CN110152025A - 一种利用双模板策略制备仿生纳米影像探针的方法 - Google Patents

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Abstract

本文发明公开了一种利用双模板策略制备仿生纳米影像探针的方法。该方法首先利用超小油相纳米颗粒为模板制备含氟正电纳米颗粒，然后以含氟正电纳米颗粒为模板利用静电相互作用在外层包覆一层细胞膜，即得仿生纳米影像探针。该仿生纳米影像探针具有良好的生物相容性及稳定性，活体动物实验证明该仿生纳米影像探针能够有效避免内皮组织特别是肝脏部位的清除作用并靶向肿瘤位置，实现肿瘤组织病变部位的成像。该方法为可控制备含氟仿生纳米影像探针提供了新思路。

Description

一种利用双模板策略制备仿生纳米影像探针的方法
技术领域
本文发明属于纳米材料技术领域，特别涉及一种利用双模板策略制备仿生纳米影像探针的方法。
背景技术
近年来，纳米技术的兴起为疾病的早期诊断和组织造影等方面带来了新的机遇。由于磁共振成像(MRI)的非侵害性和在不使用放射性的条件下提供生物深层组织有效信息的优势，使其在活体诊断中被广泛应用。迄今为止，1H MRI已被广泛应用于临床诊断。然而，由于水分子在体内无处不在，导致其存在强烈的背景干扰，这种情况下所得到的成像效果非常差，从而影响了诊断结果的判断。因此，需要使用造影剂来增加组织间的信号差异，提高成像对比度。相比1H MRI，F元素只以固体盐的形式存在于如牙齿和骨中，19F MRI几乎没有背景干扰。其信号有400ppm左右的化学位移范围，对化学键和微环境的变化非常灵敏。然而，19F MRI还没有能够得到1H MRI那样在临床中的广泛使用。发展新型含氟纳米探针是广大研究人员亟需解决的问题。
仿生纳米材料合成是近几年刚刚兴起的一门新型纳米技术，简单来说就是对材料进行修饰并运用到生物理疗及医疗辅助治疗中。未经修饰的无机纳米颗粒大多生物相容性差，容易被内皮组织特别是肝脏部位截留，不利于其在体内循环达到病灶部位。要使用无机纳米材料通过静脉注射到体内实现活体肿瘤位置成像，需要对他们表面进行仿生处理，增强它们的生物相容性，例如对核磁共振成像造影剂包覆细胞膜通过静脉注射造影剂进行生物体内成像，以及对磁性氧化铁，金纳米颗粒进行表面修饰用以CT成像等，这种方法能够有效解决无机纳米材料易被肝脏及其他内皮组织的器官截留的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种双模板策略制备仿生纳米影像探针的方法。
本发明所述的双模板策略制备仿生纳米影像探针的方法为：利用超小油相纳米颗粒为模板制备含氟正电纳米颗粒，然后以含氟正电纳米颗粒为模板利用静电相互作用在外层包覆一层细胞膜，即得仿生纳米影像探针。
上述的双模板策略制备仿生纳米影像探针的方法的具体步骤为：
a、将超小油相纳米颗粒分散在氯仿中备用；
b、将油胺及N-(3-氨丙基)-咪唑修饰的聚琥珀酰亚胺两亲高分子分散在氯仿中备用；
c、向含3-5mg超小油相纳米颗粒的步骤a得到的分散液中加入含氟高分子，再加入20-30mg步骤b得到的油胺及N-(3-氨丙基)-咪唑修饰过得聚琥珀酰亚胺两亲高分子和5-10mL超纯水进行超声包覆反应，得到含氟正电纳米颗粒；
d、向步骤c得到的含氟正电纳米颗粒中加入细胞膜，超声反应后，继续搅拌4-6h，最后离心得到仿生纳米影像探针，将其分散在超纯水或PBS缓冲溶液中保存。
所述的超小油相纳米颗粒的大小为2-4nm。
所述的超小油相纳米颗粒为金、硫化铋、或氧化锌纳米颗粒。
所述的含氟正电纳米颗粒为球状。
所述的含氟高分子为全氟化碳、或全氟-15-冠-5。
步骤c的超声功率为400W，超声时间为4-8min。
步骤d的超声功率为150W，超声时间为4-6min。
步骤d离心的速率为1000-20000转/分钟，离心时间为7-15min。
上述制备得到的仿生纳米影像探针在肿瘤组织的成像中的应用。
有益效果：本发明利用超小油相纳米颗粒为模板成功制备尺寸小、形貌均一的含氟正电纳米颗粒，并以含氟正电纳米颗粒为模板借助静电相互作用包覆一层细胞膜，细胞膜包覆的负电性纳米复合材料达到仿生效果，提高纳米颗粒的生物相容性，并且包覆后的纳米材料的原本性质不变，具有良好的稳定性，在水中分散20天依然保持稳定。该仿生纳米影像探针具有良好的生物相容性及稳定性，活体动物实验证明该仿生纳米影像探针能够有效避免内皮组织特别是肝脏部位的清除作用并靶向肿瘤位置，实现肿瘤组织病变部位的成像。该方法为可控制备含氟仿生纳米影像探针提供了新思路。
附图说明
图1加入金纳米颗粒a)及不加入金纳米颗粒b)制备的纳米微球TEM图。
图2包覆前a)和包覆后b)纳米材料的电镜照片，包覆后电镜照片用磷钨酸做负染处理。
图3包覆后纳米材料在不同时间a)1天，b)10天，c)20天的水合半径测试。
图4a)包覆细胞膜后纳米材料在体内19F核磁共振成像效果，b)未包覆细胞膜的纳米材料在体内19F核磁共振成像效果。
具体实施方式
实施例1
a.将大小为2-4nm的油相金纳米颗粒分散在氯仿中备用；
b.将油胺及N-(3-氨丙基)-咪唑修饰过得聚琥珀酰亚胺两亲高分子(PSI+)，分散在氯仿中备用；
c.取3mg油相金纳米颗粒为模板，加入含氟高分子全氟-15-冠-5，使用20mg聚合物高分子PSI+在10mL超纯水中包覆上述油相金纳米颗粒，使用400W功率，超声6min，制备获得含氟正电纳米球。
d.以含氟正电纳米球为模板，加入细胞膜，在150W功率下超声6min，继续搅拌4h，离心(8000转/分钟)10min，得到仿生纳米影像探针，将其分散于超纯水中。
实施例2
a.将大小为2-4nm的油相金纳米颗粒分散在氯仿中备用；
b.将油胺及N-(3-氨丙基)-咪唑修饰过得聚琥珀酰亚胺两亲高分子(PSI+)，分散在氯仿中备用；
c.取5mg油相金纳米颗粒为模板，加入含氟高分子全氟-15-冠-5，使用20mg聚合物高分子PSI+在10mL超纯水中包覆上述油相金纳米颗粒，使用400W功率，超声6min，制备获得含氟正电纳米球。
d.以含氟正电纳米球为模板，加入细胞膜，在150W功率下超声6min，继续搅拌4h，离心(8000转/分钟)10min，得到仿生纳米影像探针，将其分散于超纯水中。
实施例3
a.将大小为2-4nm的硫化铋相金纳米颗粒分散在氯仿中备用；
b.将油胺及N-(3-氨丙基)-咪唑修饰过得聚琥珀酰亚胺两亲高分子(PSI+)，分散在氯仿中备用；
c.取3mg油相硫化铋纳米颗粒为模板，加入含氟高分子全氟-15-冠-5，使用20mg聚合物高分子PSI+在10mL超纯水中包覆上述油相金纳米颗粒，使用400W功率，超声6min。制备获得含氟正电纳米球。
d.以含氟正电纳米球为模板，加入细胞膜，在150W功率下超声6min，继续搅拌4h，离心(8000转/分钟)10min，得到仿生纳米影像探针，将其分散于超纯水中。
实施例4
a.将大小为2-4nm的油相氧化锌纳米颗粒分散在氯仿中备用；
b.将油胺及N-(3-氨丙基)-咪唑修饰过得聚琥珀酰亚胺两亲高分子(PSI+)，分散在氯仿中备用；
c.取3mg油相氧化锌纳米颗粒为模板，加入含氟高分子全氟-15-冠-5，使用24mg聚合物高分子PSI+在10mL超纯水中包覆上述油相金纳米颗粒，使用400W功率，超声6min，制备获得含氟正电纳米球。
d.以含氟正电纳米球为模板，加入4T1细胞膜，在150W功率下超声6min，继续搅拌4h，离心(8000转/分钟)10min，得到仿生纳米影像探针，将其分散于超纯水中。

Claims (10)

1.一种双模板策略制备仿生纳米影像探针的方法，其特征在于，该方法为：利用超小油相纳米颗粒为模板制备含氟正电纳米颗粒，然后以含氟正电纳米颗粒为模板利用静电相互作用在外层包覆一层细胞膜，即得仿生纳米影像探针。
2.一种双模板策略制备仿生纳米影像探针的方法，其特征在于，该方法的具体步骤为：
a、将超小油相纳米颗粒分散在氯仿中备用；
b、将油胺及N-(3-氨丙基)-咪唑修饰的聚琥珀酰亚胺两亲高分子分散在氯仿中备用；
c、向含3-5mg超小油相纳米颗粒的步骤a得到的分散液中加入含氟高分子，再加入20-30mg步骤b得到的油胺及N-(3-氨丙基)-咪唑修饰过得聚琥珀酰亚胺两亲高分子和5-10mL超纯水进行超声包覆反应，得到含氟正电纳米颗粒；
d、向步骤c得到的含氟正电纳米颗粒中加入细胞膜，超声反应后，继续搅拌4-6h，最后离心得到仿生纳米影像探针，将其分散在超纯水或PBS缓冲溶液中保存。
3.根据权利要求2所述的双模板策略制备仿生纳米影像探针的方法，其特征在于，所述的超小油相纳米颗粒的大小为2-4nm。
4.根据权利要求2所述的双模板策略制备仿生纳米影像探针的方法，其特征在于，所述的超小油相纳米颗粒为金、硫化铋、或氧化锌纳米颗粒。
5.根据权利要求2所述的双模板策略制备仿生纳米影像探针的方法，其特征在于，所述的含氟正电纳米颗粒为球状。
6.根据权利要求2所述的双模板策略制备仿生纳米影像探针的方法，其特征在于，所述的含氟高分子为全氟化碳、或全氟-15-冠-5。
7.根据权利要求2所述的双模板策略制备仿生纳米影像探针的方法，其特征在于，步骤c的超声功率为400W，超声时间为4-8min。
8.根据权利要求2所述的双模板策略制备仿生纳米影像探针的方法，其特征在于，步骤d的超声功率为150W，超声时间为4-6min。
9.根据权利要求1所述的双模板策略制备仿生纳米影像探针的方法，其特征在于，步骤d离心的速率为1000-20000转/分钟，离心时间为7-15min。
10.根据权利要求2所述的方法制备得到的仿生纳米影像探针在肿瘤组织的成像中的应用。
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