CN101698106A - D-氨基葡萄糖修饰氧化铁纳米粒及其冻干粉的制备方法 - Google Patents

D-氨基葡萄糖修饰氧化铁纳米粒及其冻干粉的制备方法 Download PDF

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顾宁
单秀红
朱夫
蒋鹏程
柳迎招
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Abstract

本发明涉及一种可在肿瘤诊断中作为磁共振示踪剂使用的D-氨基葡萄糖修饰氧化铁纳米粒及其冻干粉的制备方法及用途。它包括有超顺磁性氧化铁纳米粒，在超顺磁性氧化铁纳米粒表面修饰有具有羧基的物质，所述的羧基与D-氨基葡萄糖的氨基反应形成酰胺键，形成在超顺磁性氧化铁纳米粒表面修饰有D-氨基葡萄糖的结构。本发明为肿瘤的靶向磁共振诊断试验乃至临床肿瘤的诊断提供了一种对肿瘤具有选择性的新型肿瘤靶向MRI对比剂。并以冻干粉的形式保存，克服了D-氨基葡萄糖修饰超顺磁性氧化铁纳米粒液态不稳定的问题，无菌，不溶血，无血管刺激性，可以满足细胞、动物等试验的要求。

Description

D-氨基葡萄糖修饰氧化铁纳米粒及其冻干粉的制备方法
技术领域
本发明涉及一种可在肿瘤诊断中作为磁共振示踪剂使用的D-氨基葡萄糖修饰氧化铁纳米粒及其冻干粉的制备方法。
背景技术
恶性肿瘤是危害人类健康的头号杀手。肿瘤的早期无创定性诊断和靶向治疗成为肿瘤患者延长生存期、改善生活质量的关键。大多恶性肿瘤细胞具有高代谢特性，有氧和无氧代谢并存，肿瘤细胞过表达葡萄糖转运蛋白以摄取足够的葡萄糖。所以葡萄糖可作为识别肿瘤细胞的靶向分子。目前已有18F-FDG(2-氟-18-氟-2-脱氧-D-葡萄糖)作为放射性示踪剂，通过正电子发射断层显像(PET)可以显示肿瘤的部位、形态、大小、数量及肿瘤内的放射性分布。
超顺磁性氧化铁纳米粒(Superparamagnetic iron oxide nanoparticles，SPION)是一种纳米级的磁性材料，具有粒径小、对外加磁场高敏感性、撤出磁场后无净剩磁、弛豫率高、使用剂量小、毒副作用小等优势，因此成为近年来磁共振成像(MRI)造影剂研究的热点。SPION虽然具有较好的超顺磁性，可被体内吞噬细胞所吞噬，从而在网状内皮系统聚集，但其没有靶向肿瘤的特性，影响了其在肿瘤靶向诊断领域的应用效果。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种D-氨基葡萄糖修饰氧化铁纳米粒及其冻干粉，并提出一种D-氨基葡萄糖修饰氧化铁纳米粒在肿瘤靶向MRI造影剂中的应用。
D-氨基葡萄糖修饰氧化铁纳米粒包括有超顺磁性氧化铁纳米粒，在超顺磁性氧化铁纳米粒表面修饰有具有羧基的物质，所述的羧基与D-氨基葡萄糖的氨基反应形成酰胺键，形成在超顺磁性氧化铁纳米粒表面修饰有D-氨基葡萄糖的结构。
所述超顺磁性氧化铁纳米粒为三氧化二铁或四氧化三铁纳米粒；氧化铁纳米粒铁核的平均粒径在1～50纳米。
所述具有羧基的物质为羧基末端聚乙二醇及其衍生物、羧基末端磷脂及其衍生物、壳聚糖及其衍生物、聚乙烯醇及其衍生物、聚乳酸及其衍生物、葡聚糖及其衍生物、淀粉及其衍生物、蛋白质及其衍生物、苯乙烯-丙烯酸及其衍生物、氨基酸、α-羟基酸、羟肟酸、二巯基丁二酸、柠檬酸、油酸这些物质中的一种。
本发明的D-氨基葡萄糖修饰氧化铁纳米粒冻干粉的制备方法依次包括以下步骤：
a.在以羧基计的每1mmol的修饰有羧基表面的氧化铁纳米粒胶体溶液中，
加入以EDC计的碳二亚胺0.01～1mol和以NHS计的N-羟基琥珀酰亚胺0.002～0.2mol，
或者只加入以EDC计的碳二亚胺0.01～1mol，
混合均匀，室温活化氧化铁纳米粒表面的羧基30～60min；
b.在上述体系中加入D-氨基葡萄糖，混合均匀，加入量按每1mmol羧基加入D-氨基葡萄糖0.01～1mol，室温震荡反应3～12h；
c.用10～100倍双蒸水透析6～12h，或磁分离除去未反应完全的物质和杂质；
d.加入1～30％冻干保护剂，加热灭菌或过滤除菌，在-40～-15℃预冻6～12小时后，冷冻干燥10～24小时，制成冻干粉制剂。
上述方法中的冻干保护剂为葡萄糖、乳糖、甘露醇、山梨醇、肌醇、木糖醇、蔗糖、海藻糖、脂肪酸蔗糖酯、麦芽糖、麦芽三糖、麦芽糖糊精、果聚糖、右旋糖苷、淀粉、羟乙基淀粉中的一种或几种的混合物。
本发明的技术方案还包括上述D-氨基葡萄糖修饰氧化铁纳米粒在肿瘤靶向MRI造影剂中的应用。
未进行特异性靶向分子修饰的SPION对肿瘤没有选择性，给临床肿瘤的诊断带来一定困难。而本发明的D-氨基葡萄糖修饰氧化铁纳米粒为肿瘤的靶向磁共振诊断试验乃至临床肿瘤的诊断提供了一种对肿瘤具有选择性的新型肿瘤靶向MRI对比剂。并以冻干粉的形式保存，克服了D-氨基葡萄糖修饰超顺磁性氧化铁纳米粒液态不稳定的问题，无菌，不溶血，无血管刺激性，可以满足细胞、动物等试验的要求。通过外加磁场还可以分离肿瘤细胞，或作为肿瘤细胞的标记物进行磁共振成像(MRI)，或用于肿瘤的靶向治疗。
附图说明
图1是本发明的D-氨基葡萄糖修饰氧化铁纳米粒构成示意图。
具体实施方式
实施例1：将0.1mol柠檬酸修饰超顺磁性氧化铁纳米粒胶体溶液中分别加入0.1mol碳二亚胺，混合均匀，室温活化氧化铁纳米粒表面的羧基30min；在上述体系中加入0.1mol D-氨基葡萄糖，混合均匀，室温震荡反应12h；将上述体系用50倍双蒸水透析10h；在体系中加入3％山梨醇，加热灭菌，-20℃预冻12小时后，冷冻干燥10小时，即得。
实施例2：将0.1mol二巯基丁二酸修饰超顺磁性氧化铁纳米粒胶体溶液中分别加入0.5mol碳二亚胺与0.1mol N-羟基琥珀酰亚胺，混合均匀，室温活化氧化铁纳米粒表面的羧基60min；在上述体系中加入0.2mol D-氨基葡萄糖，混合均匀，室温震荡反应24h；将上述体系用100倍双蒸水透析12h；在体系中加入5％甘露醇和1％聚乙二醇，100℃加热灭菌30分钟除菌；-40℃预冻12小时后，冷冻干燥24小时，即得。
实施例3：将0.1mol羧基末端聚乙二醇衍生物修饰超顺磁性氧化铁纳米粒胶体溶液中分别加入0.3mol碳二亚胺与0.08mol N-羟基琥珀酰亚胺，混合均匀，室温活化氧化铁纳米粒表面的羧基45min；在上述体系中加入0.1mol D-氨基葡萄糖，混合均匀，室温震荡反应15h；将上述体系用100倍双蒸水透析12h；在体系中加入5％葡萄糖，过0.22μm滤膜除菌；-30℃预冻10小时后，冷冻干燥18小时，即得。

Claims (6)

1.一种D-氨基葡萄糖修饰氧化铁纳米粒，其特征是：它包括有超顺磁性氧化铁纳米粒，在超顺磁性氧化铁纳米粒表面修饰有具有羧基的物质，所述的羧基与D-氨基葡萄糖的氨基反应形成酰胺键，形成在超顺磁性氧化铁纳米粒表面修饰有D-氨基葡萄糖的结构。
2.根据权利要求1所述的D-氨基葡萄糖修饰氧化铁纳米粒，其特征是：所述超顺磁性氧化铁纳米粒为三氧化二铁或四氧化三铁纳米粒；氧化铁纳米粒铁核的平均粒径在1～50纳米。
3.根据权利要求1所述的D-氨基葡萄糖修饰氧化铁纳米粒，其特征是：所述具有羧基的物质为羧基末端聚乙二醇及其衍生物、羧基末端磷脂及其衍生物、壳聚糖及其衍生物、聚乙烯醇及其衍生物、聚乳酸及其衍生物、葡聚糖及其衍生物、淀粉及其衍生物、蛋白质及其衍生物、苯乙烯-丙烯酸及其衍生物、氨基酸、α-羟基酸、羟肟酸、二巯基丁二酸、柠檬酸、油酸这些物质中的一种。
4.一种如权利要求1～3之一所述D-氨基葡萄糖修饰氧化铁纳米粒的制备方法，其特征是：依次包括以下步骤，
a.在以羧基计的每1mmol的修饰有羧基表面的氧化铁纳米粒胶体溶液中，
加入以EDC计的碳二亚胺0.01～1mol和以NHS计的N-羟基琥珀酰亚胺0.002～0.2mol，
或者只加入以EDC计的碳二亚胺0.01～1mol，
混合均匀，室温活化氧化铁纳米粒表面的羧基30～60min；
b.在上述体系中加入D-氨基葡萄糖，混合均匀，加入量按每1mmol羧基加入D-氨基葡萄糖0.01～1mol，室温震荡反应3～12h；
c.用10～100倍双蒸水透析6～12h，或磁分离除去未反应完全的物质和杂质；
d.加入重量比1～30％的冻干保护剂，加热灭菌或过滤除菌，在-40～-15℃预冻6～12小时后，冷冻干燥10～24小时，制成冻干粉制剂。
5.根据权利要求4所述的D-氨基葡萄糖修饰氧化铁纳米粒的制备方法，其特征是：所述冻干保护剂为葡萄糖、乳糖、甘露醇、山梨醇、肌醇、木糖醇、蔗糖、海藻糖、脂肪酸蔗糖酯、麦芽糖、麦芽三糖、麦芽糖糊精、果聚糖、右旋糖苷、淀粉、羟乙基淀粉中的一种或几种的混合物。
6.一种如权利要求1～3之一所述D-氨基葡萄糖修饰氧化铁纳米粒在肿瘤靶向MRI造影剂中的应用。
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