CN107961383A - 一种探针系统及其制备方法与用途 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种探针系统的制备方法，主要步骤为：用无水乙醇分别将磷脂聚乙二醇活性脂DSPE‑PEG‑NHS、聚乙二醇维生素E琥珀酸酯TPGS和胆固醇溶解，混合，将混合物搅拌并减压旋转，制备脂质体。取荧光分子溶解在双蒸水中，滴加入到所述脂质体中，超声处理，得到包裹荧光分子的脂质体。将2’‑氨基葡萄糖水溶液与包裹荧光分子的脂质体反应，生成由外部共价连接氨基葡萄糖，内部包裹荧光分子的脂质体形成的探针系统，该探针系统能够良好地靶向识别肿瘤细胞和肿瘤组织，可作为肿瘤靶向的工具。

Description

一种探针系统及其制备方法与用途
技术领域
本发明属于医学领域，涉及一种靶向性荧光探针系统及其制备方法与用途，特别涉及一种能够靶向结合肿瘤组织的荧光探针系统及其制备方法。
背景技术
目前在临床上常规诊疗方法有血液学检查、医学影像学检查等，其中医学影像学在现代肿瘤医学检查中扮演着十分重要的角色。随着医学影像学检测技术的革新和迅猛发展，如多排螺旋CT仪器，可精确到一个断层1毫米对人体进行全方位的扫描，还可仿真内镜检查，使早期发现小组织肿瘤成为现实。而以11C、13N、15O、18F等正电子核素为示踪剂的PET-CT检测手段在一定意义上被称为靶向性检测，放射治疗肿瘤可杀死肿瘤细胞，但大剂量的辐射也会造成组织器官的破坏、坏死。因此应用核素检测肿瘤会给人机体带来一定的风险，有些肿瘤病人，在经历了漫长的放射治疗后，或是做多次后续性辐射检查，由于体内的核素不能及时代谢出体外，当辐射剂量累积到一定程度时，很容易引起机体细胞组织再次癌变。
肿瘤诊断研究的不断发展伴随着多种显像技术的不断引进，其中荧光成像技术也越来越成为研究热点。动物模型已经广泛应用于基础和临床前研究，结合荧光成像技术能够更精确地指导肿瘤模型动物实验，成为肿瘤诊断的一种非常有价值的工具。目前荧光成像越来越多的用于监测体内分子的行为，成像运用的范围从细胞、组织水平发展到全身水平，并有可能用于临床研究。近期分子影像学的许多发展已经使人们对活体内特异分子作用靶点和分子作用路径有了更直观形象的认识。介于分子成像技术的快速发展，研究者将其运用到了体内更多的生理病理特征变化的检测中，在肿瘤的相关研究中，不仅能使临床研究者直观地诊断肿瘤位于身体的哪个位置，还能检测到特异性的分子(如朊酶类和蛋白激酶类)的功能和活性，以及反映肿瘤治疗过程中的生物学变化(如细胞凋亡、血管生成和肿瘤转移)。荧光成像技术将在肿瘤的研究中发挥越来越大的作用，它对肿瘤的诊断、个体化治疗、药物的研发和肿瘤发生机理的研究和应用都有巨大的意义。
荧光光学成像是医学影像技术中的重要技术之一，当今荧光成像特别是近红外染料越来越多的用于监测体内分子的行为，成像运用的范围从细胞、组织水平发展到全身水平，并有可能用于临床研究。近年来随着分子影像学的不断发展，荧光光学活体成像使人们直观观察到以体内特异分子作为靶点的直接效应，同时对分子作用途径也有了更加深刻地认识。大多数荧光染料在体内半衰期较短，且对肿瘤组织没有特异性，因此可将荧光染料结合一些“导向性基团”并用生物相容性材料脂质体制备成纳米靶向性荧光探针，以增加生物相容性，延长荧光染料在体内的半衰期，并具有一定的靶向性，如将具有靶向性荧光分子探针注入体内，通过体内的荧光信号强度诊断肿瘤的早期组织。
现有技术缺点之一：所用材料PLGA虽然已被FDA批准上市，但由PLGA所制备的纳米颗粒粒径较大并分散性差，无靶向性，使纳米颗粒多集中于肺部和肝部，很难锁定肿瘤部位。
缺点之二：目前在临床上辅助手术的示踪剂是注射吲哚荧光染料菁绿ICG,用于诊断肝硬化、肝纤维化、韧性肝炎、职业和药物中毒性肝病等各种肝脏疾病，了解肝脏的损害程度及其储备功能。用于脉络膜血管造影，确定脉络膜疾患的位置，但对肿瘤组织无特异性靶向，且在全身分散。临床所开发的靶向性荧光示踪剂多为主动靶向性荧光探针，在众多主动靶向研究中，较成熟的主动靶向小分子配体叶酸具有较好的靶向性，但肾脏大量表达叶酸受体，因此由叶酸靶向的小分子药物和探针会聚集在肾脏引起肾毒性，叶酸共价偶联药物和探针的肾聚集是限制叶酸靶向性药物和探针在临床上使用的最大障碍，此问题一直没有被解决。
前期研究工作中，制备2-氨基葡萄糖-FITC荧光探针和2-氨基葡萄糖-ICG02近红外荧光探针，从细胞水平和动物水平研究荧光探针的靶向性。实验结果证明已成功合成2-氨基葡萄糖-谷氨酸-荧光染料FITC/近红外荧光探针，细胞和动物实验表明在葡萄糖转运蛋白受体-配体作用的介导下，2-氨基葡萄糖荧光探针可靶向葡萄糖转运蛋白受体高表达的肿瘤细胞和组织。将2-氨基葡萄糖共价偶联荧光染料，制备小分子荧光探针，具有较好靶向性。2-氨基葡萄糖荧光探针的制备及肿瘤靶向性的研究已发表在《中国临床药理学与治疗学》2016，12.
缺点之一：一个小分子探针只能共价偶联2个氨基葡萄糖分子，
缺点之二：小分子探针在体内循环较快，且荧光染料在体内容易发生荧光淬灭现象。
发明内容
为了解决现有技术的不足，本专利用脂质体包裹荧光染料，主要是防止荧光染料在体内淬灭，在制备脂质体时将PEG-NHS镶嵌在脂质体骨架，使其更多地共价偶联氨基葡萄糖，增加荧光探针的靶向性，使用PEG分子量由2000-20K，用于延长靶向性探针在体内的循环时间制备N-氨基葡萄糖-脂质体纳米靶向性荧光探针。
恶性肿瘤细胞存在有氧获能障碍，其代谢的重要特点是以葡萄糖为唯一的底物进行无氧酵解，从而获取能量，这也是肿瘤细胞唯一的获能方式，即“Warburg”效应。而正常细胞有三大类产能底物：葡萄糖、脂肪和蛋白质，在供氧充足情况下以有氧代谢为主获取能量，除葡萄糖外还可以脂肪、蛋白质为底物产能，故针对肿瘤糖酵解的抗肿瘤诊断或治疗具有肿瘤细胞特异性，对正常细胞影响很小，不损伤正常细胞。
葡萄糖在生物学领域具有重要地位，是生物体内新陈代谢不可缺少的能源物质，是活细胞的能量来源和新陈代谢的中间产物，在医药领域有着广泛应用。葡萄糖进入血液循环后，在体内代谢首先需要进入细胞，这是依赖葡萄糖转运体(glucose transporter，Glut)而实现的。肿瘤细胞代谢旺盛，对葡萄糖的代谢率增高，需求量增加，这主要与Glut1的表达、酶活性、肿瘤恶性程度、浸润和转移能力及环境因素等相关。Glut1是介导细胞葡萄糖摄取的主要载体，与正常细胞相比，肿瘤细胞Glu1t的表达和活性明显增强。肿瘤细胞代谢需要摄取大量葡萄糖，因此以显像剂标记葡萄糖，结合显像技术在肿瘤诊断方面具有良好的应用前景。
恶性肿瘤细胞代谢旺盛，其获得能量的重要方式是以葡萄糖为唯一的底物进行无氧酵解，为了获得更多能量，恶性肿瘤细胞表面高表达葡萄糖转运蛋白受体，因此可将葡萄糖转运蛋白作为靶向靶点。由葡萄糖转运蛋白可识别的配体小分子用于肿瘤的诊断工具，而靶向葡萄糖转运蛋白的载体所承载的药物则可以用作肿瘤的靶向给药工具。
氨基葡萄糖是葡萄糖一个2’位羟基被氨基取代的2-氨基-2-脱氧-D-葡萄糖化合物，其结构与氨基葡萄糖相似，在恶性肿瘤能量代谢中，能被恶性肿瘤细胞表面高表达的葡萄糖转运蛋白识别靶向恶性肿瘤，其靶向性具有广谱性。因此，将氨基葡萄糖共价偶联包裹荧光染料的纳米脂质体可构成靶向恶性肿瘤的荧光探针系统。
恶性肿瘤细胞代谢旺盛，获能的重要方式是以葡萄糖为唯一的底物的无氧酵解，其细胞表面高表达葡萄糖转运蛋白受体，本专利将葡萄糖转运蛋白作为靶点，氨基葡萄作为导向基团，使纳米靶向性荧光探针的性具有广谱性，可靶向多种恶性肿瘤细胞，使用DSPE-PEG-NHS作为制备脂质体的材料，在共价偶联氨基葡萄糖的同时，PEG可增加脂质体在体内循环时间，纳米脂质体包裹递送物质荧光分子可防止荧光染料在体内淬灭或荧光强度下降等问题。
为了解决现有技术中的问题，基于上述核心构思，本发明提供了一种一种探针系统的制备方法，所述探针系统包括脂质体，荧光分子和氨基葡萄糖，所述荧光分子位于所述脂质体内部，所述氨基葡萄糖连接于所述脂质体外部。
在一些实施方案中，所述探针系统的制备步骤包括：
将所述荧光分子包裹到所述脂质体当中；
将2’-氨基葡萄糖共价结合于包裹有所述荧光分子的脂质体外部骨架分子上。
在一些实施方案中，所述探针系统的制备步骤包括：
所述脂质体的制备方法为：
用无水乙醇分别将磷脂聚乙二醇活性脂DSPE-PEG-NHS、聚乙二醇维生素E琥珀酸酯TPGS和胆固醇溶解；
将所述聚乙二醇活性脂DSPE-PEG-NHS、所述聚乙二醇维生素E琥珀酸酯TPGS和所述胆固醇的乙醇溶液搅拌并减压旋转，制备所述脂质体。
在一些实施方案中，使所述荧光分子位于所述脂质体内部的步骤包括：
取所述荧光分子溶解在双蒸水中，滴加入到所述脂质体中，超声处理，得到包裹所述荧光分子的所述脂质体。
在一些实施方案中，使所述荧光分子位于所述脂质体内部的步骤还包括：
将包裹所述荧光分子的所述脂质体通过聚碳酸纤维膜挤压后得到粒径为聚碳酸纤维膜孔径的包裹所述荧光分子的所述脂质体。
在一些实施方案中，所述荧光分子选自ICG,亚甲蓝，荧光素纳，5-ALA，FITC，罗丹明。
在一些实施方案中，所述探针系统的制备步骤为：
(1)将磷脂聚乙二醇活性脂DSPE-PEG-NHS，聚乙二醇维生素E琥珀酸酯TPGS和胆固醇分别配制成乙醇溶液，按照溶质摩尔比95-90:10-5:5-1均匀混合在一起，置于45-55℃的水浴中搅拌使所述磷脂聚乙二醇活性脂DSPE-PEG-NHS，所述聚乙二醇维生素E琥珀酸酯TPGS和所述胆固醇溶解混匀，并在45-55℃水浴条件下减压旋转蒸发乙醇，形成脂质体；
(2)将所述荧光分子配制成水溶液并滴加到所述脂质体中，在45-55℃的水浴中超声，使荧光分子包裹在所述脂质体中，形成脂质体包裹荧光分子的脂质体荧光分子复合体；
(3)在45-55℃水浴中，用挤压法将所述脂质体荧光分子复合体通过聚碳酸纤维膜挤压后得到粒径为聚碳酸纤维膜孔径的脂质体荧光分子复合体；
(4)将2’-氨基葡萄糖溶解在水中，按照2’-氨基葡萄糖：磷脂聚乙二醇活性脂DSPE-PEG-NHS＝1:1-2的摩尔比，在室温下将2’-氨基葡萄糖和所述脂质体荧光分子复合体混合反应过夜，形成所述探针系统。
在一些实施方案中，可选地，在步骤(1)中，所述磷脂聚乙二醇活性脂DSPE-PEG-NHS中的PEG为PEG2000-20000，优选地PEG2000-5000，更优选地，PEG2000或PEG5000，优选地，所述聚乙二醇维生素E琥珀酸酯TPGS为聚乙二醇1000维生素E琥珀酸酯TPGS，优选地，所述水浴温度为50℃；优选地，将所述磷脂聚乙二醇活性脂DSPE-PEG-NHS，所述聚乙二醇维生素E琥珀酸酯TPGS和所述胆固醇分别配制成10mg/mL的乙醇溶液；所述磷脂聚乙二醇活性脂DSPE-PEG-NHS，所述聚乙二醇维生素E琥珀酸酯TPGS和所述胆固醇的乙醇溶液中溶质摩尔比95:5:1
优选地，在步骤(2)中，过夜透析除去多余的所述磷脂聚乙二醇活性脂DSPE-PEG-NHS，所述聚乙二醇维生素E琥珀酸酯TPGS和所述胆固醇，优选地，将所述荧光分子配制成1mg/mL的水溶液，优选地，所述水浴温度为50℃，优选地，所述荧光分子选自ICG,亚甲蓝，荧光素纳，5-ALA，FITC，罗丹明；
优选地，在步骤(3)中，优选地，所述水浴温度为50℃；优选地，用挤压法将所述脂质体荧光分子复合体通过孔径20-100nm聚碳酸纤维膜挤压后得到粒径为20-100nm的脂质体荧光分子复合体；更优选地，用挤压法将所述脂质体荧光分子复合体通过孔径分别20nm,50nm,100nm聚碳酸纤维膜挤压后得到粒径为20nm,50nm,100nm的脂质体荧光分子复合体；
优选地，在步骤(4)中，将2’-氨基葡萄糖溶解在水中形成1.27mg/mL的溶液，优选地，透析除去未共价偶联的2’-氨基葡萄糖小分子，按照2’-氨基葡萄糖：磷脂聚乙二醇活性脂DSPE-PEG-NHS＝1:1.5的摩尔比，在室温下将2’-氨基葡萄糖和所述脂质体荧光分子复合体混合反应过夜，形成所述探针系统。
本申请还提供了根据前述任一种探针系统的制备方法所制备的探针系统。
本申请还提供了前述探针系统在靶向、示踪、诊断、显像、标记和/或定位活肿瘤组织或活肿瘤细胞中的用途，或在制备用于靶向、示踪、诊断、显像、标记和/或定位活肿瘤组织或活肿瘤细胞的设备中的用途，或在制备靶向、示踪、诊断、显像、标记和/或定位活肿瘤组织或活肿瘤细胞的试剂或试剂盒中的用途。
本发明用DSPE-PEG-NHS化合物作为制备脂质体的一种原料，用逆向蒸发法将DSPE-PEG-NHS，聚乙二醇琥珀酸酯(TPGS)和胆固醇(95-90:10-5:5-1)按照不同配方制备脂质体，并将水溶性染料包裹在脂质体中，再用挤压法将脂质体大小固定在20nm，50nm和100nm，将氨基葡萄糖与脂质体表面NHS按照1:1.5摩尔比共价偶联在纳米脂质体表面，形成氨基葡萄糖-脂质体纳米靶向性探针。
利用暴露在脂质体表面的PEG-NHS共价偶联氨基葡萄糖，与小分子2-氨基葡萄糖荧光探针相比，脂质体表面N个PEG-NHS分子可共价偶联N个氨基葡萄糖分子，从而增加其靶向性。
所用DSPE-PEG-NHS中PEG分子量从2000到20k，可增加纳米脂质体在体内的循环时间。
利用恶性肿瘤葡萄糖代谢及葡萄糖转运蛋白表达量远远大于正常细胞和组织的原理，将氨基葡萄糖作为“导向基团”，使纳米靶向性脂质体荧光探针可靶向性多种肿瘤，其靶向性具有广谱性。
要保护荧光染料为ICG,亚甲蓝，荧光素纳，5-ALA，FITC，罗丹明。
附图说明
图1为用马尔文粒径仪检测脂质体粒径的结果示意图。
图2为用马尔文粒径仪检测脂质体粒径的结果示意图。
图3为粒径为20nm,50nm,100nm的脂质体TEM照片。
图4为氨基葡萄糖-脂质体包裹ICG提高其荧光强度的曲线图。
图5为DSPE-PEG-NHS组分与2-氨基葡萄糖的化学反应式。
图6为氨基葡萄糖-脂质体纳米靶向性荧光探针结构示意图。
图7为在细胞水平对比有无氨基葡萄糖，纳米脂质体荧光探针的靶向性对照图。
图8位在个体水平对比有无氨基葡萄糖，纳米脂质体荧光探针的靶向性对照图。
具体实施方式
为了更好的解释本发明的技术方案，下面结合附图详细介绍本发明的实施例。以下实施例用于进一步说明本发明，但不应理解为对本发明的固定或限制。若未特别指明，实施例中所用的技术特征可以替换为具有在不背离发明构思前提下等同或相似功能或效果的其他本领域已知的技术特征。
用二硬脂酰磷脂酰乙醇胺-PEG-NHS(2000-2K)，聚乙二醇琥珀酸酯(TPGS)和胆固醇(95-90:10-5:5-1)不同配方制备脂质体，包裹水溶性荧光染料ICG，亚甲蓝，荧光素纳，5-ALA，FITC,罗丹明，利用脂质体DSPE-PEG-NHS共价偶联氨基葡萄糖作为“导向基团”，制备成被动靶向性荧光探针，申请人前期研究工作已发现，氨基葡萄糖对多种恶性肿瘤具有较好的靶向性，本专利在前期研究的基础上制备纳米脂质体(20nm，50nm，100nm)并修饰氨基葡萄糖，纳米脂质体表面可共价偶联400-580个分子氨基葡萄糖，而一个小分子氨基葡萄糖荧光探针只能共价偶联1-2个氨基葡萄糖分子，这样大大提高荧光探针的靶向性及荧光效应，另氨基葡萄糖及脂质体无毒且具有较好的生物相容性。
申请人已制备1,2-氨基葡萄糖荧光探针，从细胞水平和动物水平证明小分子2-氨基葡萄糖探针具有较好的靶向性，制备氨基葡萄糖-脂质体荧光探针，在DSPE-PEG上修饰NHS，并镶嵌在脂质体表面，并高效共价偶联氨基葡萄糖，在纳米脂质体表面共价偶联400-580个分子氨基葡萄糖，大大增加纳米脂质体的靶向性，同时用具有生物相容性脂质体包裹荧光染料，可有效地提高荧光染料的强度。
用二硬脂酰磷脂酰乙醇胺-PEG-NHS(2000-2K)，聚乙二醇琥珀酸酯(TPGS)和胆固醇(95-90:10-5:5-1)不同配方制备脂质体，用氨基葡萄糖共价偶联裸露在脂质体骨架上PEG-NHS制备氨基葡萄糖-脂质体纳米靶向性荧光探针，其中，氨基葡萄糖-脂质体纳米靶向性荧光探针以水溶性荧光染料为内核，以双磷脂层脂质体为壳膜，且DSPE-PEG-NHS通过N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)共价偶联氨基葡萄糖分子，氨基葡萄糖-脂质体纳米靶向性荧光探针为包裹水溶性荧光染料并具有靶向性的双层脂质体纳米颗粒，脂质体具有良好的生物相容性，可生物降解并通过正常的生理途径排出体外。水溶性荧光染料包裹入脂质体后，增加水溶性荧光染料的光稳定性；同时脂质体纳米颗粒共价偶联氨基葡萄糖后，利用恶性肿瘤旺盛葡萄糖代谢及恶性肿瘤细胞表面高表达葡萄糖转运蛋白，能够在活体内靶向多种恶性肿瘤，该氨基葡萄糖-脂质体纳米靶向性荧光探针制造成本低，便于操作推广。
以荧光染料(ICG,亚甲蓝，荧光素纳，5-ALA，FITC，罗丹明)为内核，以二硬脂酰基磷脂酰乙醇胺-聚乙二醇-NHS(DSPE-PEG-NHS),TPGS和胆固醇所形成双层磷脂为壳膜，且通过脂质体骨架上DSPE-PEG-NHS共价偶联氨基葡萄糖分子，制备成具有靶向性纳米脂质体荧光探针。
一种荧光探针制备方法，利用恶性肿瘤旺盛葡萄糖代谢及恶性肿瘤细胞表面高表达葡萄糖转运体蛋白Glut1，可靶向多种恶性肿瘤。
制备方法包括以下步骤：
步骤(1)将DSPE-PEG-NHS，TPGS和胆固醇分别配制成10mg/mL乙醇溶液，按照不同体积比95-90:10-5:5-1均匀混合在一起，置于50mL小烧杯中，向烧杯中加入5mL无水乙醇，将烧杯置于50℃的水浴锅中搅拌使DSPE-PEG-NHS，TPGS和胆固醇溶解混匀，并在50℃水浴条件下减压旋转蒸发乙醇。
步骤(2)将水溶性染料或药物配制成1mg/mL的溶液并滴加到DSPE-PEG-NHS，TPGS和胆固醇所形成的薄膜中，在50℃的水浴中超声，使水溶性染料包裹在脂质体中，形成脂质体包裹的纳米荧光染料探针或是药物传递系统，过夜透析除去多余的DSPE-PEG-NHS，TPGS和胆固醇。
步骤(3)在50℃水浴中，用挤压法将包裹水溶性荧光染料纳米脂质体通过不同粒径聚碳酸纤维膜(20nm,50nm,100nm)挤压后得到不同粒径(20nm,50nm,100nm)的纳米靶向性脂质体荧光探针。
步骤(4)将2.54mg氨基葡萄糖溶解在2mL水中，按照氨基葡萄糖：DSPE-PEG-NHS＝1:1.5的摩尔比，在室温下将氨基葡萄糖和包裹纳米脂质体混合反应过夜，透析除去未共价偶联的氨基葡萄糖小分子。从而得到纯化后氨基葡萄糖-脂质体纳米荧光探针系统。
所述的步骤1所用DSPE-PEG-NHS中PEG分子量为(2000-20000)；
所述的步骤2采用逆向蒸发法将DSPE-PEG-NHS，TPGC和胆固醇不同配比为：95-80:5-20:1-5制备脂质体，并50℃的水浴锅中搅拌使DSPE-PEG-NHS，TPGS和胆固醇溶解混匀，并在50℃水浴条件下减压旋转蒸发乙醇。
将水溶性染料或药物配制成1mg/mL的溶液并滴加到DSPE-PEG-NHS，TPGS和胆固醇所形成的薄膜中，在50℃的水浴中超声，使水溶性染料包裹在脂质体中，形成脂质体包裹的纳米荧光染料探针或是药物传递系统，过夜透析除去多余的DSPE-PEG-NHS，TPGS和胆固醇。
在50℃水浴中，用挤压法将包裹水溶性荧光染料纳米脂质体通过不同粒径聚碳酸纤维膜(20nm,50nm,100nm)挤压后得到不同粒径(20nm,50nm,100nm)的纳米脂质体荧光探针。
将2.54mg氨基葡萄糖溶解在2mL水中，按照氨基葡萄糖：DSPE-PEG-NHS＝1:1.5的摩尔比，在室温下将氨基葡萄糖和包裹纳米脂质体混合反应过夜，透析除去未共价偶联的氨基葡萄糖小分子。从而得到纯化后氨基葡萄糖-脂质体纳米荧光探针系统。
实施例1 脂质体的制备
处方：磷脂PEG活性酯磷脂聚乙二醇活性脂DSPE-PEG-NHS(DSPE MW:790.15，NANOCS)：聚乙二醇1000维生素E琥珀酸酯TPGS(MW1513,Sigma)：胆固醇(MW:386.66,Sigma)＝95:5:1，即DSPE-PEG2000-NHS：TPGS：胆固醇，分别配制成10mg/mL乙醇溶液，用按照95:5:1摩尔比分别加入DSPE-PEG2000-NHS，TPGS和胆固醇，分别取出DSPE-PEG2000-NHS 454μL、TPGS 45μL和胆固醇5μL加入在50mL烧杯中，并同时加5mL无水乙醇混合溶解，溶解过程保持水浴温度50℃，并不断搅拌，并在50℃水浴条件下减压旋转。制备成脂质体。
实施例2 包裹荧光染料脂质体的制备
取0.5mg临床上所用注射用吲哚菁绿ICG荧光染料溶解在1mL双蒸水中，逐滴，滴加入到脂质体薄膜中(脂质体中DSPE-PEG-NHS：ICG摩尔比＝10:1)，在50℃的水浴中超声W：40，5min)得到包裹水溶性ICG荧光染料的脂质体。使用PEG为2000的DSPE-PEG-NHS所制备包裹荧光染料的脂质体，其粒径经马尔文粒径仪(Zetasizer Nano ZSP，英国马尔文仪器有限公司)，检测为33.04±5nm。结果如图1所示。
实施例3 包裹荧光染料脂质体的制备
其他条件与实施例2相同，使用PEG为5000的DSPE-PEG-NHS，处方磷脂聚乙二醇活性脂DSPE-PEG5000-NHS(DSPE MW:790.15，NANOCS)：聚乙二醇1000维生素E琥珀酸酯TPGS(MW1513,Sigma)：胆固醇(MW:386.66,Sigma)＝95:5:1，包裹水溶性ICG荧光染料的脂质体粒径在56.25±6nm。结果如图2所示。
实施例4 包裹荧光染料脂质体的尺寸限定
薄膜-挤压法：当把薄膜法制备的大小不一的脂质体连续通过孔径0.01-1.0μm的聚碳酸纤维膜后，可以使脂质体的大小分布趋于均一。
在50℃水浴中，对DSPE-PEG2000-NHS所制备的脂质体用挤压法，让脂质体通过20nm聚碳酸纤维膜挤压后得到20nm脂质体探针，用挤压法分别让DSPE-PEG5000-NHS所制备的脂质体，用挤压法通过50nm,100nm聚碳酸纤维膜挤压后得到50nm和100nm粒径的纳米脂质体荧光探针。结果如图3所示。
实施例5 包裹荧光染料脂质体的荧光特性实验
取1mg ICG分别配制5μg/mL,2.5μg/mL，1.25μg/mL，0.625μg/mL，0.3125μg/mL，0.15625μg/mL 6个不同浓度，制备ICG标准曲线，计算50nm粒径氨基葡萄糖-脂质体所包裹ICG的浓度为0.637.4μg/mL，同时配制0.637.4μg/mL ICG，使用荧光光谱仪检测两种化合物的荧光强度，得到图4所示，在ICG 0.637.4μg/mL浓度下，氨基葡萄糖-脂质体包裹ICG提高其荧光强度的试验。
实施例6 荧光探针的制备
将2.54mg 2’氨基葡萄糖溶解在2mL水中，按照2’氨基葡萄糖：50nm粒径氨基葡萄糖-脂质体-荧光染料＝1:1.5的摩尔比(脂质体中按照DSPE-PEG-NHS计算)，在室温下将氨基葡萄糖和包裹纳米脂质体混合在总体积5mL双蒸水中搅拌过夜后，放入MW为6000透析袋中在水中透析过夜，除去未共价偶联的氨基葡萄糖小分子。从而得到纯化后氨基葡萄糖-脂质体纳米荧光探针系统。
脂质体中DSPE-PEG-NHS组分与2-氨基葡萄糖的化学反应如图5所示。
氨基葡萄糖-脂质体纳米靶向性荧光探针结构如图6所示。其中，整体环状部分表示磷脂双层，内部圆球表示荧光分子，外部星形分子代表氨基葡萄糖，连接星形分子的端线代表PEG部分，环状内部的点代表胆固醇，整体示意了本发明的氨基葡萄糖-脂质体纳米靶向性荧光探针结构。
实施例7 有无氨基葡萄糖，纳米脂质体靶向性的研究
分别用上述处方DSPE-PEG5000-NHS，聚乙二醇琥珀酸酯(TPGS)和胆固醇(95:10:1)制备脂质体后，取0.5mg异硫氰酸荧光素(FITC)0.5mg溶解在1mL双蒸水中，逐滴，滴加入到脂质体薄膜中(脂质体中DSPE-PEG-NHS：FITC摩尔比＝10:1)，在50℃的水浴中超声W：40，5min)得到包裹水溶性FITC荧光染料的脂质体。用挤压法让脂质体通过50nm聚碳酸纤维膜挤压后得到50nm粒径氨基葡萄糖-脂质体-FITC探针。1mL 50nm粒径氨基葡萄糖-脂质体-FITC探针，使用无菌的0.22μm滤膜过滤，加入乳腺癌MDA-MB-231细胞置于37℃、5％CO2、90％湿度的恒温培养箱中培养，孵育4小时后弃去培养液，加入1mLPBS清洗，重复2-3次，在倒置荧光显微镜，放大倍数为200倍下观察，可清楚看到由氨基葡萄糖-脂质体-FITC探针孵育的肿瘤细胞MDA-MB-231的荧光亮度，明显强于无氨基葡萄糖脂质体荧光探针孵育的MDA-MB-231肿瘤细胞，细胞实验结果证明氨基葡萄糖-脂质体纳米靶向性荧光探针，可靶向肿瘤细胞。实验结果如图7所示。
根据照片可见没有氨基葡萄糖的脂质体-FITC染色呈弥散状，而氨基葡萄糖的脂质体-FITC染色呈聚集成簇。
实施例8 有无氨基葡萄糖，纳米脂质体靶向性的研究
分别将0.2mL 5mg/mL50nm DSPE-PEG5000的氨基葡萄糖-脂质体-ICG纳米靶向性荧光探针和脂质体-ICG荧光探针分别尾静脉注射到不同MDA-MB-231肿瘤模型小鼠体内，在近红外成像仪(济南显微智能科技有限公司，YC-1)下活体观察ICG荧光探针在体内的靶向性，从图8中可以看到氨基葡萄糖-脂质体-ICG在注射4小时后，多集中在肿瘤部位，其肿瘤部位的荧光强度明显高于无氨基葡萄糖的脂质体-ICG,用近红外ROI软件分析其肿瘤部位荧光强度相对值为35±2.4。而脂质体-ICG荧光探针在肿瘤部位的荧光强度相对值为8.1±1.2，实验结果证明氨基葡萄糖-脂质体纳米靶向性探针在氨基葡萄糖的介导下，可靶向肿瘤组织。
另外还可以看出未连接氨基葡萄糖的脂质体-ICG处理的小鼠的未移植肿瘤的部位比连接氨基葡萄糖的脂质体-ICG处理的小鼠亮度更大，亮度在全身分步更平均，这说明没有连接氨基葡萄糖的脂质体-ICG在小鼠体内基本均匀分布。连接氨基葡萄糖的脂质体-ICG的小鼠中荧光分布不均匀，且主要集中在移植肿瘤的部位。
这说明本发明的探针系统能够良好地靶向肿瘤细胞，可以作为肿瘤诊断的潜在系统。
以上各个实施例只是用于进一步说明本发明，并不是用来限制本发明的保护范围，凡是基于本发明的构思所作出的等同变换及对本发明的各个技术方案显而易见的改进，均落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种探针系统的制备方法，其特征在于：所述探针系统包括脂质体，荧光分子和氨基葡萄糖，所述荧光分子位于所述脂质体内部，所述氨基葡萄糖连接于所述脂质体外部。
2.如权利要求1所述的探针系统的制备方法，其特征在于：所述探针系统的制备步骤包括：
将所述荧光分子包裹到所述脂质体当中；
将2’-氨基葡萄糖共价结合于包裹有所述荧光分子的脂质体外部骨架分子上。
3.如权利要求1所述的探针系统的制备方法，其特征在于：所述探针系统的制备步骤包括：
所述脂质体的制备方法为：
用无水乙醇分别将磷脂聚乙二醇活性脂DSPE-PEG-NHS、聚乙二醇维生素E琥珀酸酯TPGS和胆固醇溶解；
将所述聚乙二醇活性脂DSPE-PEG-NHS、所述聚乙二醇维生素E琥珀酸酯TPGS和所述胆固醇的乙醇溶液搅拌并减压旋转，制备所述脂质体。
4.如权利要求1所述的探针系统的制备方法，其特征在于：使所述荧光分子位于所述脂质体内部的步骤包括：
取所述荧光分子溶解在双蒸水中，滴加入到所述脂质体中，超声处理，得到包裹所述荧光分子的所述脂质体。
5.如权利要求4所述的探针系统的制备方法，其特征在于：使所述荧光分子位于所述脂质体内部的步骤还包括：
将包裹所述荧光分子的所述脂质体通过聚碳酸纤维膜挤压后得到粒径为聚碳酸纤维膜孔径的包裹所述荧光分子的所述脂质体。
6.如权利要求1所述的探针系统的制备方法，其特征在于：所述荧光分子选自ICG,亚甲蓝，荧光素纳，5-ALA，FITC，罗丹明。
7.如权利要求1所述的探针系统的制备方法，其特征在于：所述探针系统的制备步骤为：
(1)将磷脂聚乙二醇活性脂DSPE-PEG-NHS，聚乙二醇维生素E琥珀酸酯TPGS和胆固醇分别配制成乙醇溶液，按照溶质摩尔比95-90:10-5:5-1均匀混合在一起，置于45-55℃的水浴中搅拌使所述磷脂聚乙二醇活性脂DSPE-PEG-NHS，所述聚乙二醇维生素E琥珀酸酯TPGS和所述胆固醇溶解混匀，并在45-55℃水浴条件下减压旋转蒸发乙醇，形成脂质体；
(2)将所述荧光分子配制成水溶液并滴加到所述脂质体中，在45-55℃的水浴中超声，使荧光分子包裹在所述脂质体中，形成脂质体包裹荧光分子的脂质体荧光分子复合体；
(3)在45-55℃水浴中，用挤压法将所述脂质体荧光分子复合体通过聚碳酸纤维膜挤压后得到粒径为聚碳酸纤维膜孔径的脂质体荧光分子复合体；
(4)将2’-氨基葡萄糖溶解在水中，按照2’-氨基葡萄糖：磷脂聚乙二醇活性脂DSPE-PEG-NHS＝1:1-2的摩尔比，在室温下将2’-氨基葡萄糖和所述脂质体荧光分子复合体混合反应过夜，形成所述探针系统。
8.如权利要求7所述的探针系统的制备方法，其特征在于：
在步骤(1)中，所述磷脂聚乙二醇活性脂DSPE-PEG-NHS中的PEG为PEG2000-20000，优选地PEG2000-5000，更优选地，PEG2000或PEG5000，优选地，所述聚乙二醇维生素E琥珀酸酯TPGS为聚乙二醇1000维生素E琥珀酸酯TPGS，优选地，所述水浴温度为50℃；优选地，将所述磷脂聚乙二醇活性脂DSPE-PEG-NHS，所述聚乙二醇维生素E琥珀酸酯TPGS和所述胆固醇分别配制成10mg/mL的乙醇溶液；所述磷脂聚乙二醇活性脂DSPE-PEG-NHS，所述聚乙二醇维生素E琥珀酸酯TPGS和所述胆固醇的乙醇溶液中溶质摩尔比95:5:1
优选地，在步骤(2)中，过夜透析除去多余的所述磷脂聚乙二醇活性脂DSPE-PEG-NHS，所述聚乙二醇维生素E琥珀酸酯TPGS和所述胆固醇，优选地，将所述荧光分子配制成1mg/mL的水溶液，优选地，所述水浴温度为50℃，优选地，所述荧光分子选自ICG,亚甲蓝，荧光素纳，5-ALA，FITC，罗丹明；
优选地，在步骤(3)中，优选地，所述水浴温度为50℃；优选地，用挤压法将所述脂质体荧光分子复合体通过孔径20-100nm聚碳酸纤维膜挤压后得到粒径为20-100nm的脂质体荧光分子复合体；更优选地，用挤压法将所述脂质体荧光分子复合体通过孔径分别20nm,50nm,100nm聚碳酸纤维膜挤压后得到粒径为20nm,50nm,100nm的脂质体荧光分子复合体；
优选地，在步骤(4)中，将2’-氨基葡萄糖溶解在水中形成1.27mg/mL的溶液，优选地，透析除去未共价偶联的2’-氨基葡萄糖小分子，按照2’-氨基葡萄糖：磷脂聚乙二醇活性脂DSPE-PEG-NHS＝1:1.5的摩尔比，在室温下将2’-氨基葡萄糖和所述脂质体荧光分子复合体混合反应过夜，形成所述探针系统。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的探针系统的制备方法所制备的探针系统。
10.如权利要求9所述的探针系统在靶向、示踪、诊断、显像、标记和/或定位活肿瘤组织或活肿瘤细胞中的用途，或在制备用于靶向、示踪、诊断、显像、标记和/或定位活肿瘤组织或活肿瘤细胞的设备中的用途，或在制备靶向、示踪、诊断、显像、标记和/或定位活肿瘤组织或活肿瘤细胞的试剂或试剂盒中的用途。
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