CN111202852B - 一种近红外ii区荧光/光声双功能的自组装纳米胶束、其制备方法及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种近红外II区荧光/光声双功能的自组装纳米胶束、其制备方法及其应用，自组装纳米胶束，通过使用泊洛沙姆将HBP和维生素D3包裹制得。本发明提供的自组装纳米胶束不仅能够高效包裹HBP与维生素D3分子，还能够通过J型聚集形式将HBP的吸收峰红移只近红外II区，使该纳米胶束在近红外II区获得良好的荧光造影能力与光声造影能力。该胶束是首个基于同一分子的近红外II区荧光/光声成像的自组装纳米探针，具有极好的成像灵敏度与成像深度。
Description
技术领域
本发明属于药物技术领域，尤其涉及一种近红外II区荧光/光声双功能的自组装纳米胶束、其制备方法及其应用。
背景技术
在过去的几年里，近红外II区成像在生物成像领域得到了广泛的研究与关注。所谓近红外II区光是指1000～1700nm波段范围内的电磁波。相较于较紫外光、可见光以及近红外I区光(750～950nm)，近红外II区光在生物组织内的光散射、光反射等较弱，因而在光学成像方面具有更深的组织穿透深度。近年来，一系列具有近红外II区光学性质的荧光\光声探针被成功制备，其中近红外II区荧光成像已实现了对小鼠肿瘤、淋巴结、股动脉、股静脉脑部血管等的快速成像；而近红外II区光声成像也被证明可用于小鼠皮下肿瘤脑部深部肿瘤的等的成像。
近年来，多模态成像，即将多种成像模式序贯性的整合，能够有效克服单一成像模式的缺点，从而进一步提高成像的灵敏度。鉴于近红外II区荧光与光声成像均较传统成像模式具有更好地成像深度与灵敏度，所以，发展集近红外II区荧光与光声成像功能于一体的新型多功能纳米探针将在进一步提高成像灵敏度方面具有重要的意义。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种近红外II区荧光/光声双功能的自组装纳米胶束、其制备方法及其应用，该纳米胶束能够作为近红外II区荧光/光声双功能纳米探针，具有极好的成像灵敏度与成像深度。
本发明提供了一种近红外II区荧光/光声双功能的自组装纳米胶束，通过使用泊洛沙姆将HBP和维生素D3包裹制得；
所述HBP的结构式如式(I)所示：
优选地，所述HBP与维生素D3的质量比为1：0.001～10。
优选地，所述HBP与泊洛沙姆的质量比为1：5.5～6.5。
优选地，所述纳米胶束的粒径为15～30nm。
本发明提供了一种上述技术方案所述自组装纳米胶束的制备方法，包括以下步骤：
将HBP和维生素D3混合溶于有机溶剂中，得到混合溶液；
将所述混合溶液与泊洛沙姆水溶液混合，搅拌，得到近红外II区荧光/光声双功能的自组装纳米胶束。
优选地，所述有机溶剂选自二氯甲烷。
优选地，所述泊洛沙姆溶液按照以下方法制得：
将含有质量分数8～12％的Pluronic F127溶于3mol/L氯化钠水溶液制得泊洛沙姆溶液。
本发明提供了一种上述技术方案所述自组装纳米胶束在肿瘤的近红外II区荧光成像或光声成像中的应用。
本发明提供了一种近红外II区荧光/光声双功能的自组装纳米胶束，通过使用泊洛沙姆将HBP和维生素D3包裹制得；所述HBP的结构式如式(I)所示。该自组装胶束由于发生分子聚合导致HBP分子的近红外吸收峰发生红移至近红外II区范围，从而可被用于近红外II区光声成像，同时由于加入了VD3，有效的防止了HBP分子本身的近红外II区荧光的淬灭，使其能够同时应用于近红外II区荧光成像与光声成像，是首个基于同一分子的近红外II区荧光/光声成像的自组装纳米探针；作为近红外II区荧光/光声双功能纳米探针，具有极好的成像灵敏度与成像深度。实验结果表明：HBP/VD3胶束的近红外吸收峰为1012nm，可用于近红外II区光声成像；在荧光成像中该自组转换胶束的曝光时间仅为10ms；在光声成像中相较于较短波长，较长波长在深组织成像中具有更好的信号相对保留率。
附图说明
图1为实施例1所述的HBP/VD3纳米颗粒的紫外-可见吸收谱图；
图2为实施例1所述的HBP/VD3纳米颗粒在水溶液中的动态激光粒径分布图；
图3为实施例1所述的HBP/VD3纳米颗粒在生物组织中光声信号相对留存率与深度关系图；
图4为HBP/VD3纳米颗粒进入细胞的共聚焦显微镜成像；
图5为HBP/VD3纳米颗粒用于小鼠的淋巴结近红外II区荧光成像；
图6为HBP/VD3纳米颗粒用于小鼠的肿瘤近红外II区荧光成像；
图7为HBP/VD3纳米颗粒用于小鼠的肿瘤近红外II区光声成像。
具体实施方式
本发明提供了一种近红外II区荧光/光声双功能的自组装纳米胶束，通过使用泊洛沙姆将HBP和维生素D3包裹制得；
所述HBP的结构式如式(I)所示：
在本发明中，所述HBP与维生素D3的质量比为1：0.001～10，更优选为1:3～8，最优选为1:5。
在本发明中，所述HBP与泊洛沙姆的质量比为1：5.5～6.5，更优选为1:5.8～6.2，最优选为1:6。
在本发明中，所述纳米胶束的粒径为15～30nm。
本发明提供了一种上述技术方案所述自组装纳米胶束的制备方法，包括以下步骤：
将HBP和维生素D3混合溶于有机溶剂中，得到混合溶液；
将所述混合溶液与泊洛沙姆水溶液混合，搅拌，得到近红外II区荧光/光声双功能的自组装纳米胶束。
本发明对各个原料的来源没有特殊的限制，采用其市售商品即可。
在本发明中，所述有机溶剂优选选自二氯甲烷。
所述泊洛沙姆溶液按照以下方法制得：
将含有质量分数8～12％的Pluronic F127溶于3mol/L氯化钠水溶液中，制得泊洛沙姆溶液。
更具体地，将含有质量分数10％的Pluronic F127溶于3mol/L的氯化钠水溶液中，得到泊洛沙姆水溶液。
本发明为了反应更好的进行，优选将HBP与VD3的有机溶剂溶液滴加入泊洛沙姆溶液中，经室温搅拌后除去多余的泊洛沙姆，得到近红外II区荧光/光声双功能的自组装纳米胶束。
本发明为了除去搅拌后的产物中的游离泊洛沙姆，优选对搅拌产物进行离心；所述离心的时间优选为4～5小时，更优选为4.5小时；离心的转速优选为4000～5000rpm，更优选为4500rpm；所述离心优选使用截留分子量为50kDa的超滤管；所述离心的温度优选为-4℃。
本发明提供了一种上述技术方案所述自组装纳米胶束在肿瘤的近红外II区荧光成像或光声成像中的应用。在本发明中，所述自组装纳米胶束记作HBP/VD3胶束。
本发明为了研究胶束的在生物组织中光声信号穿透能力，将HBP/VD3胶束包埋在0mm、1mm、2mm、3mm、4mm、5mm厚肌肉组织中并且使用750nm、850nm、970nm的激光进行光声成像，以比较其相对光声信号保留率。
本发明为了研究胶束的进细胞能力，以HBP/VD3纳米胶束与小鼠乳腺癌细胞(4T1细胞)共同孵育1小时、2小时、4小时后用共聚焦显微镜观察。
本发明为了研究胶束的荧光成像能力，将HBP/VD3胶束分别应用于小鼠淋巴结以及肿瘤部位的近红外II区成像。
本发明为了研究胶束的光声成像能力，将HBP/VD3胶束应用于小鼠肿瘤部位的近红外II区成像。
为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的一种近红外II区荧光/光声双功能的自组装纳米胶束、其制备方法及其应用进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
装载HBP与VD3的自组装纳米胶束(HBP/VD3)的制备
将HBP(0.5mg)与维生素D3(2.5mg)(VD3)溶于1mL二氯甲烷中，然后逐滴加入5mL含有10％泊洛沙姆(Pluronic F127)的3mol/L氯化钠(NaCl)水溶液中，搅拌过夜直至二氯甲烷全部挥发，终止反应。为了除去产物中游离的Pluronic F127分子，使用截留分子量为50kDa的超滤管于-4℃的条件下离心4.5小时，转速为4500rpm，即可得到装载HBP与VD3的自组装纳米胶束。
实施例2
HBP/VD3纳米胶束的表征
对实施例1得到的HBP/VD3胶束进行表征(包括紫外-可见吸收光谱、动态光散射)，结果见图1～图2；
图1为实施例1所述的HBP/VD3胶束的紫外-可见吸收谱图。从图中可以看出，其近红外吸收峰为1012nm，可用于近红外II区光声成像。
图2为实施例1所述的HBP/VD3胶束的动态激光粒径分布图。从图中可以看出，HBP/PTX形成的纳米胶束颗粒直径约为20nm。
图3为实施例1所述的HBP/VD3纳米颗粒在生物组织中光声信号相对留存率与深度关系图。从图3中可以看出，随着包埋肌肉组织厚度增加，750nm以及850nm激发的光声信号相对保留率显著降低，并且在5mm时降低至30％以下，而970nm激发的光声信号则能维持在90％以上。
实施例3
HBP/VD3纳米胶束的进细胞能力
为了研究HBP/VD3纳米胶束的进细胞能力，HBP/VD3纳米胶束与小鼠乳腺癌细胞(4T1细胞)共同孵育1小时、2小时、4小时后用共聚焦显微镜观察，结果见图4，图4为HBP/VD3纳米胶束与小鼠乳腺癌细胞(4T1)细胞共同孵育的激光共聚焦显微镜成像图；从图4可以看出，随着时间的增加细胞内HBP/VD3胶束的富集量逐渐增加，并且HBP/VD3胶束与lyso-tracker所标记的溶酶体共同定位。
实施例4
HBP/VD3胶束用于近红外II区荧光成像
为了探索HBP/VD3胶束在近红外II区荧光成像方面的应用，将HBP/VD3胶束分别应用于小鼠淋巴结以及肿瘤部位的近红外II区成像。图5为HBP/VD3胶束用于小鼠淋巴结近红外II区荧光成像的结果，在图5中，经小鼠脚掌皮下注射HBP/VD3胶束后，小鼠的腘窝淋巴结与前哨淋巴结相继被点亮。图6为HBP/VD3胶束用于小鼠肿瘤部位近红外II区荧光成像的结果，在图6中可以观察到HBP/VD3纳米胶束在肿瘤实现了高效富集。在荧光成像中该自组转换胶束的曝光时间仅为10ms。
实施例5
HBP/VD3胶束用于近红外II区光声成像
为了测试HBP/VD3胶束在近红外II区光声成像方面的应用，将HBP/VD3胶束应用于小鼠肿瘤部位的近红外II区成像。图7为HBP/VD3胶束用于小鼠肿瘤部位近红外II区光声成像的结果，在图7中，可以通过光声来示踪HBP/VD3纳米胶束并观察到HBP/VD3胶束在肿瘤内富集。
由以上实施例可知，本发明提供了一种近红外II区荧光/光声双功能的自组装纳米胶束，通过使用泊洛沙姆将HBP和维生素D3包裹制得；所述HBP的结构式如式(I)所示。该自组装胶束由于发生分子聚合导致HBP分子的近红外吸收峰发生红移至近红外II区范围，从而可被用于近红外II区光声成像，同时由于加入了VD3，有效的防止了HBP分子本身的近红外II区荧光的淬灭，使其能够同时应用于近红外II区荧光成像与光声成像。实验结果表明：HBP/VD3胶束的近红外吸收峰为1012nm，可用于近红外II区光声成像；在荧光成像中该自组转换胶束的曝光时间仅为10ms；在光声成像中相较于较短波长，较长波长在深组织成像中具有更好的信号相对保留率。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种近红外II区荧光/光声双功能的自组装纳米胶束，通过使用泊洛沙姆将HBP和维生素D3包裹制得；
所述HBP的结构式如式(I)所示：
2.根据权利要求1所述的自组装纳米胶束，其特征在于，所述HBP与维生素D3的质量比为1：0.001～10。
3.根据权利要求1所述的自组装纳米胶束，其特征在于，所述HBP与泊洛沙姆的质量比为1：5.5～6.5。
4.根据权利要求1所述的自组装纳米胶束，其特征在于，所述纳米胶束的粒径为15～30nm。
5.一种权利要求1～4任一项所述自组装纳米胶束的制备方法，包括以下步骤：
将HBP和维生素D3混合溶于有机溶剂中，得到混合溶液；
将所述混合溶液与泊洛沙姆水溶液混合，搅拌，得到近红外II区荧光/光声双功能的自组装纳米胶束。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂选自二氯甲烷。
7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述泊洛沙姆溶液按照以下方法制得：
将含有质量分数8～12％的Pluronic F127溶于3mol/L氯化钠水溶液制得泊洛沙姆溶液。
8.一种权利要求1～4任一项所述自组装纳米胶束或权利要求5～7任一项所述制备方法制备的自组装纳米胶束在制备肿瘤的近红外II区荧光成像制剂或光声成像制剂中的应用。
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| CN201911381337.0A CN111202852B (zh) | 2019-12-27 | 2019-12-27 | 一种近红外ii区荧光/光声双功能的自组装纳米胶束、其制备方法及其应用 |
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-
2019
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| Title |
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Also Published As
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