本发明涉及一种多功能纳米探针，具体涉及的是一种具有MRI/光声双模态影像及光热/光动力学治疗多功能纳米探针及其制备和应用。
背景技术：
：：分子影像学(molecularimaging，MI)最早由哈佛大学的Weissleder提出，目前用于分子影像学研究的技术包括CT、MRI、US、PET、SPECT及光声成像等。但是，没有一种单模态成像可提供用于疾病诊断和治疗的所有必须信息。鉴于各个单模态成像本身的优缺点，近年来，双(多)模态分子成像逐渐成为研发的热点，同时也带动了双(多)模态分子探针的开发构建。纳米技术为构建理想的双(多)模态分子探针提供了平台，同时集定量、无创和靶向治疗于一体的双模态探针的研究也已取得了重要进展。光声成像与MRI联合运用，将会为肿瘤的早期诊断及治疗计划的改善提供了重要的工具。随着纳米科技和纳米医学的不断的发展，以纳米材料为药物载体的诊治一体化纳米制剂，即将靶向性功能基团、多模式分子影像探针、多机制联合疗法集于一体的集成化纳米复合体系，为癌症提供了全新的诊疗医学方法，因此，靶向性多模式分子影像指导的癌症联合治疗和动态疗效检测，已经成为纳米医学的热点研究方向，并取得了重大进展。纳米材料与微纳制造技术基础上的肿瘤诊断治疗技术，有望成为攻克肿瘤的有效手段。技术实现要素：本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种具有MRI/光声双模态影像及光热/光动力学治疗的多功能纳米探针及其制备和应用。本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种多功能纳米探针，其特征在于，包括由Fe@Fe3Ge2纳米粒子、偶联在Fe@Fe3Ge2纳米粒子表层的脂质体DSPE-PEG组成的MNPs-DSPE-PEG纳米探针。所述的MNPs-DSPE-PEG纳米探针的直径为13～16nm。所述的MNPs-DSPE-PEG纳米探针溶液稳定性很好，两个星期内水和粒径变化很小。上述多功能纳米探针的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：将DSPE-PEG溶于有机溶剂，加入Fe@Fe3Ge2纳米粒子溶液，混合均匀，除去有机溶剂，加入水得到MNPs-DSPE-PEG纳米探针。所述的DSPE-PEG与Fe@Fe3Ge2纳米粒子的质量比为(2～3)：(1～2)。所述的有机溶剂为氯仿，所述的Fe@Fe3Ge2纳米粒子溶液为浓度0.5～1.5mg/mL的Fe@Fe3O4纳米粒子氯仿溶液；所述的有机溶剂、DSPE-PEG和水的添加量之比为3mL：(2～3)mg：(3～5)mL。上述多功能纳米探针的应用，其特征在于，MNPs-DSPE-PEG纳米粒子具有很高的饱和磁化强强度，因此MNPs-DSPE-PEG纳米探针可用于MRI/光声成像。上述多功能纳米探针的应用，其特征在于，MNPs-DSPE-PEG纳米粒子在808nm激光的照射下产生单线态氧并有光热效果，因此MNPs-DSPE-PEG纳米探针可用于光热/光动力学治疗。根据上述两种应用，MNPs-DSPE-PEG纳米探针可用于癌症的诊断和治疗。上述纳米粒子的制备过程中采用的原料为市售原料，或采用现有文献公开的技术制备而成，例如其中的：DSPE-PEG均为市售产品，其中Fe@Fe3Ge2纳米粒子参照已公开的文献技术制备而成(参考文献(LacroixLM,HulsNF,HoD,SunX,ChengK,SunS.Stablesigle-crystallinebodycenteredcubicFenanoparticles.NanoLett2011；11:1641-5.))Fe@Fe3Ge2纳米粒子通过以下方法制成：将GeI4、OAm、OA，HDA·HCl超声至无色，脱气，升温至110-120℃，保持30-50min，冷却至70-80℃，加入HMDS，以10℃/min升温到220-230℃，加入Fe(CO)5，保持此温度20-30min，再加入Fe(CO)5，升温到260-280℃，保持30-40min，用乙醇离心1-3次获得油溶性Fe@Fe3Ge2纳米粒子。其中GeI4、OAm、OA，HDA·HCl、HMDS、第一次添加的Fe(CO)5、第二次添加的Fe(CO)5用量比为(100～120)mg：(15～20)mL：(1.5～2)mL：(20～30)mL：(1.5～2)mL：90μL：30μL。本发明以具有高的饱和磁化强度磁性Fe@Fe3Ge2纳米粒子(MNPs)作为载体，其表面含有油胺、油酸等物质，表现为疏水性。脂质体DSPE-PEG中DSPE端表现为疏水性，将两种脂质体与Fe@Fe3Ge2纳米粒子混合，通过疏水范德华相互作用使得脂质体DSPE-PEG偶联在Fe@Fe3Ge2纳米粒子表面，即获得新型的肿瘤靶向多功能纳米分子探针MNPs-DSPE-PEG。由于脂质体DSPE-PEG具有很高的生物相容性，得到的纳米探针MNPs-DSPE-PEG具有较强的生物相性，且可以提高在体内血液循环时间。此外，MNPs-DSPE-PEG纳米探针可适用于肿瘤MRI/光声成像和光热/光动力学治疗，从而实现了在同一种分子上进行多种功能的研究。与现有技术相比，本发明制备的纳米探针MNPs-DSPE-PEG的粒径均一、饱和磁化强度高、形貌可控、生物相容性好且诊疗一体化的效果，在水溶液中具有很好的分散性和稳定性，制备过程简单，反应条件为温和，原料来源价廉易得，所制得的纳米探针MNPs-DSPE-PEG实现了在同一种分子上进行多种功能的研究。附图说明图1为本发明的Fe@Fe3Ge2纳米粒子的TEM图；图2为本发明的Fe@Fe3Ge2纳米粒子的XRD图；图3为本发明的Fe@Fe3Ge2纳米粒子的磁滞回线图；图4为本发明的纳米探针MNPs-DSPE-PEG光热升温图；图5为本发明的纳米探针MNPs-DSPE-PEG光动力效果图；图6为本发明的纳米探针MNPs-DSPE-PEG的溶液磁成像；图7为本发明的纳米探针MNPs-DSPE-PEG的光声成像。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。实施例1具有MRI/光声双模态影像及光热/光动力学治疗的多功能纳米探针的制备：(1)Fe@Fe3Ge2纳米粒子的制备：在三口烧瓶中加入110mgGeI4、18mLOAm、1.8mLOA，25mgHDA·HCl超声至无色，脱气，升温至115℃，保持40min。冷却至75℃，加入1.8mLHMDS。以10℃/min升温到225℃，加入90μLFe(CO)5，保持此温度28min。再加入30μLFe(CO)5，升温到270℃，保持35min。用乙醇离心2次获得油溶性Fe@Fe3Ge2纳米粒子。(2)MNPs-DSPE-PEG纳米探针的制备：取12mgDSPE-PEG溶于氯仿，加入6mgMNPs(即步骤(1)制得的Fe@Fe3Ge2纳米粒子)，摇床12h，旋蒸，加入3-5mL二次水。由图1中的TEM电镜图中可以看出：本发明中制备的Fe@Fe3Ge2纳米粒子具有明显的核壳结构；由图2的XRD图谱可以看出：晶态Fe@Fe3Ge2纳米粒子具有明显的晶型结构；由图3可以看出：Fe@Fe3Ge2纳米粒子饱和磁化率达到53emu/g，具有较高的磁性。实施例2具有MRI/光声双模态影像及光热/光动力学治疗的多功能纳米探针的制备：(1)Fe@Fe3Ge2纳米粒子的制备：在三口烧瓶中加入100mgGeI4、15mLOAm、1.5mLOA，20mgHDA·HCl超声至无色，脱气，升温至110℃，保持30min。冷却至70℃，加入1.5mLHMDS。以10℃/min升温到220℃，加入90μLFe(CO)5，保持此温度20min。再加入30μLFe(CO)5，升温到260℃，保持30min。用乙醇离心1次获得油溶性Fe@Fe3Ge2纳米粒子。(2)MNPs-DSPE-PEG纳米探针的制备：取10mgDSPE-PEG溶于氯仿，加入10mL浓度为0.5mg/mL的Fe@Fe3Ge2纳米粒子溶液氯仿溶液，室温下摇床过夜，常温旋蒸除去氯仿，再在80℃水浴旋蒸1min，再加入5mL水，用3500Da透析袋透析二天，使用0.22μm滤膜过滤，得到1mg/mL的纳米探针MNPs-DSPE-PEG水溶液，储存在4℃冰箱中备用。实施例3具有MRI/光声双模态影像及光热/光动力学治疗的多功能纳米探针的制备：(1)Fe@Fe3Ge2纳米粒子的制备：在三口烧瓶中加入120mgGeI4、20mLOAm、2mLOA，30mgHDA·HCl超声至无色，脱气，升温至120℃，保持50min。冷却至80℃，加入2mLHMDS。以10℃/min升温到230℃，加入90μLFe(CO)5，保持此温度30min。再加入30μLFe(CO)5，升温到280℃，保持40min。用乙醇离心3次获得油溶性Fe@Fe3Ge2纳米粒子。(2)MNPs-DSPE-PEG纳米探针的制备：取15mgDSPE-PEG溶于氯仿，加入10mL浓度为1mg/mL的Fe@Fe3Ge2纳米粒子溶液氯仿溶液，室温下摇床过夜，常温旋蒸除去氯仿，再在80℃水浴旋蒸1min，再加入5mL水，用3500Da透析袋透析二天，使用0.22μm滤膜过滤，得到1mg/mL的纳米探针MNPs-DSPE-PEG水溶液，储存在4℃冰箱中备用。实施例4一种具有MRI/光声双模态影像及光热/光动力学治疗的多功能纳米探针，包括由Fe@Fe3Ge2纳米粒子(MNPs)、偶联在Fe@Fe3Ge2纳米粒子表层的脂质体DSPE-PEG组成的MNPs-DSPE-PEG纳米探针，MNPs-DSPE-PEG纳米探针的直径为11～12nm。上述具有MRI/光声双模态影像及光热/光动力学治疗的多功能纳米探针的制备方法，包括以下步骤：取3mgDSPE-PEG溶于3mL氯仿中，加入3mL浓度为1mg/mL的Fe@Fe3Ge2纳米粒子溶液氯仿溶液，室温下摇床过夜，常温旋蒸除去氯仿，再在80℃水浴旋蒸1min，再加入3mL水，用3500Da透析袋透析二天，使用0.22μm滤膜过滤，得到1mg/mL的纳米探针MNPs-DSPE-PEG水溶液，储存在4℃冰箱中备用。实施例5一种具有MRI/光声双模态影像及光热/光动力学治疗的多功能纳米探针，包括由Fe@Fe3Ge2纳米粒子(MNPs)、偶联在Fe@Fe3Ge2纳米粒子表层的脂质体DSPE-PEG组成的MNPs-DSPE-PEG纳米探针，MNPs-DSPE-PEG纳米探针具有很好的光动力学性质。具体实验步骤如下：取1mg/mL的MNPs-DSPE-PEG水溶液配制浓度为0，50，100，200，300μg/mL的溶液，分别取1mL测试光热升温效果，采用808nm激光，功率密度为1.27w/cm2。其效果图如图4所示，表明MNPs-DSPE-PEG具有很好的光热效果。实施例6一种具有MRI/光声双模态影像及光热/光动力学治疗的多功能纳米探针，包括由Fe@Fe3Ge2纳米粒子(MNPs)、偶联在Fe@Fe3Ge2纳米粒子表层的脂质体DSPE-PEG组成的MNPs-DSPE-PEG纳米探针，MNPs-DSPE-PEG纳米探针具有很好的光动力学效果。具体实验步骤如下：实验分为空白组、抑制组和实验组，在808nm激光下的光动力学实验。空白组：取3mL0.0067mg/mL的ABDA溶液；抑制组：在3mL0.0067mg/mL的ABDA溶液加入50μL的NaN3饱和溶液和50μL浓度为1mg/mL的NPs-PEG溶液；实验组：在3mL0.0067mg/mL的ABDA溶液加入50μL浓度为1mg/mL的NPs-PEG溶液。功率密度均为1.27w/cm2。其效果图如图5所示，表明MNPs-DSPE-PEG具有很好的光动力学效果。实施例7一种具有MRI/光声双模态影像及光热/光动力学治疗的多功能纳米探针，包括由Fe@Fe3Ge2纳米粒子(MNPs)、偶联在Fe@Fe3Ge2纳米粒子表层的脂质体DSPE-PEG组成的MNPs-DSPE-PEG纳米探针，MNPs-DSPE-PEG纳米探针可用于MRI磁共振成像。具体实验步骤如下：配置浓度为0，10，20，50，75，100，150，200μg/mL的MNPs-DSPE-PEG水溶液，置于0.5T场强下磁共振成像，然后分别将上述浓度的MNPs-DSPE-PEG纳米探针用硝酸硝化，测试ICP如图6所示，表明MNPs-DSPE-PEG纳米探针具有很好的磁共振成像效果。实施例9一种具有MRI/光声双模态影像及光热/光动力学治疗的多功能纳米探针，包括由Fe@Fe3Ge2纳米粒子(MNPs)、偶联在Fe@Fe3Ge2纳米粒子表层的脂质体DSPE-PEG组成的MNPs-DSPE-PEG纳米探针，MNPs-DSPE-PEG纳米探针可用于光声成像。具体实验步骤如下：配置浓度为0，10，20，50，75，100，150，200μg/mL的MNPs-DSPE-PEG水溶液，在光声成像仪器上测试不同浓度下的光声强度，其结果表明MNPs-DSPE-PEG纳米探针可用于光声成像如图7所示。上述的对实施例的描述是为便于该
技术领域：
：的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。当前第1页1 2 3 当前第1页1 2 3