸酯-b-9,9-二正己基-2，7-芴-b-N,N-二曱基氨乙基异丁烯酸酯)；和聚(N，N-二甲基氨乙基异丁烯酸酯-b-氧化丙烯-b-N,N-二甲基氨乙基异丁烯酸 酯))、基于聚丁二烯的三嵌段共聚物(如聚(丁二烯(1，4-加成)-b-苯乙烯-b-丁二烯(1,4-加成)))、基于聚(环氧乙烷)的三嵌段共聚物
(如聚(环氧乙烷-b-9,9-二正己基-2，7-药-b-环氧乙烷)；聚(环氧乙烷 -b-氧化丙烯-b-环氧乙烷)；聚(环氧乙烷-b-苯乙烯-b-环氧乙烷)；和聚
(氧化丙烯-b-二甲基硅氧烷-b-氧化丙烯))、聚内酯和聚丙交酯双嵌段 共聚物(如聚(丙交酯-b-环氧乙烷-b-丙交酯)；聚(己内酯-b-环氧乙 烷-b-己内酯)；和a，co-二丙烯酰(diacrylonyl)封端的聚(丙交酯-b-环氧 乙烷-b-丙交酯))、基于聚噁唑啉的三嵌段共聚物(如聚(2-甲基噁唑 啉-b-二甲基硅氧烷-b-2-甲基噁唑啉))、基于聚苯乙烯的三嵌段共聚物
(如聚(苯乙烯-b-丙烯酸-b-苯乙烯)；聚(笨乙烯-b-丁二烯(l,4-加成) -b-苯乙烯)；聚(苯乙烯-b-丁二烯(1，2-加成)-b-苯乙烯)；聚(苯乙烯 -b-丁烯-b-笨乙烯)；聚(苯乙烯-b-丙烯酸正丁酯-b-苯乙烯)；聚(苯乙烯-b-丙烯酸叔丁酯-b-笨乙烯)；聚(苯乙烯-b-9，9-二正己基-2，7-药-b-苯乙 烯)；聚(苯乙烯-b-丙烯酸乙酯-b-苯乙烯)；聚(苯乙烯-b-异戊二烯-b-苯乙烯)；聚(苯乙烯-b-环氧乙烷-b-苯乙烯)；聚(苯乙烯-b-4-乙烯基 吡啶-b-苯乙烯)；和聚(苯乙烯-b-二甲基硅氧烷-b-苯乙烯))、基于聚 (乙烯基吡啶)的三嵌段共聚物(如聚(2-乙烯基吡咬-b-丁二烯(1,2-加成)-b-2-乙烯基吡啶)；聚(2-乙烯基吡吱-b-苯乙烯-b-2-乙烯基吡啶)； 和聚(4-乙烯基吡咬-b-苯乙烯-b-4-乙烯基吡吱))。
以下是两亲性a-b-c三嵌段共聚物的范例列表聚(苯乙烯-b-丁二烯 -b-异丁烯酸甲酯)(如聚(苯乙烯-b-丁二烯-b-异丁烯酸曱酯))、聚
(苯乙烯-1>-丁二烯-1>2-乙烯基吡啶)(如聚(苯乙烯-b-丁二烯-b-2-乙 烯基吡啶))、聚(苯乙烯-b-丙烯酸叔丁酯-b-异丁烯酸甲酯)(如聚
(苯乙烯-b-丙烯酸叔丁酯-b-异丁烯酸甲酯))、聚(苯乙烯-b-异戊二烯 -b-异丁烯酸缩水甘油酯)(如聚(苯乙烯-b-异戊二烯-b-异丁烯酸缩水 甘油酯))、聚(苯乙烯-b-2-乙烯基吡啶-b-环氧乙烷)(如聚(苯乙 烯-b-2-乙烯基吡啶-b-环氧乙烷))、聚(苯乙烯-b-蒽曱基异丁烯酸酯-b-异丁烯酸曱酯 )(如聚(苯乙烯-b-蒽甲基异丁烯酸酯-b-异丁烯酸甲酯))、 聚(苯乙烯-b-丙烯酸叔丁酯-b-2-乙烯基吡吱)(如聚(苯乙烯-b-丙烯 酸叔丁酯-b-2-乙烯基吡啶))、和聚(苯乙烯-b-异丁烯酸叔丁酯-b-2-乙 烯基吡啶)(如聚(苯乙烯-b-异丁烯酸叔丁酯如2-乙烯基吡咬))。
以下是两亲性官能化的二嵌段和三嵌段共聚物的范例列表:氨基封端 的聚(二甲基硅氧烷-b-二苯基硅氧烷)；氨基封端的聚(苯乙烯-b-异戊 二烯)；氨基封端的聚(环氧乙烷-b-内酯)；羟基封端的聚(苯乙烯-b-2-乙烯基吡啶)；羟基封端的聚苯乙烯-b-聚(异丁烯酸甲酯)；a-羟基封端 的聚(苯乙烯-b-丁二烯(1,2-加成))；4-甲氧基苯甲酸酯(benzyolester) 封端的聚(丁二烯-b-环氧乙烷)二嵌段共聚物；琥珀酸封端的聚(丁二 烯-b-环氧乙烷)二嵌段共聚物；a,co-二琥珀酰亚胺基琥珀酸酯封端的聚(环 氧乙烷-氧化丙烯-环氧乙烷)；甲醇(cabinol)连结(junction)聚(苯乙烯-b-异戊二烯(1,4-加成))；和硅烷连结聚(苯乙烯-b-2-乙烯基他，定)。
此外，以下是两亲性嵌段共聚物的范例列表聚(l-乙烯基吡咯烷酮-co-醋酸乙烯酯)；聚(乙烯-co-丙烯-co-5-亚甲基-2-降冰片烯)；聚(苯 乙烯-co-丙烯腈)；聚(2-乙烯基吡啶-co-苯乙烯)；聚(乙烯-co-异丁烯 酸)钠盐；聚(丙烯腈-co-丁二烯-co-苯乙烯)；聚(氯乙烯-co-醋酸乙烯 酯-co-马来酸)；聚(乙烯-co-醋酸乙烯酯)；聚(乙烯-co-丙烯酸乙酯)； 聚U-乙烯基吡啶-co-苯乙烯)；聚(乙烯缩丁醛-co-乙烯醇-co-醋酸乙烯 酯)；聚(异丁烯酸甲酯-co-异丁烯酸)；聚-(氯乙烯-co-醋酸乙烯酯-co-丙烯酸羟丙酯)； Luviquat HM 552;聚(氯乙烯-co-醋酸乙烯酯-co-乙烯 醇)；聚(苯乙烯-co-二乙烯基苯)；聚(DL-丙交酯-co-乙交酯)；聚(丙 烯腈-co-丙烯酸甲酯)；聚[氯乙烯-co-(l-甲基-4-乙烯旅，秦)];聚(2-异 丙烯基-2-噁唑啉-co-异丁烯酸曱酯)；聚(氧化四氟乙烯-co-二氟亚甲基 氧化物(difluoromethylene oxide)) ， a,co-二醇，乙氧化的；聚[二甲基硅氧 烷-co-甲基(3-羟丙基)硅氧烷]-gra/"接枝)-聚(乙二醇)甲醚；聚(丙烯 腈-co-甲基丙烯腈)；聚(乙烯-co-l-丁烯)；聚(偏二氟乙烯-co-六氟丙 烯)；聚(乙烯-co-l-辛烯)；聚(乙烯-co-丙烯酸曱酯)；聚(丙烯腈-co-丁二烯)，胺封端的；聚(全氟丙烯氧化物-co-全氟甲醛)；聚(异丁烯 酸丁酯-co-异丁烯酸异丁酯)；聚(苯乙烯-co-马来酐)，部分异辛基酯， 枯烯封端的；聚(丙烯腈-co-丁二烯-co-丙烯酸)，二羧基封端的；聚(乙 烯醇-co-乙烯)；聚(二曱基硅氧烷-co-甲基苯基硅氧烷)；聚(苯乙烯-co-马来酐)；聚(双酚A-co-3-氯-l，2-环氧丙烷)；聚(苯乙烯-co-丁二烯)； 聚[(R)-3-羟基丁酸-co-(R)-3-羟基戊酸];聚(乙烯醇-co-醋酸乙烯酯-co-亚 甲基丁二酸)；聚(甲基苯乙烯-co-茚)，氢化的；聚(4-乙烯基苯酚《0-2-异丁烯酸羟乙酯)；聚(苯乙烯-co-马来酐)，枯烯封端的；聚(异丁烯 酸甲酯-co-乙二醇二曱基丙烯酸酯)；聚(乙烯-co-丙烯)；聚(苯乙諦-co-马来酸)，部分异丁基/曱基混合酯；聚(双酚A-co-3-氯-l,2-环氧丙烷)， 缩水甘油基封端的；聚(异丁烯酸曱酯-co-异丁烯酸)；聚(2-丙烯酰氨 基-2-曱基-l-丙磺酸-co丙烯腈)；聚(丙烯-co-四氟乙烯)；聚(异丁烯 酸丁酯-co-异丁烯酸甲酯)；聚(二甲基硅氧烷-co-烷基甲基硅氧烷)； 聚(丙烯酸-co-丙烯酰胺)钾盐；聚(甲醛-co-l，3-二氧环庚烷(dioxepane)); 聚(三氟氯乙烯-co-偏二氟乙烯)；聚(三聚氰胺-co-曱醛)，丙烯酸化 溶液；聚(五氟苯乙烯-co-异丁烯酸缩水甘油酯)；聚(1,1,1，3,3，3-六氟异丙基异丁烯酸酯-co-异丁烯酸缩水甘油酯)；聚(2，2,3，4,4，4-六氟丁基 异丁烯酸酯-co-异丁烯酸缩水甘油酯)；聚(2，2,3,3，3-五氟丙基异丁烯酸 酯-co-异丁烯酸缩水甘油酯)；聚[(丙基异丁烯酰基-七异丁基-PSS) -co-(异丁烯酸正丁酯)];聚(苯均四酸二酑-co-4,4，-二氨基二苯醚 (4,4，-oxydianiline)),酰胺酸溶液；聚(异丁烯酸^又丁酯-co-异丁烯酸缩 水甘油酯)；聚[(丙基异丁烯酰基-七异丁基-PSS) -co-(异丁烯酸羟乙 酯)];聚[(间亚苯基亚乙烯基)-co- (2，5-二辛基(dioctoxy)-对亚苯基亚 乙烯基)];聚[(异丁烯酸甲酯)-co-(9-蒽甲基异丁烯酸酯)];聚[(异 丁烯酸甲酯)-co- (2-萘基丙烯酸)];聚[(异丁烯酸甲酯)-co- (7- (4-三氟曱基)香豆素异丁烯酰胺)];聚[(异丁烯酸甲酯)-co- (9-蒽甲基丙 烯酸酯)];聚[(异丁烯酸曱酯)-co-(9界呼唑-9-异丁烯酸乙酯)];聚[(丙 基异丁烯酰基-七异丁基-PSS) -co-(异丁烯酸甲酯)];聚[(异丁烯-alt-马来酸，铵盐)-co-(异丁烯-alt-马来酐)];聚(l,2-亚乙基羰基-co-l，2-亚丙基羰基) ;聚[4,5-二氟-2,2-二 (三氟甲基)-1，3-间二氧杂环戊烯《0-四氟乙烯];聚(二甲基硅氧烷-co-二苯基硅氧烷)，三甲代甲硅烷基封端 的；聚(二甲基硅氧烷-co-甲基氢基硅氧烷)，三甲代甲硅烷基封端的； 聚(二甲基硅氧烷-co-二苯基硅氧烷)，二乙烯基封端的；聚(苯乙烯-co-异丁烯酸甲酯)；聚(苯乙烯-co-a-甲基苯乙烯)；聚(对苯二酸-l，4-环 己烷二亚曱酯-co-对苯二酸亚乙酯)；AmberjetTM4200;聚[二甲基硅氧 烷-co-甲基(3-羟丙基)硅氧烷]-graft(接枝)-聚(乙二醇)[3-(三甲基铵) 丙基氯(3-(trimethylammonio)propyl chloride)]醚溶液；聚[二甲基桂氧烷-co-甲基(3-羟丙基)硅氧烷]-gm/"接枝)-聚(乙烯/丙烯醇)；聚(乙烯-co-丙烯酸丁酯)；聚(乙烯-co-丙烯酸乙酯-co-马来酐)；聚(异丁烯酸乙 酯-co-丙烯酸甲酯)；聚(乙烯-co-l-丁烯-co-l-己烯)；聚(三聚氰胺-co-曱醛)，异丁基化的溶液；聚[双酚A碳酸酯《0-4,4，- (3,3，5-三甲基环亚 己基)联苯酚碳酸酯];聚(丙烯跣胺-co-丙烯酸)；聚(苯乙烯-co-马来 酸)，部分仲丁基/曱基混合酯；聚(4-羟基苯曱酸-co-6-羟基-2-萘曱酸)； 聚[对苯二酸亚丁基酯-co-聚(烷撑二醇)对苯二酸酯];聚(乙烯-co-醋酸 乙烯酯-co-异丁烯酸)；聚(三聚氰胺-co-曱醛)，曱基化了的；聚(丙 烯腈-co-丁二烯)，二^J^封端的；聚(氯乙烯-co-醋酸乙烯酯-co-2-丙烯酸羟丙酯)；聚(氧化四氟乙烯-co-二氟亚甲基氧化物)a，w-二醇；聚(三 聚氰胺-co-曱醛)，丁基化溶液；聚[(苯基缩水甘油醚)-co-甲醛];聚(丙 烯酰胺-co-二烯丙基二甲基氯化铵)溶液；聚(四氟乙烯-co-全氟(丙基 乙烯醚))；聚(4-乙烯基吡啶-co-异丁烯酸丁酯)；聚(二聚酸-co-烷基 聚胺)；聚(l-乙烯基吡咯烷酮-co-2-异丁烯酸二曱氨基乙酯)，季铵化 的溶液；聚(异丁烯酸曱酯-co-丙烯酸乙酯)；Luviquat FC550;聚(乙 烯基甲苯-co-a-甲基苯乙烯)；聚(3-氯-l,2-环氧丙烷-co-环氧乙烷-co-烷 基缩水甘油基醚)；聚(二曱基硅氧烷-co-甲基氢基硅氧烷)；聚丁二烯 -graft(接4支)-聚(丙烯酸甲S旨-co-丙烯腈)；聚(笨乙烯-co-马来酐)，部 分2-丁氧基乙酯，枯烯封端的；聚(二甲基胺-co-3-氯-l,2-环氧丙烷)溶 液；聚(乙烯-co-丙烯酸)；聚(丙烯酰胺-co-丙烯酸)部分钠盐；聚(六 氟氧化丙烯-co-二氟亚甲基氧化物)单烷基酰胺；聚(l-乙烯基吡咯烷酮 -co-2-异丁烯酸二甲氨基乙酯)溶液；聚(丙烯酸-co-马来酸)钠盐；聚(乙 烯-co-丙烯酸，锌盐)；聚(乙烯-co-四氟乙烯)；聚(2,2，2-三氟乙基异 丁烯酸酯-co-异丁烯酸缩水甘油酯)；聚(丙烯酸五溴苯基酯-co-异丁烯 酸缩水甘油酯)；聚(2,2,3，3,4，4,4-七溴丁基异丁烯酸酯-co-异丁烯酸缩水 甘油酯)；聚[异丁烯酸甲酯-co-(分散黄7异丁烯酸酯)];聚(2,2,3,3-四氟丙基异丁烯酸酯-co-异丁烯酸缩水甘油酯)；聚(异丁烯酸五溴苯基 酯-co-异丁烯酸缩7jc甘油酯)；聚[异丁烯酸甲酯-co-(分散橙3异丁烯酰 胺)];聚[((S) -1- (4-硝基苯基)-2-吡咯烷甲基)丙烯酸酯-co-异丁烯 酸甲酯];聚[(异丁烯酸曱酯)-co-(分散红13异丁烯酸酯)];聚[(异 丁烯酸甲酯)-co-(分散红13丙烯酸酯)];聚[异丁烯酸甲酯-co- (1-萘基)-iV-苯基丙烯酰胺)];聚[(丙基异丁烯酰基-七异丁基-PSS) -co-苯乙烯];聚(苯均四酸二酐-co-辟u堇)；聚(乙二醇)-co-4-苄氧基苄醇， 交联的聚合物(polymer bound);聚[(异丁烯-alt-马来酰亚胺)-co-(异丁 烯-alt-马来酐)];聚[二甲基硅氧烷-co- (3-氨丙基)甲基硅氧烷];聚[二 甲基硅氧烷-co-[3-( 2-( 2-羟乙氧基)乙氧基)丙基)甲基硅氧烷]];聚(1,1-二氯乙烯-co-丙烯腈-co-异丁烯酸甲酯)；聚(乙烯-co-l,2-丁烯)二醇； 聚(DL-丙交酯-co-己内酯)(40: 60);聚( 异丁烯酸曱酯-co-异丁烯酸 丁酯)；聚(四氟环氧乙烷-co-二氟亚甲基氧化物)a,o)-二醇双(2,3-二羟丙基醚)；聚[二甲基硅氧烷-co- (2- (3，4-环氧环己基)乙基)曱基硅氧 烷];聚(氯乙烯-co-异丁基乙烯醚)；聚(茚-co-苯并呋喃)；聚(苯乙 烯-co-4-溴苯乙烯-co-二乙烯基苯)；聚(乙烯-co-丙烯酸丁酯-co-—氧化 碳)；聚(醋酸乙烯酯-co-马来酸丁酯-co-丙烯酸异冰片酯)溶液；聚
(3，3，,4,4，-二苯甲酮四羧酸二酐《0-4,4，-二氨基二苯醚(01丫<^11化116)/1,3-苯二胺)，酰胺酸(溶液)；聚(四氟乙烯-co-偏二氟乙烯-co-丙烯)； 聚(乙烯-co-异丁烯酸)锂盐；聚(苯乙烯-co-丁二烯-co-异丁烯酸甲酯)； 聚(l,l-二氯乙烯-co-氯乙烯)；聚(苯乙烯-co-马来酸)，部分异丁基酯； 聚[4，4，-亚甲基二 (苯基异氰酸酯)-alt-l,4-丁二醇/聚(乙二醇-co-丙二醇) /聚己内酯];聚(乙烯-co-异丁烯酸)；聚(异丁烯-co-马来酸)钠盐；聚
(乙烯-co-异丁烯酸)锌盐；聚(4-苯乙烯磺酸-co-马来酸)钠盐；聚(丙 烯腈-co-丁二烯-co-丙烯酸)，异丁烯酸缩水甘油二酯(glycidylmethacrylate diester);聚(脲-co-甲醛)，丁基化溶液；聚(乙烯-co-丙烯酸曱酯-co-异 丁烯酸缩水甘油酯)；聚[(苯基缩水甘油基醚)-co-双环戊二烯];聚[(缩 水甘油邻甲苯基醚)-co-甲醛];聚(脲-co-甲醛)，甲基化的；聚(丙烯 酸-co-马来酸)溶液；聚(3-羟基丁酸-co-3-羟基戊酸)；聚(对甲苯磺酰 胺-co-曱醛)；聚(苯乙烯-co-烯丙醇)；聚(2-丙烯酰氨基-2-曱基-l-丙 烷磺酸-co-苯乙烯)；聚(丙烯腈-co-丁二烯)；聚(4-乙烯基苯酚-co-异 丁烯酸甲酯)；聚[二曱基硅氧烷-co-甲基(3-羟丙基)硅氧烷]-gra,-聚(乙 烯-ra"(无规)-丙二醇)甲基醚；聚(六氟氧化丙烯-co-二氟亚甲基氧化物) 单氨基硅烷；聚(二甲基胺-co-3-氯-l，2-环氧丙烷-co-l，2-乙二胺)溶液； 聚(乙烯-co-丙烯酸丁酯-co-马来酐)；聚(氯化偏苯三酸酐-co-4，4，-亚甲 基二苯胺)；聚[异丁烯酸甲酯-co-(分散橙3丙烯酰胺)];聚[((S)-l-
(4-硝基苯基)-2-吡咯烷甲基)异丁烯酸酯-co-异丁諦酸甲酯];聚[(丙 基异丁烯酰基-七异丁基-PSS) -co-(异丁烯酸4又丁酯)];聚[(异丁婦酸 甲酯)-co- (2-萘基异丁烯酸酯)];聚[异丁烯酸曱酯-co-(荧光黄O-丙烯 酸酯(fluoresceinO-acrylate))];聚[异丁烯酸甲酯-co-(荧光黄O-异丁烯酸 酯)];聚{[2-[2，，5，-双(2"-乙基己氧基)苯基]-l,4-亚苯基亚乙烯基]-co-[2-曱氧基-5- (2，-乙基己氧基)-1,4-亚苯基亚乙烯基]};聚[(异丁烯酸曱酯) -co-(分散红1丙烯酸酯)];聚(4-羟基苯甲酸-co-对苯二酸乙烯酯)；聚(l，l-二氯乙烯-co-丙烯腈)；聚(二曱基硅氧烷-co-二苯基硅氧烷)， 二羟基封端的；聚(1,4-己二酸丁烯酯-co-l,4-琥珀酸丁烯酯)，以1，6-二 异氰氧基己烷延展(extended);聚(二环戊二烯-co-对甲酚)；聚[丙烯酸 乙酯《0-异丁烯酸《0-3- (l-异氰酸根合-l-甲基乙基)-a-甲基苯乙烯],与 乙氧基化的壬基苯酚溶液加合；聚(3-氯-l,2-环氧丙烷-co-环氧乙烷)； 聚(双酚A-co-4-硝基酞酐-co-l,3-苯二胺)；聚(乙烯-co-丙烯酸甲酯-co-丙烯酸)；聚(丙烯-co-l-丁烯)；Nylon 6/66;聚(乙烯-co-丙烯酸)钠 盐；聚(乙烯-co-醋酸乙烯酯-co-—氧化碳)；聚(三聚氰胺-co-曱醛)， 甲基化的/丁基化的(55/45);聚(马来酸-co-烯烃)钠盐溶液；聚(四 氟环氧乙烷-co-二氟亚甲基氧化物)a，co-二异氰酸酯；聚(异丁烯酸月桂 酯-co-二异丁烯酸乙二醇酯)；聚[(苯基异氰酸酯)-co-甲醛];聚[2,6-双 (羟甲基)-4-甲基苯盼《0-4-羟基苯甲酸];聚(四氟环氧乙烷-co-二氟亚 曱基氧化物)a,(D-二羧酸；聚[异丁烯酸甲酯-co-(分敎黄7丙烯酸酯)]; 聚[(异丁烯酸甲酯)-co- (9/f-^唑-9-丙烯酸乙酯)];聚[(异丁烯酸甲 酯)-co- (W- (1-萘基)-iV-苯基异丁烯酰胺)];聚[(异丁烯酸曱酯)-co-(分散红l异丁烯酸酯)];聚(L-丙交酯-co-己内酯-co-乙交酯)；聚[异 丁烯酸甲酯-co- (7- (4-三氟甲基)香豆素丙烯酰胺)];聚[二甲基硅氧烷 -co-甲基(3,3,3-三氟丙基)硅氧烷];聚[二甲基硅氧烷-co-甲基(硬脂酰 烷氧基)硅氧烷];聚(六氟氧化丙烯-co-二氟亚甲基氧化物)醇，乙氧基 化的磷酸酯；聚(乙烯-co-l,2-丁烯) 一元醇(mono-ol);聚[二甲基硅氧烷 -co-甲基(3-羟丙基)硅氧烷]-gm,(接枝)-四(1，2-丁二醇)；聚(1，4-己 二酸丁烯酯-co-聚己内酰胺)；聚(醋酸乙烯酯-co-丁烯酸)；聚(丙烯 酸叔丁酯-co-丙烯酸乙酯-co-异丁烯酸)；聚(l-乙烯基吡咯烷酮-co-苯乙 烯)；聚(四氟环氧乙烷-co-二氟亚曱基氧化物)-a，co-双(羧酸甲酯)； 聚(l,l-二氯乙烯-co-丙烯酸甲酯)；聚(丙烯腈-co-l，l-二氯乙烯-co-异丁 烯酸甲酯)；聚(苯乙烯-co-马来酐)，部分环己基/异丙基酯，枯烯封端 的；聚(4-乙基苯乙烯-co-二乙烯基苯)；聚(二甲基硅氧烷-co-二聚酸)， 双(全氟十二烷基)封端的；聚(苯乙烯-co-马来酐)，部分丙基酯，枯 烯封端的；聚(二聚酸-co-乙二醇)，氩化的；聚(乙烯-co-异丁烯酸缩 水甘油酯)；聚[二甲基硅氧烷-co-甲基(3-羟丙基)硅氧烷]-gra,(接枝)-聚(乙二醇)3-氨丙基醚；聚(二聚酸-co-l，6-己二醇-co-己二酸)，氢化 的；聚(3，3，，4,4，-联苯四羧酸二酐-co-l，4-苯二胺)，和酰胺酸溶液；和聚 [WiV，-双(2，2，6，6-四曱基誦4-哌p錄(piperidinyl)) -1,6-己二胺《0-2,4-二氯-6-吗啉代-l,3,5-三溱〗。
尤其是，嵌段共聚物可以包括一种ABC三嵌段结构，其具有例如一 聚丙埽酸丁酯段、 一聚丙烯酸乙酯段、和一聚异丁烯酸段。该嵌段共聚物 可包括一种二嵌IS:和/或三嵌^史共聚物，其具有两个或多个不同的聚-脂肪 族-丙烯酸酯段。此外，嵌段共聚物可包括一种二嵌段和/或三嵌段共聚物， 其具有两个或多个聚-烷基-丙烯酸酯段。
此外，嵌段共聚物可以与一种洗涤剂和/或一种脂质一起^f吏用，或在 一些实施方式中被它们代替。例如，洗涤剂可以包括但不限于AOT、 brij 族、lgepal族、triton族、SDS、及每种的衍生物。尤其是，洗涤剂可以包 括二辛基磺基琥珀酸钠盐、聚乙二醇十二烷基醚、辛基苯氧基聚乙氧基乙 醇、辛基苯基聚乙二醇、叔辛基苯氧基聚乙氧基乙醇、聚乙二醇叔辛基苯 基醚、4- (U,3，3-四甲基丁基)苯基-聚乙二醇、十二烷基疏酸钠盐、和 乙醇酸乙氧化辛基醚。而且，该嵌段共聚物可以包括脂质，诸如但不限于 脂质-PEG、天然脂质、合成脂质、鞘脂类，和每种的衍生物。
纳米结构可以连接到 一种探针分子。探针分子可以是能够由 一种连接 物直接或间接连接到纳米结构的任何分子。探针分子可以由任何合适的方 法直接或间接地被任何稳固的物理或化学締合(association)连接到纳米结 构。
在一种实施方式，探针分子对一种或多种靶分子(如癌细胞)有一种 亲和力，对其的检测(如确定存在和/或在血管(身体)里的靠近位置) 是期望的。例如，如果靶分子是核酸序列，应该选择探针分子从而大致与 靶分子序列互补，如此发生靶和探针的杂交。术语"大致互补"是指探针 分子是足够地互补于扭序列以在选择的反映条件下杂交。
探针分子和靶分子可以包招，f旦不限于，多肽(如蛋白诸如但不限于一 种抗体(单克隆或多克隆))、核酸(单体和寡聚)、多糖、糖、脂肪酸、
类固醇、喋呤、嗜啶、药物(如小化合物药物)、配体、或其组合。使用短语"多肽'，或"蛋白"是指包括一种蛋白质、 一种糖蛋白、一 种多肽、 一种肽、以及类似物，或者是天然分离自病毒、细菌、植物或动 物(如哺乳动物，例如人)来源的、或者是合成的，和其片段。 一种优选
的蛋白或其片段包括但不限于 一种抗原、 一种抗原的一种表位、 一种抗 体、或一种抗体的一种抗原反应性片萃爻。
使用短语"核酸"是指包括DNA和RNA，或者是天然分离自病毒、 细菌、植物或动物(如哺乳动物，例如人)来源的、或者是合成的，单链 的、双链的，包括天然或非天然产生的核香酸、或化学修饰的核苷酸。
此外，探针也可以包括但不限于，药物、治疗剂、》欠射学剂、小分子 药物、和其组合，其能用于治疗把分子和/或感兴趣的相关疾病或状态。 药物、治疗剂、和》文射学剂可以基于计划的治疗以及待治疗的状态和/或 疾病而选择。在一种实施方式，纳米结构可以包括两种或多种用于治疗状 态和/或疾病的揮:4十。
以下是可以使用的探针的非限制性示例列表Proleukin 、 Ca，th 、 Panretin 、 Zyloprim 、 Hexalen 、 Ethyol 、 Arimidex 、 Trisenox 、 Elspar 、 TICE BCG 、 Targretin 、 Blenoxane 、 Bulsulfex 、 Myleran 、 Methosarb 、 Xeloda , Paraplatin 、 BCNU、 BiCNU 、 Gliadel Wafer 、 Celebrex , Leukeran 、 Platinol 、 Leustatin，-2-CdA,克 拉立平)、Cytoxan(环磷酰胺)、Neosar 、 Cytoxan Injection 、 Cytoxan Tablet , Cytosar-U顶(赛德萨)、DepoCyt 、 DTIC-Dome 、 Cosmegen 、 Aranesp 、 DanuoXome 、 Daunorabicin 、 Cerubidine 、 Ontak 、 Zinecard 、 Taxotere 、 Adriamycin(阿霉素)、Rubex 、 Adriamycin PFS Injectionintravenous(静^"内注射)Injection 、 DoxilTM、 Dromostanolone 、 Masterone 、 Elliott's B Solution 、 Ellence 、 epogen 、 Emcyt 、 Etopophos 、 Vepesid 、 AromasinTM、 NeupogenTM、 FUDR 、 Fludara 、 Adrucil 、 Faslodex 、 Gemzar 、 Mylotarg 、 Zoladex Implant , Zoladrex 、 Hydrea 、 Zevalin 、 Idamycin 、 IFEX 、 Gleevec 、 Roferon-A 、 IntronA 、 Camptosar 、 Femara 、 Wellcovorin(亚叶酸钩 制剂),LeucovorinTM、 LeucovorinTM、 Ergamisol 、 CeeBUTM、 MustargenTM、Megace 、 Alkeran 、 Purinethol 、 Mesnex 、 Methotrexate , Uvadex 、 Mutamycin 、 MitozytrexTM、 Lysodren 、 NovatroneTM、 Durabolin-50 、 Verluma 、 Neumega 、 EloxatinTM、 Paxene 、 TaxolTM、 Aredia 、 Adagen (腺苷脱氨酶)顶、Oncaspar 、 Neulasta 、 NipentTM、 Vercyte 、 Mithracin 、 Photofrin 、 Matulane 、 Atabrine 、 Elitek 、 Rituxan 、 Prokine 、 ZanosarTM、 Sclerosol 、 Nolvadex 、 Temodar 、 Vumon 、 Teslac 、 Thioguanine 、 Thioplex 、 Hycamtin 、 Fareston 、 Bexxar 、 Herceptin 、 Vesanoid 、 Uracil Mustard Capsules 、 Valstar 、 Velban 、 Oncovin 、 Navelbine 、和Zometa饰。
在一种实施方式，纳米结构可以包括至少两类探针， 一类是耙探针， 其靶向于与 一种状态和/或疾病相关的细胞或化合物，而另 一类是一种用 于治疗疾病的药物。以这种方式，纳米结构用作一种检测成分、对感兴趣 的细胞的运输成分、和对治疗剂的运输成分。纳米结构的检测可以用于确 保将纳米结构运输到其期望的目的地，并确保运输到目的地的纳米结构的 量。
本公开提供了制造纳米结构的方法。见Current Opinion in Biotechnology 2002， 13， 40-46; Nature Biotechnology 2004， 22, 969-976，都 合并到本文中作为参考。 一种典范方法描述于以下的实施例1。
本公开提供了在一种样品或一个受试者(如，哺乳动物、人、猫、狗、 马等等)检测一种或多种靶分子的方法，并尤其是在体内检测靶分子。例 如，纳米结构可以用于才企测动物肿瘤的存在，如实施例l详述地使用纳米 结构。
应该注意的是，纳米物质和嵌段共聚物可以自装配为二维或三维微结
构，通过相互作用，诸如但不限于疏7JC相互作用、亲水相互作用、电荷间 相互作用、7t-叠加相互作用、和其组合。自装配可以在溶液或乳化液中、 或基质上进行。微结构可以是有序结构或无序结构。-徵结构可以包括至少 一种纳米微粒和一种嵌段共聚物，或包括多种纳米物质和多种嵌段共聚 物。
也应该注意的是预形成的微结构可以掺杂有一类或多类纳米结构。尤其是，用嵌段共聚物制备的预形成的孩￡结构(如多种形状中的一种(如球 形)多孔微结构)可以掺杂纳米结构，通过相互作用，诸如但不限于疏水 相互作用、亲水相互作用、电荷间相互作用、和其组合，取决于纳米结构 表面包被和嵌段共聚物化学组合。
如上所述，也应该注意的是纳米结构可以作为治疗的部分(如药物运 输)、作为运输到一个或多个靶(如癌症)的指示、和其组合，用于检测 状态和/或疾病，诸如但不限于，癌症、肿瘤、肿瘤性疾病、自身免疫疾 病、炎性疾病、代谢状态、神经学和神经变性疾病、病毒病、皮肤病学疾 病、心血管疾病、传染病、和其组合。
在一种实施方式，用嵌段共聚物包被的单种纳米物质，或者包含一种 或多种纳米物质的纳米微粒-聚合物复合体，可以作为探针或造影剂注射 到受试者(如，人、驯养动物、和家畜)以检测原发性肿瘤。这些纳米结 构可以连接到生物相容性化合物(如PEG和葡聚糖)以长循环"被动耙 向"剂，和/或连接到生物亲和探针(如抗体、抗原、肽、寡核苷酸、小 分子配体、和药物)以"主动"耙向原发性胂瘤。
应该注意的是，细胞可以用纳米结构和/或微结构预先标记(如体外 或体内)。例如，细胞可以在体外用纳米物质-嵌段共聚物微结构通过免 疫染色、吸收、微注射、细胞摄取和类似的标记。然后可以在体外监控细 胞，或者在体内追踪细胞，把纳米凝:粒作为追踪物、荧光、磁性、其组合、 和类似物。
也应该注意的是，纳米结构和/或孩i结构可以用作一种体内造影剂， 在血池、肝脏、脾脏、心脏、肺、和类似物中。例如纳米微粒-嵌段共聚 物^:结构可以注射到动物，并通过改变其结构特征，诸如大小和/或表面 包被，这些微结构可以优先地定位在特定器官或停留在血流中作为造影 剂。
也应该注意的是，嵌段共聚物应该用于控制纳米物质的降解。例如， 嵌段共聚物可以用于保护(造成生物相容性)纳米物质对抗生物条件下的 降解，尤其是用于体内应用，或者用于控制纳米结构的降解速率/程度， 通过改变嵌段共聚物的分子结构。此处使用的癌症，是作为它的普通含义，是对于异常细胞不受控制地 分裂的疾病的通用术语。癌细胞可以侵入相邻的组织并由血流和淋巴系统 扩散到身体的其它部分。
有几种主要类型的癌症，例如癌瘤是发生在皮肤或组织中，排列或覆 盖内脏的癌症。肉瘤是发生在骨头、软骨、脂肪、肌肉、血管、或其它结 締組织或支持组织的癌症。白血病是发生在血液形成组织诸如骨髓的癌 症，并导致产生大量异常血细胞和进入血流。淋巴瘤是发生在免疫系统细 胞的癌症。
当正常细胞失去能力，不能作为特异性、受控的和协同的单元时，就 形成了肿瘤。通常，实体瘤是异常的大量组织，其通常不包含嚢肿或液体 区域(一些脑肿瘤具有嚢胂，且中间坏死区域充满液体)。单个肿瘤内甚 至可以具有不同群体的细胞，其具有已经出错的不同病变。实体瘤可以是 良性的(非癌性的)、或恶性的(癌性的)。不同类型的实体瘤才艮据形成 它们的细胞类型命名。实体瘤的例子是肉瘤、癌、和淋巴瘤。白血病(血 液的癌症)通常不形成实体瘤。
代表性的癌症包括但不限于，膀胱癌、乳腺癌、结肠直肠癌、子宫内 膜癌、头颈癌、白血病、肺癌、淋巴瘤、黑素瘤、非小细胞肺癌、卵巢癌、 前列腺癌、睾丸癌、子宫癌、子宫颈癌、甲状腺癌、胃癌、脑干胶质瘤、 小脑星形细胞瘤、大脑星形细胞瘤、恶性胶质瘤、室管膜瘤、尤因氏肉瘤 族胂瘤、生殖细胞瘤、卢贞外癌、霍奇金病、白血病、急性成淋巴细胞性白 血病、急性髓性白血病、肝癌、成神经管细胞瘤、成神经细胞瘤、通常地 为脑肿瘤的、非霍奇金淋巴瘤、骨肉瘤、骨恶性纤维组织细胞瘤、视网膜 母细胞瘤、横紋肌肉瘤、通常地为软组织肉瘤的、幕上原发性神经外胚层 瘤和松果体瘤、-现通路和下丘脑胶质瘤、维尔姆斯胂瘤、急性淋巴细胞性 白血病、成人急性髓细胞性白血病、成人非霍奇金淋巴瘤、慢性淋巴细胞 性白血病、慢性髓细胞性白血病、食管癌、毛细胞性白血病、肾癌、多发 性骨髓瘤、口腔癌、胰腺癌、原发性中枢神经系统淋巴瘤、皮肤癌、小细 胞肺癌、及其它。
肿瘤可以^^分成恶性或良性的。在两种情况，都有细胞的异常聚集和增生。在恶性肺瘤的情况，细胞表现地更有攻击性，获得侵袭力增加的特 性。最终，肿瘤细胞甚至可以获得能力以脱离它们所来自的显微环境，扩 散到身体的另一区域(具有很不同的环境，并非通常益于它们的生长)并 在此新位置继续它们的快速生长和分裂。这称为转移。 一旦恶性的细胞已 经转移了，就更难达到治愈。
良性细胞侵袭的趋势较小，不易于转移。脑肿瘤在脑内广泛地扩散， 但通常不转移到脑外。神经胶质瘤在脑内是非常侵入性的，甚至穿越半球。 可是它们以不受控的方式分裂。取决于其位置，他们能象恶性损伤一样致 命。它的 一个例子将是脑内的良性肿瘤，其将会生长并占用颅骨内的空间， 导致脑内压力增加。
此处使用的心血管疾病，应该是指它通常的意义，包括但不限于，高 血压、糖尿病、冠心病、瓣膜性心脏病、先天性心脏病、心律不齐、心肌
病、CHF、动脉粥样硬化、炎性或不稳定的斑块相关状态、血管再狭症 (restenosis)、梗塞形成、血栓症、手术后凝固性障碍、和中风。
此处使用的炎症疾病，应该是指它通常的意义，可以包括^a不限于， 自身免疫疾病诸如关节炎、类风湿性关节炎、多发性硬化、系统性红斑狼 疮、其它疾病例如哮喘、牛皮癣、炎症性肠综合症、神经退化疾病诸如阿 尔茨海默病、帕金森病、亨廷顿病、血管性痴呆、和其它病理状态诸如癫 痫、偏头痛、中风和创伤。
此处使用的自身免疫疾病，应该是指它通常的意义，包括但不限于， 斑秃、强直性脊柱炎、抗磷脂综合症、自身免疫阿狄森氏病、再生障碍性 贫血、自身免疫溶血性贫血、自身免疫肝炎、贝切特氏病、胆汁性肝硬化、 大疱性类天疱疮、卡纳万病、心肌病、口炎性腹泻-皮炎、慢性疲劳免疫 功能障碍综合症(CFIDS)、慢性炎症脱髓鞘性多神经病、变应性肉芽肿综 合症、疤痕性类天疱疮、CREST综合症、冷凝集素疾病、克隆氏病、皮 肌炎、席尔德氏弥漫性脑硬化症、盘状狼疮、原发混合型冷球蛋白血症、 纤维肌痛-纤维肌炎、富克斯异色性虹膜睫状体炎、格雷夫症、急性感染 性多神经炎、桥本氏甲状腺炎、特发性肺纤维变性、特发性血小板减少性 紫癜(ITP)、 IgA肾病、胰岛素依赖型糖尿病、中间葡萄膜炎、幼年型关节炎、扁平苦藓、狼瘙、Mnire，s疾病、混合性结締组织病、多发性硬化、 重症肌无力、肾病综合症、寻常型天疱疮、恶性贫血、结节性多动脉炎、 多软骨炎、多腺体综合症、风湿性多肌痛、多肌炎和皮肌炎、原发性无丙 种球蛋白血症、原发性胆汁性肝硬变、牛皮瘅、雷诺现象、莱特尔氏综合 症、风湿热、类风湿性关节炎、肉状瘤病、硬皮病、斯耶格伦氏综合症、 僵体综合症、大动脉炎、颞动脉炎/巨细胞动脉炎、溃疡性结肠炎、血管 炎、白癜风、VKH (伏格特-小柳-原田三氏)病、韦格纳肉芽肿病、抗磷 脂抗体综合症(狼瘙抗凝物)、丘-施二氏综合症(变应性肉芽肿病)、 皮肌炎/多肌炎、古德帕斯丘综合症、带有关节炎的间质性肉芽肿皮炎、 红斑狼疮(SLE、 DLE、 SCLE)、混合性结締组织病、复发性多软骨炎、 HLA-B27相关状态，包括强直性脊柱炎、牛皮癣、溃疡性结肠炎、莱特 尔氏综合症、和葡萄膜疾病。
此处使用的病毒病，应该是指它通常的意义，包括靶病毒诸如但不限 于，副粘病毒、红眼病病毒(picoma-)、鼻病毒、柯萨奇病毒、流感病毒、 疱奢病毒、腺病毒、副流感病毒、呼吸合胞体病毒、埃可病毒、冠形病毒、 爱泼斯坦-巴尔病毒、巨细月包病毒、水痘-带状疱發病毒、和肝炎(如变体， 包括丙型肝炎病毒(HCV)、甲型肝炎病毒(HAV)、乙型肝炎病毒(HBV)、 丁型肝炎病毒(HDV)、戊型肝炎病毒(HEV)、己型肝炎病毒(HFV)、 庚型肝炎病毒(HGV)、人免疫缺陷症)。
此处使用的神经学状态，应该是指它通常的意义，可通常分成三类 伴有局部缺血或含氧量低的疾病；神经变性疾病(见Adams等人,Principles of Neurology, 1997, 6th Ed., New York, pp 1048);和神经细胞死亡相关的 神经学上的及精神病学上的疾病。
伴有局部缺血或含氧量低机制的疾病可以进一步分为全身性疾病和 脑缺血。涉及局部缺血或含氧量低机制的这种全身性疾病的例子包括心肌 梗塞、心功能不全、心力衰竭、充血性心力衰竭、心肌炎、心包炎、心包 心肌炎、冠心病(冠状动务>狭窄)、心绞痛、先天性心脏病、休克、骨端 缺血、肾动脉狭窄、糖尿病性视网膜病、伴有疾疾的血栓形成、人造心瓣 膜、贫血(anemias)、高脾综合症(hypersplenic syndrome)、肺气肿、肺纤维化、和肺水肿。脑缺血疾病的例子包括中风(以及出血性卒中)、 大脑微血管病(小血管病)、产时脑缺血、心跳停止或复苏中/之后的脑 缺血、由于手术中问题的脑缺血、颈动脉手术中的脑缺血、由于向大脑供 应血液的动脉狭窄的脑缺血、静脉窦血栓形成或脑部静脉的血栓症、脑血 管畸形、和糖尿病性视网膜病。
神经变性疾病可以包括但不限于，肌萎缩性侧索硬化(ALS)、帕金 森病、亨廷顿病、威尔逊氏病、多系统萎缩、阿尔茨海默病、皮克氏病、 路易体(Lewy body)病、哈勒沃登-施帕茨病、变形性肌张力不全、遗传性 感觉运动神经病(HMSN)、杰茨曼-斯脱司勒-史茵克综合症 (Gerstmann-Straussler-Scheinker syndrome disease)、克-雅二氏病、马-乡々病、 弗里德赖希共济失调、非-弗里德赖希共济失调、吉累斯.德拉图雷特氏综 合症、家族性震颤、橄榄体脑桥小脑变性、副胂瘤性脑综合症、遗传性痉 挛性截瘫、遗传性视觉神经病(Leber)、视网膜色素变性、斯塔加特病、 和基-塞二氏综合症。
休克、大脑内的出血、蛛网膜下出血、多发性硬化性痴呆、炎性疾病(血 管炎、多发性硬化、和吉兰-巴雷综合症)、神经外伤(如脊髓创伤、和 脑创伤)、外周神经病、多发性神经病、癫痫、精神分裂症、代谢性脑病、 和中枢神经系统感染(如，病毒、细菌、真菌)。
实施例1
已经大体上描述了纳米结构的实施方式，实施例1描述了纳米结构的 一些实施方式和其使用。以下是本发明一种实施方式的非限制性示例，其 更详细地描述于Gao等人，Nature Biotechnology, 22， 8(2004)，其合并于此 处作为参考。这个实施例不是指限制本公开的任何实施方式的范围，而是 提供特定实验条件和结果。因此，本领域技术人员将会明白，许多实验条 件都可被改变，意图是这些改变在本公开的实施方式的范围内。
已经对在活动物中癌症靶定和成像开发了基于半导体量子点(QD) 的多功能纳米微粒探针。结构设计涉及把发光的QD用ABC三嵌段共聚物包被，然后把此两亲性聚合物连接到肿瘤靶定的配体和药物运输官能
度。对生长在棵小鼠中的人类前列腺癌的体内靶定研究表示，QD探针能 被运输到肿瘤位点，通过增强的渗透和存留并通过结合癌症特异性细胞表 面生物标记的抗体。使用皮下注射QD-标签的癌细胞和系统注射多功能的 QD探针导致在体内条件下对癌细胞敏感和多色荧光成像。这个实施例还 报道了联合全身大照明系统和解析波长光镨成像，以有效地除去背景和精 确描绘峰值光镨信号。这些结果提高了体内分子乾的超灵敏和多重成像新 的可能性。
结果
探针设计用于体内癌症靶定和成^f象的生物共轭的QD探针由使用药 物运输和靶定原理而设计。如在(图3 )示意性地表示的，核-壳CdSe-ZnS 量子点被配位配体(TOPO)和两亲性聚合物包被保护。由于TOPO和聚 合物烃之间的强疏水相互作用，这两层互相"结合"并形成疏水保护结构， 其对抗水解和酶降解，即使在体内的复合条件下。与现有研究中使用的简 单聚合物和两亲性脂质比较，此处描述的方法是用高分子量的(MW-约 100kD)共聚物，其具有精细的ABC三嵌段结构和接枝的8-碳(C-8 )烷 基支链(图3B)。此三嵌段聚合物包括一种聚丙烯酸丁酯段(疏水)、 一种聚丙烯酸乙酯段(疏水)、 一种异丁烯酸段(亲水)、和一种疏水烃 支链。 一个关键的发现是，此聚合物可以由同时的自装配过程分散和包被 单TOPO-包被的QD。结果是，QD被保护到一种程度，它们的光学特性 (如吸收光谱、发射光傳、和荧光量子产额)在宽的pH (1至14)和盐 条件(0.01至1M)或在用1.0M盐酸(PEG-连接的QD)苛刻处理之后不 改变。
动态光散射(DLS)测量表示，装配的QD探针的流体动力学半径为 约10至15nm (取决于连接的配体)。这个值与一种紧凑探针结构一致， 此结构包括一个5-nm QD核(2.5nm半径)、 一个l-nm TOPO帽、 一个 2-imi厚聚合物层、和一个4-5-nmPEG/抗体层。已经表示，QD的流体动 力学半径可以比它们的TEM "干"半径相当地大，但是所报道的TEM值不代表有机包被的QD的真实物理大小。原因是有机材料(诸如TOPO、 聚合物、和结合的生物分子)不是足够电子密以在纳米级TEM看得见的。 因为QD被紧密地保护而不接触外部环境，它们的流体力学行为主要由表 面-包被层控制。同样地，聚合物包被的量子点应该与标准的聚合物胶束 或纳米微粒行为相似，包被的QD与大分子和纳米微粒相比不可能具有不 同的流体力学特性。
基于几何学/大小的束蜂和配体偶联效率(大约40-50%，通过使用荧 光标记的配体实验确定)，已经估计，每个点包含约200TOPO分子、约 4至5三嵌段共聚物分子、约5至6PEG分子，和约5至6抗体分子。当 QD生物共轭的稀溶液(10_12M)铺展在玻璃表面时，高敏感度的荧光成 像表示"闪光"信号。这种闪光行为是单量子系统诸如单染料分子和单 QD的特征，表示三嵌段共聚物已经有效地将点分散到单微粒。初步的 TEM结果也揭示了 QD探针由单微粒組成，有4艮少聚集或没有聚集。然 而值得注意的是，QD闪光对于体内癌症成像没有不利影响，因为肿瘤细 胞用大群体(直到百万)的QD标记，远非单点状态。
在当前的PEG结合水平，它不干扰抗体结合，如由阳性细胞染色证 实的。在较高的PEG密度或较长的链，可以发生与配体结合的显著干扰， 如之前对聚乙二醇化脂质体报道的。为了减少千扰，耙定的配体可以连接 到PEG的远末端。然而，完全暴露的配体能引起非特异性细胞摄取或免 疫反应，从而减少探针的生物相容性和在体内循环的持续时间。
肿瘤靶定在体内条件下，QD探针可以运输到肿瘤，通过被动靶定 机制和主动靶定机制(图3C)。以4皮动的方式，大分子和纳米大小的微 粒优先地集聚在肿瘤位置，通过增强的渗透性和存留(EPR)效应。认为 这种效应来自两个因素(a)产生血管上皮生长因子(VEGF)的血管生 成胂瘤，这种生长因子使得新血管系统超渗透并导致循环的大分子和小孩吏 粒渗漏；(b)缺少有效淋巴排泄系统的肿瘤，其导致随后的大分子或纳 米微粒集聚。对于主动肿瘤靶定，抗体-结合的量子点已经用于靶定前列 腺-特异性细胞表面抗原PSMA。此前的研究已经说明PSMA是一种细胞 表面标记物，对于前列腺上皮细胞和新生血管性上皮细胞。PSMA已经被选择作为一种有吸引力的靶，用于前列腺癌的成^f象和治疗千预。PSMA抗 体在肿瘤生长位点的集聚和存留是放射免疫闪烁扫描(如ProstaScint扫 描)和靶定治疗人类前列腺癌转移的基础。
结合于识别PSMA的胞外域的PSMA单克隆抗体J591的QD探针， 首先净皮评价在前列腺癌细胞系中结合PSMA。免疫细胞化学数据证实了强 的和特异性结合PSMA Ab J591-结合的QD探针于人类前列腺癌细胞系 C4-2,已知此细胞系在细胞表面表达PSMA(图4,上板)。使用QD-PEG (无抗体)的对照研究表示，只有低水平的非特异性细胞结合于C4-2细 胞(图4,中板)。使用PC-3细胞( 一种PSMA阴性的人类前列腺癌细 胞系)的另外对照研究也表示没有QD结合(图4,下板)。这些结果确 定，PSMA抗体-QD结合物保留它们的PSMA结合活性和特异性。
为了研究QD-PSMA Ab结合的探针在活动物中的行为，在本研究中 检查了以下它们的特异性摄取和存留、背景或非特异性摄取、血液清除、 和器官分布以及它们与QD表面修饰的关联。图5A和5B表示从棵小鼠 在单次尾静脉给药QD-PSMA Ab结合物之后获得的，表示异种移植物(图 5B)和六种正常宿主器官(图5A)的对比组织学数据。如从量子点的特 征性红-橙色荧光所见的，非特异性QD摄取和存留主要发生在肝脏和脾 脏中，在脑、心脏、肾脏、或肺中有很少QD集聚或没有。这种体内器官 摄取和分布方式类似于葡聚糖-包被的磁性铁氧化物纳米微粒的。对于用 过多COOH基团聚合物包被的QD,没有观察到肿瘤靶向，表示非特异性 器官摄取和快速血液清除。对于用表面PEG基团聚合物包被的QD,器官 摄取的速率减少，血液循环的长度增加，导致纳米微粒在肿瘤中緩慢集聚。 对于用PEG包被和生物共辄PSMA抗体的QD,纳米孩t粒被运输并被肿 瘤异种移植物保留，但非特异性肝脏和脾脏摄取仍然是表观的。
观察到被动胂瘤靶定只带有增加剂量的QD-PEG结合物(6nmo1注射 加上24-小时潜伏期的探针循环)。与之相比，发现同样剂量的QD-COOH 结合物在肿瘤中具有很少的集聚，由于在无胸腺的宿主中同样长度循环之 后被动靶向。QD摄取和存留的低效率很可能由于探针表面上的额外负电 荷(聚合物包被上的游离羧酸基团)，已知其减少探针溢出率以及其随后在肿瘤异种移植物中的集聚。
体内癌症成像图6A至6D表示光诿成像结果，从PSMA-AbQD探 针注射到带有肺瘤的小鼠和对照小鼠(无肿瘤)的尾静脉而获得。原始图 像(图6A)表示在自荧光背景(小鼠皮肤)中在一个肿瘤位点的QD信 号。使用光镨非混合的算法，荧光背景信号(图6B)可以与QD信号(图 6C)分开。复合图像(图6D)清晰地表示整个动物和肿瘤位点。底部右 图增强的对比度表示，QD探针可以从本质黑的背景看出，带有很少或没 有来自小鼠自荧光的干扰。使用体外激发的量子点的分别的测试表示，光 语成像技术可以用于非混合的多荧光信号，其在峰值位置差别小至5nm (结果未显示)。因此，从自荧光排除干扰的能力和分辨多个同时信号的 能力表示，光谱成《象将具有相当大的用途，当与基于量子点的标记策略组 合时。
本研究进一步检查了 QD探针表面上的官能团如何影响体内成像结 果。图7比较了来自三类表面修饰的体内成像结杲COOH基团、PEG 基团、和PEG加上PSMA Ab。与组织学检查一致，以COOH探针没有检 测到肿瘤信号；以PEG探针只观察到弱的肿瘤信号(被动靶定)；以 PEG-PSMAAb结合探针检测到强信号(主动靶定)。这个比较提供了进 一步的证据，说明通过使用肿瘤特异性配体的主动肿瘤靶定比基于肿瘤渗 透、摄取和存留的被动靶定更快更有效。
探针与GFP亮度和光谦的比较因为遗传编码的荧光蛋白诸如GFP 已经被用于对细胞加标签用于体内癌症成像，所以重要的是比较GFP和 QD探针的检测敏感度和光谦特征。为了这个目的，首先把QD连接到易 位肽(诸如HIVTat或聚精氨酸)，并运输到活的癌细胞。类似的肽已经 被用于运输》兹性纳米樣吏粒到活细胞用于体内监控细胞迁移和整合。荧光强 度测量表示，多至三百万QD可被运输到每个癌细胞。令人惊讶地，这个 水平的QD负荷不影响细胞存活度和生长，因为QD-标签的癌细胞的移植 在动物才莫型中引起平常的肿瘤生长。
图8A表示对同样数目(约1000)的QD-标签的细胞和稳定地转染 GFP的细胞被注射到宿主小鼠两侧的体内成像数据。尽管QD-标签的细胞和转染GFP的细胞在细胞培养物中亮度相似(右边两个图)，但体内只 观察到QD信号(右侧的橙色发光)。在注射位点辨别不出GFP信号(左 侧的环)。这个结果不能提供对GFP和QD之间的绝对强度比较，因为 多个因素(诸如光密度和组织散射)难以标准化或校准。相反，这是个定 性光谱比较，证明QD的发射光谙可以被转换离开自荧光，允许在低信号 强度分光检测。与之相比，有机染料和荧光蛋白导致小沲转换(strokes shift),造成GFP发射和背景荧光在同一光语区域。QD的亮度和光镨转换 优势进一步表示于图9A和9B和10A和IOB。
另一个重要特征是QD的大吸收系数，这使得它们在光子有限体内条 件下(其中光强度被散射和吸收严重削弱)成为更亮的探针。为了鉴赏这 个特征，可以比较量子点和有机染料的光物理学。理论上，单量子点的寿 命有限发射率比单有机染料的低5-10倍，因为它们较长的激发态寿命 (20-50 ns)。然而实际上，荧光成像通常在吸收有P艮条件下操作，其中 吸收率是荧光发射的主要限制因素。因为QD的摩尔消光系数(0.5-2 x 106M"cm")是有机染料(5-10 x 104M"cm")的大约10-50倍，QD吸收 率将比有机染料在同样激发光子通量时快10-50倍。由于光发射的速率增 加，单QD比有机染料表现为亮10-20倍，这已经被目前的文献实-验证实。
本研究已经进一步探究了用QD-编码的微珠多色体内成像。为了这个 目的，三种0.5拜聚合物珠子样品分别掺杂绿色、黄色或红色QD,注射 到小鼠模型的三个不同位置，类似于预先报道的使用荧光珠子用于细胞分 化和运输研究。由于QD的通常大的沲转换(strokeshift)和宽的激发光i普， 在同一小鼠中以单个光源同时观察到所有三种颜色(图8B)。
讨论
在本工作之前，多个研究组已经报道了使用QD用于敏感性生物检测 和细胞成像，但在对活动物给药量子点后注意到显著的荧光损失。尽管这 种信号损失的准确来源还不清楚，近来的研究表示，表面配体和包被在体 液中緩慢降解，导致表面缺陷和荧光熄灭。这个机制被以下观察结果支持， 即表面缺陷可以由连续激光激发而退火，QD荧光的损失可以被部分地贮存(涉及表面结构变化)。本工作中净艮道的QD探针代表一种显著改进， 因为它们对体内降解是高度稳定的。 一个重要的特征是高分子量的三嵌段 共聚物，其完全地包被TOPO-QD并形成围绕单QD的稳定疏水保护层。
在此聚合物层的亲水表面上，有大量的官能团(如约400至500羧酸 基团)，其允许连接诊断剂和治疗剂。带有小分子配体诸如合成的有机分 子、小寡核苷酸和肽，同一配体的许多拷贝可以被连接到单点，导致多价 的QD-靶结合。预先的研究已经表示，正确地设计的多价配体可以增加结 合亲和力IO个数量级。使用在高表面密度连接到寡聚物的胶质金纳米微 粒，已经证明，DNA杂交的序列选择性可以提高100至1000倍(较尖锐 的融化曲线)。研究也已经表示，QD-肽结合物表现敏锐的结合特异性， 最可能是因为结合于蛋白靶的多价肽分布在肿瘤脉管系统的表面。这种新 特征在有机染料和荧光蛋白是不存在的，并能允许对靶癌细胞基于细胞表 面生物标记物的密度和分布设计多价QD探针。这可能对癌症分子诊断和 治疗提供了一种新策略，因为真正独特的癌症生物标记物通常是无法获得 的或以极低浓度存在。
此外，聚合物-包被的QD探针有用于体内肿瘤靶向的极好尺寸范围。 以小的肽-染料结合物，快速溢出通常导致探针在小于1分钟内被血液清 除。通过连接小探针到大分子或纳米微粒，循环或存留时间可以被增加， 这是药物运输研究中广泛使用的策略。事实上，所描述的工作表示，PEG-保护的QD能够在血液中循环长至约48-72小时，半衰期为约5-8小时。 同时，这些探针对于必要的结合到细胞表面受体是足够的小，以由内吞作 用或肽易位而内化，和穿过核孔以进入细胞核(使用核定位的肽)(图 8A,右上)。然而，QD渗透到实体瘤的深度将是有限的，至少部分地由 其纳米尺寸。
QD的独特光学特征也提供了多色成像和多重的新可能性。例如，多 色成像将允许在转移性肿瘤位点强度定比(ratioing)、空间上共定位、和定 量靶测量。光学编码策略也可能基于使用多色和多强度水平。这种组合方 法的尝试已经在对大量基因、蛋白和小分子库加标签中证明。除了波长和 强度，寿命荧光成像代表了 一种新尺寸。由于QD的激发态寿命(约20-50ns)几乎比有机染料的(约2-5 ns)长一个数量级，QD探针应该适于细 胞、组织标本、和活动物的荧光寿命成像(FLIM)。
当前使用橙/红-发射量子点对于组织渗透或成像敏感度不是优化的。 组织光学的大量工作已经表示，深组织成像(毫米到厘米)要求使用光谱 范围为650-900nm的远红光和近红外光。这种波长范围对体内光学成像提 供了 "清晰，，的观察窗，因为它与血液和水的主要吸收峰值分离开。基于 组织光学计算，估计使用近红外-发射的量子点应该提高胂瘤成像敏感度 至少10倍，能够敏感地检测10-100癌细胞。朝着这个目标，近来的研究 已经制备了一类新的合金的半导体量子点，由碲化镉硒组成，可调的荧光 发射值高至850nm,量子产额高至60%。与核-壳CdTeCdSe II型材料一 起，使用近红外-发射QD应该在组织渗透深度和细胞检测敏感度带来主 要的改进。
还有一个问题是QD的毒性和体内新陈代谢。近来的工作表示，CdSe QD在UV光照长期时间阶段对细胞是高度毒性的。这是可理解的，因为 UV-放射通常溶解半导体微粒，释放毒性的镉到培养基中。没有UV放射 时，本工作表示带有稳定聚合物包被的QD对细胞是基本上无毒的(对细 胞分裂或ATP产生无影响)。本文献表示，体内研究也证实稳定地保护 的QD的无毒本质。这可能并不令人惊讶，因为聚合物保护层是如此稳定， QD核不会暴露于外部环境。与这个结论一致，此前的研究已经表示，摄 取葡聚糖-保护的氧化铁纳米微粒(直到每细胞1千万微粒)不会显著降 低细胞存活度，注射胶束-保护的QD (直到每胚胎细胞20亿)不会影响 蛙胚胎发育。在此工作中，单癌细胞中直到3百万QD并不略微减少其存 活度或生长。
然而，目前对注射到活动物中的QD探针的新陈代谢或清除机制了解 甚少。对于聚合物-包被的QD,不可能发生半导体核的化学或酶降解。但 聚合物-保护的QD可能被从身体清除，通过肾的緩慢过滤和排泄。
总之，本研究涉及开发一种新的聚合物包被的和生物共轭的QD探针 用于体内癌症靶向和成像。这些探针是亮的、稳定的，并具有通用的三嵌 段共聚物结构，其很好地适于结合更多的诊断和治疗剂。体内成像结果表示，QD探针可以由被动和主动机制耙向于肿瘤位点，但;故动靶向比主动 靶向慢和效率低。当与波长可分辨地成像组合时，QD探针允许在活动物 对癌细胞敏感和多色成像。使用近红外发射量子点应该改进组织渗透深度 和成像敏感度。根据所述研究，量子点可以整合到靶向、成像、和治疗剂 以开发用于非侵入性成像、诊断和治疗癌症、心血管空斑和神经变性疾病 的"聪明的"纳米结构。
方法动物使用步骤由Emory大学的实验动物照料和使用委员会审 查和认可。
材料除非另外提及，所有化学品和生物化学品都购自Sigma-AWrich (St. Louis， MO)并不经进一步纯化而〗吏用。对前列腺特异性膜抗原(PSMA) 的一种单克隆抗体(j59i)是来自Millennium Pharmaceuticals (Cambridge, MA)的友情礼物。膜易位肽(Tat和聚精氨酸，带有用于结合链霉亲和素-QD的c-末端生物素)由Invitrogen (Carlsbad, CA)合成和纯化。核-壳量子 点(ZnS-包被的CdSe)根据文献步骤合成。高温的配位溶剂3-正辛基氧 化膦(TOPO),用于此合成，导致高质量的QD被单层TOPO分子加帽。 这些点是高度荧光的(约60%量子产额)和单分散(约5%尺寸变化)。 QD-编码的微珠通过使用丁醇中的0.5pm中孔微珠而制备，并如此前报道 的分离和纯化。
由一种聚-丙烯酸丁酯段、 一种聚-丙烯酸乙酯段、和一种聚-异丁烯酸 段组成的三嵌段共聚物购自Sigma(St. Louis, MO)。在分子量为约100, 000 道尔顿，此聚合物含有多于1000总单体单元，重量分布为23%异丁烯酸 和77%组合的丙烯酸丁酯和丙烯酸乙酯。为了包被QD，约25%的游离羧 酸基团用辛胺(一种疏水支链)衍生。因此，溶解在二甲基甲酰胺(DMF) 中的原始聚合物与正辛胺反应，聚合物/辛胺摩尔比为1: 40，使用乙基-3-二甲基氨基丙基碳二亚胺(EDAC, 3倍过量的正辛胺)作为交联剂。产 物产量通常大于90%,由于在DMF高EDAC偶联效率(由薄层色谱法中 的游离辛胺带的变化确定)。反映混合物用ratovap (Rotovapor R-3000， Buchi Analytical Inc，Delaware)干燥。所-彈到的油状液体用水沉淀，并用水 漂洗5次以除去多余的EDAC和其它副产物。在真空干燥后，辛胺-接枝以使用。
表面修饰和生物共轭使用3: 1(v/v)氯仿/乙醇溶剂混合物，TOPO國 加帽的量子点用两亲性三嵌段共聚物包被。聚合物与QD的比例为5至 10,因为分子几何学计算表示，完全包被1个量子点要求至少4个聚合物 分子。事实上，稳定包被(如，无聚集)在聚合物/点比率小于4: l时没 能达到。在真空干燥后，包被的点被悬浮在极性溶剂(含水緩冲液或乙醇) 中，并由胶过滤而纯化。然后使用标准步骤以交联游离羧g团(每个聚 合物分子上约100)和含胺的配体诸如胺-PEGs(Sunbio,Korea)、肽、和抗 体。筒略地说，聚合物包被的点用lmM EDAC在pH6活化30分钟。純 化后，活化的点与胺-PEG以QD/PEG摩尔比1: 50在pH8反应2小时， 产生PEG-连接的探针。可替换地，活化的点与PEG以减少的QD/PEG比 例1: 6在pH8反应20分钟，然后与肿瘤靶定的抗体以QD/抗体摩尔比1: 15反应2小时。最终的QD生物共扼物由柱过滤或在100,000g超速离心 30分钟而纯化。重悬于PBS緩沖液(pH7)之后，聚集的微粒在6000g 离心IO分钟而除去。
QD-链霉亲和素通过使用与QD-抗体结合物同样的交联剂(l-mM EDAC)和在同样的实验条件(1: 15QD/链霉亲和素摩尔比、pH8、室温 和2小时)下制备。柱过滤纯化后，QD-链霉亲和素与生物素化的Tat(或 聚精氨酸)以QD/肽摩尔比1: 20混合，并在室温下PBS緩冲液(pH7) 中培养30分钟，偶然超声波处理。产物通过过滤柱色镨法纯化。Tat或聚 精氨酸与QD的结合通过4吏用双标记肽(生物素在一端，不同于QD荧光 的有机染料在另一端)而证实。肽-QD结合物被加到细胞培养基至终浓度 为20nM,并在37。C培养1小时至24小时。
荧光成像体内荧光成像通过使用大-照明系统(Lightools Research, Encinitas，CA)而完成，其特异性地设计为小动物研究。使用双电长通道 过滤器(Chroma Tech, Brottleboro, VT )和数字彩色相机(Optronics, Magnafire SP, Olympus America, Melville, NY)获得真实-色荧光图像。通 过使用光语成像系统(CRI，Inc., Wobum,MA)实现波长已分辨的光镨成 像，此系统包括一个光学头部，其包括一种液晶可调过滤器(LCTF，带 43宽为20nm,扫描波长范围为400至720nm)、 一个光耦合器和一个冷却 的科学级单色CCD相机，以及图像获得和分析软件。当相机在每个波长 以恒定曝光捕获图像时，可调过滤器自动地从580至700nm以10nm增量 分步。总共获得时间为大约10秒。13个所得的TIFF图像被装载到内存 单个数据结构，形成带有在每个像素的光谱的光i普栈。用光语成像软件， 可以迅速检测并分析小的但有意义的光谱差异。
自动荧光光谱和量子点光语被人工地选择自光镨图像，由使用计算机 鼠标选择合适的区域。应用光谱非混合的算法(从CRI，Inc.,Woburn,MA 提供)以产生非混合的"纯，，自动荧光和"纯"量子点信号的图像，这个 程序在通常个人计算机上占用约l秒。当适当地产生时，自动荧光图像应 该是强度均匀的，不考虑是否存在量子点信号(如图6A至6D的情况)。 为了非混合的目的鉴别有效光镨只需要被最初地进行，因为光i普可以保存 在光谱库中，再次使用于另外的光谱栈。
通过使用装有数字彩色相机(Nikon Dl )、宽-带的紫外线(330-385nm) 光源(100-W汞灯)、和长通道干扰滤波器(DM400, Chroma Tech， Brattleboro,VT)的倒置Olympus显微镜(IX-70)检查细胞和组织部分。 通过使用单-级分光计(SpectroPro 150， Roper Scientific, Trenton, NJ)获得 波长已分辨的光i普。
细胞、组织和完整动物研究人类乳腺癌细胞(MDA-MB-231)和 PSMA阳性人类前列腺癌细胞(C4-2)用于移植到免疫-妥协的Balb/c棵 小鼠。这两种细胞系培养在分别带有10%胎牛血清的RPMI和T培养基。 常规的免疫组织化学步骤用于确定PSMA Ab-QD结合物结合到C4-2前列 腺癌细胞，使用PEG-QD (无抗原)和PC-3细胞(无PSMA抗原)作为 阴性对照。对于预先对癌细胞加标签，QD连接到一种转导肽，诸如如上 所述的HIVTat或聚精氨酸，并通过在37。C培养运输到活的癌细胞。培养 1小时后，发现每个细胞都含有超过1百万QD，过夜培养之后，基本上 所有QD都位于细胞核内。
使用由Emory大学的实验动物照料和使用委员会认可的步骤，大约1 百万肿瘤细胞皮下注射到6-8周大的棵小鼠(Charles River, Wilmington,MA)。每天监控肿瘤生长直到它达到可接受的大小。小鼠分成2組，用 于被动靶向和主动靶向研究。QD结合物注射到尾静脉，对主动靶向 0.4nrno1,对被动耙向6.0nmo1 (约多15倍)。由腹腔内分别以95mg/kg 和5mg/kg注射Ketamine和Xylazine混合物，将小鼠置于麻醉。在黑盒子 中，由光导纤维光提供照射，使用长通道过滤器来丟弃散射的激发光并穿 过沲转换的(Strokes-shifted)QD荧光。由科学级CCD记录荧光图像。在全 身成像后，小鼠被用C02过量剂量处死。肿瘤和主要器官被除去并冷冻用 于组织学QD摄取和分布研究。组织收集物被冷冻切片为5-l(Him厚的段， 在(TC用丙酮固定，并用上射荧光显微镜(Olympus Axiovert, Melville, NY) 检查。
应该强调的是，本公开的上述实施方式仅仅是实施的可能例子，并仅 仅列出为了清楚理解本公开的原理。对本公开的上述实施方式可以进行许 多变更和修改，而不本质上偏离本公开的精髓和原理。所有这种变更和修 改都意为包括在^^开的范围内，并由以下权利要求保护。
权利要求
1. 一种纳米结构，包括一量子点；和一疏水保护结构，其包括一种加帽配体和一种两亲性共聚物，其中所述疏水保护结构包被所述量子点。
2. 根据权利要求1所述的纳米结构，其中所述两亲性共聚物选自两 亲性嵌段共聚物、两亲性无少见共聚物、两亲性交替共聚物、两亲性周期共 聚物、和其组合。
3. 根据权利要求1所述的纳米结构，其中所述两亲性共聚物是一种 嵌段共聚物，选自一种二嵌,更共聚物、 一种三嵌段共聚物、和其组合。
4. 根据权利要求3所述的纳米结构，其中所述两亲性嵌段共聚物包 括一种ABC三嵌段结构，其具有接枝的8-碳烷基支链。
5. 根据权利要求4所述的纳米结构，其中所述ABC三嵌段结构包括 一聚-丙烯酸丁酯段、 一聚-丙烯酸乙酯段、和一聚异丁烯酸段。
6. 根据权利要求1所述的纳米结构，其中所述量子点包括一核和一 帽，其中所述量子点的所述核选自IIA-VIA半导体、IIIA-VA半导体、 IVA-IVA半导体、和IVA-VIA半导体组成的组。
7. 才艮据权利要求6所述的纳米结构，其中所述量子点的所述核选自 由IIA-VIA半导体组成的组。
8. 根据权利要求6所述的纳米结构，其中所述量子点的所述核选自 由CdS、 CdSe、 CdTe、 ZnSe、 ZnS、 PbS、 PbSe和合金组成的組。
9. 根据权利要求1所述的纳米结构，其中所述量子点是CdTe/CdSe。
10. 根据权利要求l所述的纳米结构，还包括一种生物相容性的化合 物，其基本排列在所述疏水保护结构的表面上。
11. 根据权利要求10所述的纳米结构，其中所述生物相容性化合物 是一种分子量约500至50,000的聚乙二醇分子。
12. 根据权利要求IO所述的纳米结构，还包括基本排列在所述疏水保护结构表面上的一种探针，其中所述^:针选自一种抗体、 一种多肽、一 种多核苷酸、 一种药物分子、 一种抑制剂化合物、和其组合。
13. 根据权利要求1所述的纳米结构，还包括排列在所述疏水保护结构上的一种探针，其中所述探针选自一种抗体、 一种多肽、 一种多核苷酸、 一种药物分子、 一种抑制剂化合物、和其组合。
14. 根据权利要求1所述的纳米结构，其中所述加帽配体包括三-辛基氧化膦。
15. —种纳米结构，包括 至少一种纳米物质；和一种疏水保护结构，其包4舌选自一种加帽配体、 一种两亲性共聚物、 和其组合的至少一种化合物，其中所述疏水保护结构包^L所述纳米物质。
16. 根据权利要求15所述的纳米结构，还包括一种生物相容性的化合物，其基本排列在所述疏7JC保护结构的表面上。
17. 根据权利要求15所述的纳米结构，还包括一种探针，其基本排 列在所述疏水保护结构的表面上。
18. 根据权利要求15所迷的纳米结构，其中所述加帽配体包括三-辛 基氧化膦。
19. 根据权利要求15所述的纳米结构，其中所述两亲性共聚物是一 种两亲性无规共聚物。
20. 根据权利要求15所述的纳米结构，其中所述两亲性共聚物是一 种两亲性交替共聚物。
21. 根据权利要求15所述的纳米结构，其中所述两亲性共聚物是一 种两亲性周期共聚物。
22. 根据权利要求15所述的纳米结构，其中所述两亲性共聚物选自 两亲性嵌段共聚物、两亲性无规共聚物、两亲性交替共聚物、两亲性周期 共聚物、和其组合。
23. 根据权利要求15所述的纳米结构，其中所述两亲性共聚物是选 自 一种二嵌段共聚物和一种三嵌段共聚物的一种嵌段共聚物。
24. 根据权利要求23所述的纳米结构，其中所述嵌段共聚物包括一 种具有接枝的8-碳烷基支链的ABC三嵌段结构。
25. 根据权利要求24所述的纳米结构，其中所述ABC三嵌段结构包 括一聚-丙烯酸丁酯段、 一聚-丙烯酸乙酯段、和一聚异丁烯酸段。
26. 根据权利要求17所述的纳米结构，其中所述探针包括一种肿瘤 靼向配体。
27. 根据权利要求17所述的纳米结构，其中所述探针包括一种前列 腺肿瘤靶向配体。
28. 根据权利要求15所述的纳米结构，其中所述纳米物质选自一种 量子点、 一种金属纳米微粒、和一种金属氧化物纳米微粒。
29. 根据权利要求28所述的纳米结构，其中所述量子点包括一核和 一帽。
30. 根据权利要求29所述的纳米结构，其中所述量子点的所述核选 自IIA-VIA半导体、IIIA-VA半导体、IVA-IVA半导体、和IVA-VIA半导 体组成的组。
31. 根据权利要求29所述的纳米结构，其中所述量子点的所述核选 自IIA-VIA半导体组成的组。
32. 根据权利要求29所述的纳米结构，其中所述量子点的所述核是 CdSe。
33. 根据权利要求29所述的纳米结构，其中所述帽选自高带隙 IIA-VIA半导体组成的组。
34. 根据权利要求29所述的纳米结构，其中所述帽选自ZnS。
35. 根据权利要求29所述的纳米结构，其中所述量子点是CdTe/CdSe。
36. —种制备纳米结构的方法，包括提供一种纳米物质；并围绕所述纳米物质形成一种疏7JM呆护结构，其包括选自 一种加帽配 体、 一种两亲性共聚物、和其组合的至少一种化合物。
37. 根据权利要求36所述的方法，还包括 将一种生物相容性化合物连接到所述疏水保护结构。
38. 根据权利要求36所述的方法，还包括 将一种探针连接到所述疏水保护结构。
39. 根据权利要求36所述的方法，其中所述探针选自一种抗体、一 种多肽、 一种多核苷酸、 一种药物分子、 一种抑制剂化合物、和其组合， 其中所述生物相容性化合物是一种聚乙二醇分子。
40. 根据权利要求36所述的方法，其中所述纳米物质是一种量子点 并且其中所述疏7jc保护结构包括所述加帽配体和所述两亲性共聚物，并且 其中所述两亲性共聚物是选自一种二嵌段共聚物、 一种三嵌段共聚物、和 其组合的 一种嵌段共聚物。
41. 根据权利要求36所述的方法，其中所述加帽配体包括三-辛基氧 化膦，并且其中所述两亲性共聚物是一种ABC三嵌段结构，其包括一聚-丙烯酸丁酯段、 一聚-丙烯酸乙酯段、和一聚异丁烯酸段。
42. —种检测受试者中的耙的方法，包括 提供一种纳米结构，其具有至少一种纳米物质，一种疏水保护结构，其包括选自一种加帽配体、 一种两亲性共聚 物、和其组合的至少一种化合物，其中所述疏水保护结构包被所述纳 米物质，一种生物相容性化合物，其基本排列在所述疏水保护结构表面 上，和至少一种探针，其基本排列在所述疏水保护结构表面上，其中第 一探针具有对所述靶的亲和力； 将所述納米结构导引向受试者；并通过检测所述纳米物质，确定所述受试者中存在对应于所迷探针的所 述耙。
43. 根据权利要求42所述的方法，其中所述耙是一种癌瘤疾病。
44. 根据权利要求43所述的方法，其中所述癌瘤疾病是一种肿瘤。
45. 根据权利要求44所述的方法，其中所述肿瘤是前列腺癌。
46. 根据权利要求45所述的方法，其中所述确定是在体内进行。
47. 根据权利要求42所述的方法，其中所述第一探针选自一种多核 苷酸、 一种多肽、 一种抗体、 一种抗原、和其组合。
48. 根据权利要求42所述的方法，其中所述导引是通过选自皮下注 射和全身性注射的一种方法进行。
49. 根据权利要求40所述的方法，其中所述确定包括选自被动靶向 过程和主动靶向过程的一种耙向过程。
50. —种治疗受试者疾病的方法，包括 提供一种纳米结构，其具有至少一种纳米物质，一种疏水保护结构，其包括选自一种加帽配体、 一种两亲性共聚 物、和其组合的至少一种化合物，其中所述疏水保护结构包3皮所述纳 米物质，一种生物相容性化合物，其基本排列在所述疏水保护结构表面 上，和至少一种探针，其基本排列在所述疏水保护结构表面上，其中第 一探针可有效地治疗所述疾病；并 将所述納米结构导引向需要治疗所述疾病的受试者。
51. 根据权利要求50所述的方法，还包括 通过检测所迷纳米物质，确定所述疾病的存在。
52. 根据权利要求50所述的方法，还包括通过4企测所述纳米物质，确定所述纳米物质4皮运输到^皮检测的所述疾病。
53. 根据权利要求50所述的方法，其中所述纳来结构包括所述第一 探针，所述第一探^"是一种药物分子，并且其中所述药物分子可有效治疗 所述疾病。
54. 根据权利要求53所述的方法，其中所述疾病是一种癌瘤疾病。
55. 根据权利要求50所述的方法，其中所述纳米结构包括第二探针， 其中所述第二探针具有对所述疾病的亲和力，并且其中所述第二探针选自 一种多核苷酸、 一种多肽、 一种抗体、 一种抗原、和其组合。
56. 根据权利要求50所述的方法，还包括通过检测所述纳米物质，确定对应于所述笫二探针的所述疾病的存在。
全文摘要
公开了纳米结构、制备纳米结构的方法、在受试者中检测靶的方法、和治疗受试者疾病的方法。纳米结构的一个实施方式，包括一个量子点和一个疏水保护结构。疏水保护结构包括一种加帽配体和两亲性共聚物，其中疏水保护结构包被量子点，当然本发明还有其它实施方式。
文档编号G01N33/58GK101421623SQ200480041964
公开日2009年4月29日 申请日期2004年11月16日 优先权日2003年12月22日
发明者聂淑明, 高晓虎 申请人:爱默蕾大学