CN107343961A - 一种基于rgd多肽修饰的超支化聚乙烯亚胺纳米探针的制备方法 - Google Patents

一种基于rgd多肽修饰的超支化聚乙烯亚胺纳米探针的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107343961A
CN107343961A CN201710136134.XA CN201710136134A CN107343961A CN 107343961 A CN107343961 A CN 107343961A CN 201710136134 A CN201710136134 A CN 201710136134A CN 107343961 A CN107343961 A CN 107343961A
Authority
CN
China
Prior art keywords
rgd
solution
dtpa
pei
peg
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201710136134.XA
Other languages
English (en)
Inventor
史向阳
周本青
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Donghua University
National Dong Hwa University
Original Assignee
Donghua University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Donghua University filed Critical Donghua University
Priority to CN201710136134.XA priority Critical patent/CN107343961A/zh
Publication of CN107343961A publication Critical patent/CN107343961A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K49/00Preparations for testing in vivo
    • A61K49/0002General or multifunctional contrast agents, e.g. chelated agents
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K49/00Preparations for testing in vivo
    • A61K49/04X-ray contrast preparations
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K51/00Preparations containing radioactive substances for use in therapy or testing in vivo
    • A61K51/02Preparations containing radioactive substances for use in therapy or testing in vivo characterised by the carrier, i.e. characterised by the agent or material covalently linked or complexing the radioactive nucleus
    • A61K51/04Organic compounds
    • A61K51/0402Organic compounds carboxylic acid carriers, fatty acids
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K51/00Preparations containing radioactive substances for use in therapy or testing in vivo
    • A61K51/02Preparations containing radioactive substances for use in therapy or testing in vivo characterised by the carrier, i.e. characterised by the agent or material covalently linked or complexing the radioactive nucleus
    • A61K51/04Organic compounds
    • A61K51/06Macromolecular compounds, carriers being organic macromolecular compounds, i.e. organic oligomeric, polymeric, dendrimeric molecules
    • A61K51/065Macromolecular compounds, carriers being organic macromolecular compounds, i.e. organic oligomeric, polymeric, dendrimeric molecules conjugates with carriers being macromolecules
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K51/00Preparations containing radioactive substances for use in therapy or testing in vivo
    • A61K51/12Preparations containing radioactive substances for use in therapy or testing in vivo characterised by a special physical form, e.g. emulsion, microcapsules, liposomes, characterized by a special physical form, e.g. emulsions, dispersions, microcapsules
    • A61K51/1241Preparations containing radioactive substances for use in therapy or testing in vivo characterised by a special physical form, e.g. emulsion, microcapsules, liposomes, characterized by a special physical form, e.g. emulsions, dispersions, microcapsules particles, powders, lyophilizates, adsorbates, e.g. polymers or resins for adsorption or ion-exchange resins
    • A61K51/1244Preparations containing radioactive substances for use in therapy or testing in vivo characterised by a special physical form, e.g. emulsion, microcapsules, liposomes, characterized by a special physical form, e.g. emulsions, dispersions, microcapsules particles, powders, lyophilizates, adsorbates, e.g. polymers or resins for adsorption or ion-exchange resins microparticles or nanoparticles, e.g. polymeric nanoparticles
    • A61K51/1251Preparations containing radioactive substances for use in therapy or testing in vivo characterised by a special physical form, e.g. emulsion, microcapsules, liposomes, characterized by a special physical form, e.g. emulsions, dispersions, microcapsules particles, powders, lyophilizates, adsorbates, e.g. polymers or resins for adsorption or ion-exchange resins microparticles or nanoparticles, e.g. polymeric nanoparticles micro- or nanospheres, micro- or nanobeads, micro- or nanocapsules

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Medicines Containing Antibodies Or Antigens For Use As Internal Diagnostic Agents (AREA)

Abstract

本发明涉及一种基于RGD多肽修饰的超支化聚乙烯亚胺纳米探针的制备方法,包括:(1)制备RGD‑PEG‑COOH;(2)制备PEI‑DTPA;(3)制备PEI‑DTPA‑mPEG;(4)制备PEI‑DTPA‑mPEG‑(PEG‑RGD);(5)制备RGD‑Au PENPs;(6)制备RGD‑99mTc@Au PENPs。本发明制备过程简单,实验条件为常温常压;采用价廉易得的聚乙烯亚胺分子为载体,降低了材料的成本,所制备得到的SPECT/CT双模态纳米探针具有良好的生物相容性,对原位肝癌具有良好的靶向SPECT和CT成像效果,为发展新型的、廉价的多功能纳米造影剂开辟了新的思路。

Description

一种基于RGD多肽修饰的超支化聚乙烯亚胺纳米探针的制备 方法
技术领域
本发明属于纳米造影剂领域,特别涉及一种基于RGD多肽修饰的超支化聚乙烯亚胺纳米探针的制备方法。
背景技术
Computer Tomography(CT)成像技术具有较高的空间分辨率,较短的图像采集时间,并能提供高分辨的3D断层信息,但是自身存在软组织分辨率差、较高的放射性辐射等缺陷。Position Emission Tomography(PET)和Single-Photon Emission ComputedTomography(SPECT)成像可获得肿瘤部位的生理生化信息,但是对于肿瘤部位的解剖信息很难获得较高的分辨率。鉴于每种成像模式都有其自身不足之处,单一的成像模式已经不能满足对疾病精准诊断的需要。因此,结合两种或者两种以上的成像模式,实现功能成像(PET或者SPECT)与结构成像(CT或者Magnetic Resonance Imaging(MRI))的有机结合是目前疾病诊断的发展趋势之一。
发展一种新型的、多功能的SPECT/CT双模态成像造影剂,可以结合CT和SPECT两种成像技术各自的优点从而提高疾病诊断的准确度,同时可以克服传统医用CT或SPECT成像造影剂的缺陷,如成像时间短、存在肾脏毒性等。这对于疾病的诊断尤其是癌症的早期诊断具有重大意义,它一方面减少造影剂对病患的毒副作用,另一方面可以提供更加全面而清晰的诊断信息。
超支化聚乙烯亚胺(PEI)是一种分子量较大的支链状PEI,内部有疏水的空腔,可以用来稳定金属或金属氧化物、药物分子等(Sun et al.,Chem.Commun.2011,47(13),3817-3819)。PEI表面富有氨基为材料的功能化修饰提供了可能。Zhou等用聚乙二醇化的PEI包裹AuNPs用于血池和肿瘤CT成像(B.Zhou et al.,ACS Appl.Mater.Interfaces2014,6,17190-17199)。Li等用外围包裹AuNPs的聚乙二醇化的PEI稳定Fe3O4纳米颗粒用于CT/MR双模态成像(J.Li et al.,ACS Appl.Mater.Interfaces 2013,5,10357-10366)。Li等还发现了用透明质酸修饰的表面含有金星的PEI稳定的Fe3O4纳米颗粒用于CT成像、MR成像和光热治疗(J.Li et al.,Biomaterials 2015,38,10-21)。
检索国内外有关SPECT/CT双模态成像造影剂方面的文献和专利结果表明:目前,还没有发现基于超支化聚乙烯亚胺分子的SPECT/CT双模态成像纳米探针的制备与肿瘤诊断应用方面的报道。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种基于RGD多肽修饰的超支化聚乙烯亚胺纳米探针的制备方法,该方法制备过程简单,实验条件为常温常压;采用价廉易得的聚乙烯亚胺分子为载体,降低了材料的成本,所制备得到的SPECT/CT双模态纳米探针具有良好的生物相容性,对原位肝癌具有良好的靶向SPECT和CT成像效果,为发展新型的、廉价的多功能纳米造影剂开辟了新的思路。
本发明的一种基于RGD多肽修饰的超支化聚乙烯亚胺纳米探针的制备方法,包括:
(1)在一端氨基、另一端羧基的聚乙二醇NH2-PEG-COOH溶液中加入6-(马来酰亚胺基)己酸琥珀酰亚胺酯溶液中反应8-12h,再把RGD多肽溶液逐滴加入已活化的NH2-PEG-COOH中,搅拌反应2-4d,透析,冷冻干燥,即得RGD-PEG-COOH;
(2)在PEI溶液中逐滴加入二乙烯五乙酸盐DTPA溶液,搅拌反应20-30h,冷冻干燥,即得PEI-DTPA;
(3)在羧基化聚乙二醇单甲醚mPEG-COOH溶液中加入1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐EDC·HCl溶液,室温搅拌15-30min,然后加入N-羟基丁二酰亚胺NHS溶液继续搅拌2-3h,得到混合溶液;随后将混合溶液逐滴加入PEI-DTPA溶液中,搅拌反应2-4d,透析,冷冻干燥,即得PEI-DTPA-mPEG;
(4)在RGD-PEG-COOH溶液中加入EDC·HCl溶液,室温搅拌15-30min,然后加入NHS溶液继续搅拌2-3h,得到混合溶液;将混合溶液逐滴加入PEI-DTPA-mPEG溶液中,搅拌反应2-4d,溶液,透析,冷冻干燥,得到RGD靶向的功能化聚乙烯亚胺分子,标记为PEI-DTPA-mPEG-(PEG-RGD);
(5)在PEI-DTPA-mPEG-(PEG-RGD)水溶液中加入HAuCl4溶液搅拌15-30min,再加入NaBH4溶液,继续搅拌2-4h;然后加入三乙胺N(C2H5)3搅拌20-40min,再加入乙酸酐Ac2O搅拌反应20-30h,透析,冷冻干燥,即得RGD多肽修饰的金纳米颗粒,标记为RGD-Au PENPs;(6)将RGD-Au PENPs溶液中加入SnCl2溶液搅拌5-10min,然后再加入无菌放射性高鍀酸盐溶液并混合反应5-10min,纯化分离,得到螯合核素99mTc的金纳米颗粒,标记为RGD-99mTc@AuPENPs,即为RGD多肽修饰的超支化聚乙烯亚胺纳米探针。
所述步骤(1)中的RGD与NH2-PEG-COOH的摩尔比为1:1;6-(马来酰亚胺基)己酸琥珀酰亚胺酯与NH2-PEG-COOH的摩尔比为1:1;RGD的分子量为706.67g/mol,浓度为4-6mg/mL,6-(马来酰亚胺基)己酸琥珀酰亚胺酯的浓度为6-10mg/mL,NH2-PEG-COOH的分子量为2000g/mol,浓度为3-5mg/mL。
所述步骤(1)中的透析膜为纤维素透析膜,截留分子量MWCO为1000,先在PBS中透析1d,再在去离子水中透析2d。
所述步骤(2)中的DTPA与PEI的摩尔比为10:1;DTPA的分子量为357.32g/mol,DTPA溶液的浓度为20-30mg/mL,PEI的浓度为3-5mg/mL。
所述步骤(3)中的EDC·HCl与mPEG-COOH的摩尔比为10:1,NHS与mPEG–COOH的摩尔比为10:1,mPEG-COOH与PEI-DTPA的摩尔比为20:1;mPEG-COOH的分子量为2000g/mol,mPEG-COOH溶液的浓度为3-5mg/mL,EDC溶液的浓度为5-8mg/mL,NHS溶液的浓度为3-6mg/mL,PEI-DTPA溶液的浓度为2-4mg/mL。
所述步骤(4)中的EDC·HCl与RGD-PEG-COOH的摩尔比为10:1,NHS与RGD-PEG-COOH的摩尔比为10:1,RGD-PEG-COOH与PEI-DTPA-mPEG的摩尔比为10:1;RGD-PEG-COOH溶液的浓度为3-5mg/mL,EDC溶液的浓度为5-8mg/mL,NHS溶液的浓度为3-6mg/mL,PEI-DTPA-mPEG溶液的浓度为2-4mg/mL。
所述步骤(2)-(4)中的透析膜为纤维素透析膜,MWCO为8000-14000,先在PBS中透析1d,再在去离子水中透析2d。
所述步骤(5)中的HAuCl4的浓度为5-10mg/mL,NaBH4的浓度为3-6mg/mL,NaBH4溶液的溶剂为冰水。
所述步骤(5)中的HAuCl4与PEI-DTPA-mPEG-(PEG-RGD)的摩尔比为200:1,NaBH4与HAuCl4的摩尔比为5:1,N(C2H5)3与PEI-DTPA-mPEG-(PEG-RGD)的摩尔比为3288:1,Ac2O与PEI-DTPA-mPEG-(PEG-RGD)的摩尔比为2740:1。
所述步骤(5)中的透析膜为纤维素透析膜,MWCO为8000-14000,在去离子水中透析2-3d。
所述步骤(6)中的RGD-Au PENPs溶液的浓度为0.1-0.3mg/mL,SnCl2溶液的浓度为0.03-0.06mg/mL,无菌放射性高鍀酸盐溶液的体积为0.3-0.6mL,无菌放射性高鍀酸盐的浓度为600-800MBq/mL。
所述步骤(6)中制备的RGD-99mTc@Au PENPs用于对原位肝肿瘤的靶向SPECT/CT双模态诊断。
有益效果
(1)本发明制备过程简单,实验条件为常温常压,易于操作,采用价廉易得的PEI高分子为基础平台,通过在其内部包裹金纳米颗粒用于CT成像,对其表面修饰的DTPA分子标记99mTc用于SPECT成像,可以实现CT/SPECT双模态造影,具有很好的使用价值;
(2)本发明制备得到的SPECT/CT双模态纳米探针具有良好的CT/SPECT成像效果,为新型多功能CT/SPECT造影剂的开发奠定了良好的基础。
附图说明
图1为本发明制备RGD-99mTc@Au PENPs的反应流程图;
图2为RGD-PEG-COOH(a)、PEI-DTPA(b)、PEI-DTPA-mPEG-(PEG-RGD)(c)、RGD-AuPENPs(d)核磁共振氢谱图;
图3为本发明制备的Au PENPs和RGD-Au PENPs的紫外吸收光谱图;
图4为本发明制备的Au PENPs(a,b,c)和RGD-Au PENPs(d,e,f)的TEM图片(a,d)、高分辨(b,e)和粒径分布直方图(c,f);
图5为本发明制备的RGD-Au PENPs和欧乃派克的CT成像图(a)以及X-射线衰减与金或碘的浓度的线性关系图(b);
图6为CCK-8法测定的HCC-LM3细胞与不同浓度的RGD-Au PENPs共培养24h后的细胞存活率;
图7为HCC-LM3细胞与不同浓度的RGD-Au PENPs(金的浓度:0μM(a),25μM(b),50μM(c),100μM(d),150μM(e),200μM(f))共培养24h后的细胞形态;
图8为HCC-LM3细胞与不同浓度的Au PENPs和RGD-Au PENPs共培养4h后,细胞吞噬的材料量(**p<0.001,***p<0.001);
图9为尾静脉注射Au PENPs或RGD-Au PENPs([Au]=0.1mol/L,150μL,PBS溶剂)的接种原位肝肿瘤裸鼠(20-25g)的CT成像图(a,黑色箭头指向肝肿瘤部位,白色尖头指向正常肝组织部位),(b)为接有肝肿瘤裸鼠的解剖图,(c)为肿瘤部位的CT信号值;
图10为制备的RGD-99mTc@Au PENPs PBS溶液放置0(a),1h(b),4h(c)和8h(d)的体外放射稳定性数据;
图11为制备的99mTc@Au PENPs PBS溶液放置0(a),1h(b),4h(c)和8h(d)的体外放射稳定性数据;
图12为尾静脉注射99mTc@Au PENPs或RGD-99mTc@Au PENPs(600 Ci,150μL,PBS溶剂)的接种原位肝肿瘤裸鼠体(20-25g)的SPECT成像图(a,圆圈代表肝肿瘤部位)和肿瘤部位与肌肉部位的SPECT信号比值(b);
图13为尾静脉注射Au PENPs或RGD-Au PENPs([Au]=0.1mol/L,150μL,PBS溶剂)24h后小鼠主要器官中金元素的组织分布图;
图14为尾静脉注射PBS(100L,作为对照组)或RGD-Au PENPs([Au]=0.1mol/L,100μL,PBS溶剂)30天后小鼠主要器官的切片H&E染色图(标尺为200μm)。
具体实施方式
下面结合具体实施例,进一步阐述本发明。应理解,这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解,在阅读了本发明讲授的内容之后,本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改,这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1
(1)在NH2-PEG-COOH溶液(20mg,10mL DMSO)中加入6-(马来酰亚胺基)己酸琥珀酰亚胺酯溶液(3.08mg,5mL DMSO)反应8h,使其活化,再把RGD多肽溶液(7.07mg,5mL DMSO)逐滴加入已活化的NH2-PEG-COOH中,搅拌反应3d,透析(透析膜为纤维素透析膜,截留分子量MWCO为1000,先在PBS中透析1d,再在去离子水中透析2d),冷冻干燥,即得到RGD-PEG-COOH;
(2)在PEI溶液(100mg,10mL DMSO)中逐滴加入DTPA溶液(14.29mg,5mL DMSO),搅拌反应24h,透析(透析膜为纤维素透析膜,MWCO为8000,先在PBS中透析1d,再在去离子水中透析2d),冷冻干燥,即得到PEI-DTPA;
(3)在mPEG-COOH溶液(20mg,10mL DMSO)中加入EDC·HCl的溶液(19.2mg,10mLDMSO),室温搅拌30min,然后加入NHS溶液(11.5mg,7mL DMSO)继续搅拌3h,得到混合溶液;将此混合溶液逐滴加入PEI-DTPA溶液(28.4mg,10mL DMSO)中,搅拌反应3d,透析(透析膜为纤维素透析膜,MWCO为8000,先在PBS中透析1d,再在去离子水中透析2d),冷冻干燥,即得到PEI-DTPA-mPEG;
(4)在RGD-PEG-COOH溶液(50mg,20mL DMSO)中加入EDC·HCl溶液(38.3mg,10mLDMSO),室温搅拌30min,然后加入NHS溶液(23mg,10mL DMSO)继续搅拌3h,得到混合溶液;将此混合溶液逐滴加入PEI-DTPA-mPEG溶液(117.2mg,20mL DMSO)中,搅拌反应3d,透析(透析膜为纤维素透析膜,MWCO为8000,先在PBS中透析1d,再在去离子水中透析2d),冷冻干燥,得到RGD靶向的功能化聚乙烯亚胺分子,标记为PEI-DTPA-mPEG-(PEG-RGD);
(5)在上述PEI-DTPA-mPEG-(PEG-RGD)水溶液(76.9mg,200mL)中加入HAuCl4溶液(8.24mL,10mg/mL)搅拌30min,再加入NaBH4溶液(37.83mg,10mL水),继续搅拌3h,再加入三乙胺N(C2H5)3(308μL)搅拌20min,然后加入乙酸酐Ac2O(257.2μL),搅拌反应24h,透析(透析膜为纤维素透析膜,MWCO为8000,在去离子水中透析2d),冷冻干燥,即得到RGD多肽修饰的金纳米颗粒,标记为RGD-Au PENPs;
(6)将上述RGD-Au PENPs溶液(1mg/mL,3mL PBS)中加入SnCl2溶液(50μg/mL,2mL),搅拌8min,然后再加入无菌放射性高鍀酸盐溶液(700MBq/mL,1mL)并迅速混合反应5min,采用PD-10脱盐色谱柱纯化分离,即得螯合核素99mTc的金纳米颗粒,标记为RGD-99mTc@Au PENPs。
见图2a,3.4-3.6ppm是PEG的结构单元的亚甲基质子信号,5.5-7.5ppm是RGD苯环上的质子信号,根据它们积分面积之比,计算出每个PEG链接了0.78个RGD分子。同样的,每个PEI分子链接22.4个PEG,5.2个RGD分子,和9.5个DTPA分子(见图2b)。RGD-Au PENPs经过乙酰化反应之后,在1.9-2.1ppm之间出现两个峰,1.9ppm是二级酰胺的乙酰基的甲基质子峰,2.05ppm是三级酰胺的乙酰基的甲基质子峰(见图2d)。通常认为伯胺比仲胺更易乙酰化,基于部分仲胺已发生乙酰化,所以PEI表面氨基已基本全部被乙酰。另外,乙酰化的RGD-Au PENPs的表面电势为9.13mV(见表1),基本显中性,也证实了PEI表面氨基基本全部被乙酰。制备的Au PENPs和RGD-Au PENPs的金纳米颗粒的SPR峰都位于520nm左右,见图3,说明成功制备了金纳米颗粒。TEM测试结果显示了Au PENPs和RGD-AuPENPs分布均匀,平均粒径分别为2.2nm和2.6nm,均是fcc晶体结构,见图4。制备的AuPENPs和RGD-Au PENPs的水合粒径分别为95.7nm和138nm。水合粒径大于TEM测试粒径是因为:水合粒径测试的是多个AuPENPs团簇的粒径,而TEM测试的是单独的金核的粒径。CT成像测试结果表明制备的RGD-AuPENPs的X-射线衰减强度随金浓度的提高呈线性上升趋势,同时在相同金或碘的浓度下比临床上用的碘剂(Omnipaque)具有更高X-射线衰减强度,表现出良好的X-射线衰减特性(见图5)。
表1 不同金纳米颗粒水溶液的表面电势和水合粒径
样品 表面电势(mV) 水合粒径(nm)
RGD-Au PENPs 9.13±0.16 138.0±11.4
Au PENPs 12.05±0.52 95.7±21.0
实施例2
将每孔8000个HCC-LM3细胞(人高转移肝癌细胞)种植于96孔板中培养过夜。倒掉原培养基,加入含不同浓度的RGD-Au PENPs的培养液再共培养24小时。倒掉培养液,用PBS洗2遍,加入含CCK-8试剂的培养液(每孔20μL CCK-8试剂,180μL完全培养液)再孵育3h。之后用酶标仪上检测各孔在λ=450nm处的吸光值,并据此计算相应的细胞活力,其中以PBS处理的细胞作为空白对照,细胞活力记为100%。图6和7结果显示,与空白对照组相比,经不同浓度的RGD-Au PENPs处理的实验组细胞活性均在80%以上,说明RGD-AuPENPs没有明显的细胞毒性。
实施例3
将每孔1.5×106HCC-LM3细胞种植于6孔板中,加入含有不同浓度的RGD-Au PENPs和Au PENPs的培养液共培养4小时。之后倒掉培养液,经PBS洗3次。然后用胰酶消化、离心、收集好的细胞团用王水溶解消化,用电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-OES)分别测量RGD-Au PENPs和Au PENPs处理的细胞吞噬的Au的含量,见图8。随着材料浓度的增加,细胞吞噬的材料也越多,并且在相同浓度下RGD-Au PENPs处理的细胞比Au PENPs处理的细胞吞噬更多的材料,说明本发明制备的RGD-Au PENPs能够被细胞吞噬,并且靶向识别αvβ3整合素高表达的细胞。
实施例4
将RGD-Au PENPs或Au PENPs([Au]=0.1mol/L,150μL,PBS溶剂)尾静脉注射进体重为20-25g的接有原位肝肿瘤的裸鼠体内,通过CT扫描检测得到不同时间点的CT成像图(图9)。从图中能清楚地看见正常肝组织的亮度比肝肿瘤部位要亮,是因为PEG修饰的纳米材料主要通过肝和脾代谢,然后被其他组织吸收和代谢。同时,肝肿瘤部位的CT值随给药时间而递减,并在相同的给药时间里,静脉注射RGD-Au PENPs的裸鼠的肝肿瘤部位的CT值比静脉注射Au PENPs的裸鼠的要高,说明RGD修饰的金纳米颗粒在体内具有良好的靶向性。
实施例5
采用PD-10脱盐色谱柱纯化分离纯化标记产物。另外,测试了标记前后放射剂量的变化,计算出99mTc在RGD-Au PENPs(30%)和Au PENPs(31%)上的标记量。标记产物的稳定性通过测试其在PBS中置放0-8小时的变化情况。见图10和11,体外放射稳定性数据显示,RGD-99mTc@Au PENPs和99mTc@Au PENPs在PBS中暴露0-6小时都具有良好的稳定性。说明制备的RGD-99mTc@Au PENPs和99mTc@Au PENPs里没有游离的99mTc存在。稳定性试验结果进一步确保了制备得到的纳米探针能应用于体内SPECT成像。
实施例6
将RGD-99mTc@Au PENPs或99mTc@Au PENPs(600μCi99mTc,150μL,PBS溶剂)尾静脉注射进体重为20-25g的接有原位肝肿瘤的裸鼠体内,通过小动物SPECT扫描仪检测到不同时间点的SPECT成像图(图12)。从图中能清楚地看见正常肝组织的亮度比肝肿瘤部位要亮。同时,肝肿瘤部位的SPECT信号强度随给药时间而递减,并在相同的给药时间里,静脉注射RGD-99mTc@Au PENPs的裸鼠的肝肿瘤部位的SPECT信号强度比静脉注射99mTc@Au PENPs的裸鼠的要高,说明RGD修饰的金纳米颗粒在体内具有良好的靶向性。
实施例7
将RGD-Au PENPs或Au PENPs([Au]=0.1mol/L,150μL,PBS溶剂)尾静脉注射进体重为20-25g的接有原位肝肿瘤的裸鼠体内,给药24h后将其麻醉处死,取其心、肝、脾、肺、肾、肿瘤,然后用王水消化溶解,用ICP-OES测其Au的含量,见图13,说明本发明制备的材料主要通过脾、肝、肾代谢。
将RGD-Au PENPs([Au]=0.1mol/L,100μL,PBS溶剂)尾静脉注射进体重为20-25g的小鼠体内,30天后将其麻醉处死,取其心、肝、脾、肺和肾。通过石蜡切片和H&E(苏木精-伊红)染色,见图14,本发明制备的材料不会对组织器官造成破坏,和对照组相比,组织形貌无明显变化。说明本发明制备的材料可以在小鼠体内代谢,体内无残留,不会影响小鼠的组织器官,具有良好的器官相容性。

Claims (9)

1.一种基于RGD多肽修饰的超支化聚乙烯亚胺纳米探针的制备方法,包括:
(1)在一端氨基、另一端羧基的聚乙二醇NH2-PEG-COOH溶液中加入6-(马来酰亚胺基)己酸琥珀酰亚胺酯溶液中反应8-12h,再把RGD多肽溶液逐滴加入已活化的NH2-PEG-COOH中,搅拌反应2-4d,透析,冷冻干燥,即得RGD-PEG-COOH;
(2)在PEI溶液中逐滴加入二乙烯五乙酸盐DTPA溶液,搅拌反应20-30h透析,冷冻干燥,即得PEI-DTPA;
(3)在羧基化聚乙二醇单甲醚mPEG-COOH溶液中加入1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐EDC·HCl溶液,室温搅拌15-30min,然后加入N-羟基丁二酰亚胺NHS溶液继续搅拌2-3h,得到混合溶液;随后将混合溶液逐滴加入PEI-DTPA溶液中,搅拌反应2-4d,透析,冷冻干燥,即得PEI-DTPA-mPEG;
(4)在RGD-PEG-COOH溶液中加入EDC·HCl溶液,室温搅拌15-30min,然后加入NHS溶液继续搅拌2-3h,得到混合溶液;将混合溶液逐滴加入PEI-DTPA-mPEG溶液中,搅拌反应2-4d,溶液,透析,冷冻干燥,得到RGD靶向的功能化聚乙烯亚胺分子,标记为PEI-DTPA-mPEG-(PEG-RGD);
(5)在PEI-DTPA-mPEG-(PEG-RGD)水溶液中加入HAuCl4溶液搅拌15-30min,再加入NaBH4溶液,继续搅拌2-4h;然后加入三乙胺N(C2H5)3搅拌20-40min,再加入乙酸酐Ac2O搅拌反应20-30h,透析,冷冻干燥,即得RGD多肽修饰的金纳米颗粒,标记为RGD-Au PENPs;(6)将RGD-Au PENPs溶液中加入SnCl2溶液搅拌5-10min,然后再加入无菌放射性高鍀酸盐溶液并混合反应5-10min,纯化分离,得到螯合核素99mTc的金纳米颗粒,标记为RGD-99mTc@Au PENPs,即为RGD多肽修饰的超支化聚乙烯亚胺纳米探针。
2.根据权利要求1所述的一种基于RGD多肽修饰的超支化聚乙烯亚胺纳米探针的制备方法,其特征在于:所述步骤(1)中的RGD与NH2-PEG-COOH的摩尔比为1:1;6-(马来酰亚胺基)己酸琥珀酰亚胺酯与NH2-PEG-COOH的摩尔比为1:1;RGD的分子量为706.67g/mol,浓度为4-6mg/mL,6-(马来酰亚胺基)己酸琥珀酰亚胺酯的浓度为6-10mg/mL,NH2-PEG-COOH的分子量为2000g/mol,浓度为3-5mg/mL。
3.根据权利要求1所述的一种基于RGD多肽修饰的超支化聚乙烯亚胺纳米探针的制备方法,其特征在于:所述步骤(2)中的DTPA与PEI的摩尔比为10:1;DTPA的分子量为357.32g/mol,DTPA溶液的浓度为20-30mg/mL,PEI的浓度为3-5mg/mL。
4.根据权利要求1所述的一种基于RGD多肽修饰的超支化聚乙烯亚胺纳米探针的制备方法,其特征在于:所述步骤(3)中的EDC·HCl与mPEG-COOH的摩尔比为10:1,NHS与mPEG–COOH的摩尔比为10:1,mPEG-COOH与PEI-DTPA的摩尔比为20:1;mPEG-COOH的分子量为2000g/mol,mPEG-COOH溶液的浓度为3-5mg/mL,EDC溶液的浓度为5-8mg/mL,NHS溶液的浓度为3-6mg/mL,PEI-DTPA溶液的浓度为2-4mg/mL。
5.根据权利要求1所述的一种基于RGD多肽修饰的超支化聚乙烯亚胺纳米探针的制备方法,其特征在于:所述步骤(4)中的EDC·HCl与RGD-PEG-COOH的摩尔比为10:1,NHS与RGD-PEG-COOH的摩尔比为10:1,RGD-PEG-COOH与PEI-DTPA-mPEG的摩尔比为10:1;RGD-PEG-COOH溶液的浓度为3-5mg/mL,EDC溶液的浓度为5-8mg/mL,NHS溶液的浓度为3-6mg/mL,PEI-DTPA-mPEG溶液的浓度为2-4mg/mL。
6.根据权利要求1所述的一种基于RGD多肽修饰的超支化聚乙烯亚胺纳米探针的制备方法,其特征在于:所述步骤(5)中的HAuCl4的浓度为5-10mg/mL,NaBH4的浓度为3-6mg/mL,NaBH4溶液的溶剂为冰水。
7.根据权利要求1所述的一种基于RGD多肽修饰的超支化聚乙烯亚胺纳米探针的制备方法,其特征在于:所述步骤(5)中的HAuCl4与PEI-DTPA-mPEG-(PEG-RGD)的摩尔比为200:1,NaBH4与HAuCl4的摩尔比为5:1,N(C2H5)3与PEI-DTPA-mPEG-(PEG-RGD)的摩尔比为3288:1,Ac2O与PEI-DTPA-mPEG-(PEG-RGD)的摩尔比为2740:1。
8.根据权利要求1所述的一种基于RGD多肽修饰的超支化聚乙烯亚胺纳米探针的制备方法,其特征在于:所述步骤(6)中的RGD-Au PENPs溶液的浓度为0.1-0.3mg/mL,SnCl2溶液的浓度为0.03-0.06mg/mL,无菌放射性高鍀酸盐溶液的体积为0.3-0.6mL,无菌放射性高鍀酸盐的浓度为600-800MBq/mL。
9.根据权利要求1所述的一种基于RGD多肽修饰的超支化聚乙烯亚胺纳米探针的制备方法,其特征在于:所述步骤(6)中制备的RGD-99mTc@Au PENPs用于对原位肝肿瘤的靶向SPECT/CT双模态诊断。
CN201710136134.XA 2017-03-08 2017-03-08 一种基于rgd多肽修饰的超支化聚乙烯亚胺纳米探针的制备方法 Pending CN107343961A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710136134.XA CN107343961A (zh) 2017-03-08 2017-03-08 一种基于rgd多肽修饰的超支化聚乙烯亚胺纳米探针的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710136134.XA CN107343961A (zh) 2017-03-08 2017-03-08 一种基于rgd多肽修饰的超支化聚乙烯亚胺纳米探针的制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN107343961A true CN107343961A (zh) 2017-11-14

Family

ID=60253495

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710136134.XA Pending CN107343961A (zh) 2017-03-08 2017-03-08 一种基于rgd多肽修饰的超支化聚乙烯亚胺纳米探针的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107343961A (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109207143A (zh) * 2018-11-16 2019-01-15 浙江大学医学院附属邵逸夫医院 一种功能化修饰的荧光碳量子点及其制备方法和应用
CN110128666A (zh) * 2019-05-27 2019-08-16 南京工业大学 功能化聚乙烯亚胺包裹纳米金颗粒复合材料及其制备方法
CN113577016A (zh) * 2021-07-16 2021-11-02 北京中医药大学 一种雷公藤甲素-金纳米颗粒/透明质酸复合水凝胶及其制备与应用
CN115501350A (zh) * 2022-10-18 2022-12-23 浙江大学 一种荧光超分子纳米载体及其制备方法与应用

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104399092A (zh) * 2014-10-31 2015-03-11 东华大学 一种rgd修饰的超小型超顺磁氧化铁纳米颗粒的制备方法
CN105617412A (zh) * 2014-12-01 2016-06-01 上海交通大学附属第一人民医院 基于聚乙二醇化聚乙烯亚胺的不同表面修饰的spect/ct双模态成像造影剂的制备方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104399092A (zh) * 2014-10-31 2015-03-11 东华大学 一种rgd修饰的超小型超顺磁氧化铁纳米颗粒的制备方法
CN105617412A (zh) * 2014-12-01 2016-06-01 上海交通大学附属第一人民医院 基于聚乙二醇化聚乙烯亚胺的不同表面修饰的spect/ct双模态成像造影剂的制备方法

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109207143A (zh) * 2018-11-16 2019-01-15 浙江大学医学院附属邵逸夫医院 一种功能化修饰的荧光碳量子点及其制备方法和应用
CN109207143B (zh) * 2018-11-16 2021-05-07 浙江大学医学院附属邵逸夫医院 一种功能化修饰的荧光碳量子点及其制备方法和应用
CN110128666A (zh) * 2019-05-27 2019-08-16 南京工业大学 功能化聚乙烯亚胺包裹纳米金颗粒复合材料及其制备方法
CN110128666B (zh) * 2019-05-27 2021-09-28 南京工业大学 功能化聚乙烯亚胺包裹纳米金颗粒复合材料及其制备方法
CN113577016A (zh) * 2021-07-16 2021-11-02 北京中医药大学 一种雷公藤甲素-金纳米颗粒/透明质酸复合水凝胶及其制备与应用
CN115501350A (zh) * 2022-10-18 2022-12-23 浙江大学 一种荧光超分子纳米载体及其制备方法与应用
CN115501350B (zh) * 2022-10-18 2024-04-26 浙江大学 一种荧光超分子纳米载体及其制备方法与应用

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Agrawal et al. Chitosan-based systems for molecular imaging
CN107343961A (zh) 一种基于rgd多肽修饰的超支化聚乙烯亚胺纳米探针的制备方法
CN104826139B (zh) 一种rgd多肽靶向的超小四氧化三铁mri阳性纳米探针的制备方法
Lee et al. Superparamagnetic iron oxide nanoparticles as a dual imaging probe for targeting hepatocytes in vivo
Shi et al. Hemoglobin-mediated biomimetic synthesis of paramagnetic O2-evolving theranostic nanoprobes for MR imaging-guided enhanced photodynamic therapy of tumor
Shu et al. Organophosphonate functionalized Gd@ C82 as a magnetic resonance imaging contrast agent
Janasik et al. 19F MRI probes for multimodal imaging
Wu et al. Reduction-active Fe3O4-loaded micelles with aggregation-enhanced MRI contrast for differential diagnosis of Neroglioma
CN107281504A (zh) 一种基于第二代聚酰胺‑胺树状大分子的spect/ct双模态成像造影剂的制备方法
CN106075469A (zh) Gd3+诱导金纳米团簇自组装成金纳米颗粒的方法及应用
Zhang et al. Sequential SPECT and NIR-II imaging of tumor and sentinel lymph node metastasis for diagnosis and image-guided surgery
CN104162175B (zh) 功能化的基于树状大分子的spect‑ct双模态成像造影剂及其制备方法
CN101861171B (zh) 用于制备放射性药物组合物的通过多胺接枝的多糖
CN104815341A (zh) 靶向聚合物胶束磁性纳米粒及制备和应用
CN110433296A (zh) 一种19f-mr/荧光多模式分子成像及载药的诊疗一体化纳米探针及制备方法和应用
CN104258422A (zh) 一种基于超支化聚乙烯亚胺分子的ct/mr双模态成像造影剂的制备方法
CN108273073A (zh) 超小功能化纳米簇、纳米探针及其制备方法和应用
Patel et al. Nanoparticles: an emerging platform for medical imaging
Yuan et al. NIR-II organic small molecule probe for labeling lymph nodes and guiding tumor imaging
Fan et al. The distribution and imaging of 99mTc-nGO-PEG-FA in human Patu8988 tumor-bearing nude mice
CN109620972A (zh) 一种用于肺癌诊断的t1-t2双模态靶向成像造影剂及制备方法
CN108553653A (zh) 一种具有rgd靶向功能基于g2.nh2的锰基mr/ct双模态成像造影剂的制备方法
CN111807979B (zh) 两性离子氟化交联剂、纳米凝胶及其应用
Rezayan et al. A modified PEG-Fe3O4 magnetic nanoparticles conjugated with D (+) glucosamine (DG): MRI contrast agent
CN109125742B (zh) 一种氧化铁纳米粒子的制备方法及其在肿瘤靶向诊疗中的应用

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20171114