CN114073780A - 含有放射性金属核素的金属纳米簇、纳米材料及其制备方法和在制备靶向药物中的应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及含有放射性金属核素的金属纳米簇、纳米材料及其制备方法和在制备靶向药物中的应用。所述含有放射性金属核素的金属纳米簇，其特征在于，所述含有放射性金属核素的金属纳米簇包括放射性金属核素和金属纳米簇；所述放射性金属核素掺杂于所述金属纳米簇中。本发明中的含有放射性金属核素的金属纳米簇、纳米材料及其制备方法和在制备靶向药物中的应用，实现基于金属纳米簇的无螯合剂配体的核素标记，避免螯合剂配体对纳米药物体内行为的影响，增强核素标记的稳定性。本发明对多种放射性金属核素单独或同时标记，拓宽了放射性金属核素在放射性纳米药物上的应用。本发明实现大体系条件下仍然能高效标记核素，推动放射性纳米药物的大批量合成。

Description

含有放射性金属核素的金属纳米簇、纳米材料及其制备方法 和在制备靶向药物中的应用
技术领域
本发明涉及含有放射性金属核素的金属纳米簇、纳米材料及其制备方法和在制备靶向药物中的应用。
背景技术
放射性纳米药物在多种疾病的诊断与治疗方面发挥着越来越重要的作用，而构建放射性纳米药物的关键技术之一就是实现高效稳定的核素标记。随着核医学与纳米技术的不断发展，多种纳米材料的核素标记方法被提出。目前已见报道的方法主要分为两类：核素外标记与核素内标记。核素外标记是目前放射性药物核素标记最为常用的方法，其利用螯合剂与核素发生配位结合，进而实现快速高效标记，常用的螯合剂主要有DOTA(1，4，7，10-四氮杂环十二烷-1，4，7，10-四乙酸)、NOTA(1，4，7-叠氮酸钠-1，4，7-三乙酸)、DTPA(二乙烯三胺五乙酸)等。利用螯合剂实现核素外标记有快速、高效、药物纯化方便等优势，但螯合剂的引入也会对药物的药代动力学行为及体内稳定性造成影响，且标记的核素有脱标的可能，造成了药物的脱靶及诊断结果的假阳性，因此一些新型的核素内标记方法被提出。
核素内标记是一种无螯合剂配体的核素标记方法，其利用纳米颗粒本身特有的物理、化学性质或特殊的化学反应过程将核素标记于纳米载体内部。核素内标记的方法具有快速、简单、标记稳定性好、无螯合剂配体干扰等优点，目前已见报道的主要分为“冷-热前体混合法”、“特定捕获法”、“离子交换法”和“质子束激发”四种方法。其中对“冷-热前体混合法”的研究最为广泛，其基本原理是将放射性核素离子与非放射性的化合物混合，共同进行化学合成反应，进而实现核素标记。
现有的核素标记方法存在以下问题：
1、现有核素标记方法大都借助DOTA等螯合剂将核素偶联于药物载体上，螯合剂的引入会影响药物的药代动力学行为，且核素易脱落，造成对正常组织或器官更大的伤害；
2、现有核素内标记的方法仅能标记与载体元素化学性质相近的少数核素，限制了多种核素的同时标记；
3、现有核医学的标记方法要求在较小的反应体系中进行以提高标记效率，反应体积为数十至数百微升，虽然在小体系下反应能提高标记效率，但限制了放射性药物的大规模合成与制备。
4、目前所研究报道的放射性纳米药物大多存在粒径较大、体内行为较差、在肝脾中大量累积的问题，对正常组织器官造成较大伤害。
发明内容
本发明的目的之一是为了克服现有技术中的不足，提供一种含有放射性金属核素的金属纳米簇及其制备方法和在制备靶向药物中的应用。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案实现：
含有放射性金属核素的金属纳米簇，其特征在于，所述含有放射性金属核素的金属纳米簇包括放射性金属核素和金属纳米簇；所述放射性金属核素掺杂于所述金属纳米簇中。
根据本发明的一个实施方案，所述放射性金属核素掺杂于所述金属纳米簇的晶格中。
根据本发明的一个实施方案，所述放射性金属核素选自68Ga、177Lu、198Au、64Cu、89Zr、90Y和89Sr中的一种或几种。
根据本发明的一个实施方案，所述金属纳米簇为含有金的金属纳米簇。
根据本发明的一个实施方案，含金的金属纳米簇为金纳米簇、含金的混合金属纳米簇和/或含金的合金纳米簇。
根据本发明的一个实施方案，所述含金的混合金属纳米簇中包括金和其它金属，所述其它金属选自铂、钯、银、铜中的一种或几种，所述金的重量含量大于其它金属的重量含量；
根据本发明的一个实施方案，所述含金的合金纳米簇中，所述合金为金银合金或金铜合金；所述金银合金中，金的重量含量大于银的重量含量；所述金铜合金中，金的重量含量大于铜的重量含量。
一种纳米材料，其特征在于，包括前述的含有放射性金属核素的金属纳米簇，以及含有巯基基团的有机物。
根据本发明的一个实施方案，所述的含有巯基基团的有机物包覆所述含有放射性金属核素的金属纳米簇。
根据本发明的一个实施方案，所述含有巯基基团的有机物，其中巯基基团在有机物中的数量大于或等于1。
根据本发明的一个实施方案，所述含有巯基基团的有机物包括小肽、氨基酸、脱氧核糖核酸、蛋白质、含有巯基基团的聚乙二醇或带有等量正、负电荷的两性化合物和烷基硫醇中的一种或几种。
根据本发明的一个实施方案，所述小肽为含有半胱氨酸的小肽。
根据本发明的一个实施方案，所述小肽包括谷胱甘肽、RGD肽和RAD小肽中的一种或多种。
前述的纳米材料的制备方法，其特征在于，包括步骤：
(1)、氯金酸、放射性金属核素盐与含有巯基基团的有机物于水中反应，得到反应溶液；
(2)、调节步骤(1)获得的反应溶液的pH值至3～7.5；
(3)、步骤(2)获得的反应溶液在40℃～120℃下反应。
根据本发明的一个实施方案，，所述步骤(2)中，调节步骤(1)的反应溶液的pH值至6.5～7.5；所述步骤(3)中，步骤(2)获得的反应溶液在40℃～75℃下反应。
根据本发明的一个实施方案，所述步骤(2)中，将所述步骤(1)获得的反应溶液pH值调节为3-6.5；所述步骤(3)中，步骤(2)获得的反应溶液在75℃-120℃下反应。
根据本发明的一个实施方案，所述步骤(2)中的调节后的pH值越低，则步骤(3)中的反应温度越高。
根据本发明的一个实施方案，所述放射性金属核素盐为可溶于水的盐。
根据本发明的一个实施方案，所述放射性金属核素盐为放射性金属核素的盐酸盐和/或硝酸盐。
根据本发明的一个实施方案，所述步骤(2)中，使用可溶于水的碱或可溶于水的碳酸盐调节反应溶液的pH值。
根据本发明的一个实施方案，所述可溶于水的碱包括氢氧化钾、氢氧化钠、氨水中的一种或几种；所述可溶于水的碳酸盐包括碳酸钾、碳酸氢钾、碳酸钠、碳酸氢钠中的一种或几种。
根据本发明的一个实施方案，氯金酸与含有巯基基团的有机物的摩尔比为1：(1.5-3)。
根据本发明的一个实施方案，还包括步骤(4)，将步骤(3)获得的溶液超滤，再使用磷酸盐缓冲溶液洗涤。
根据本发明的一个实施方案，所述含有巯基基团的有机物，其中巯基基团在有机物中的数量大于或等于1。
根据本发明的一个实施方案，所述含有巯基基团的有机物选自小肽、氨基酸、脱氧核糖核酸、蛋白质、含有巯基基团的聚乙二醇或带有等量正、负电荷的两性化合物和烷基硫醇中的一种或几种。
根据本发明的一个实施方案，所述小肽为含有半胱氨酸的小肽。
根据本发明的一个实施方案，所述小肽选自谷胱甘肽、RGD肽和RAD小肽中的一种或多种。
前述的纳米材料在制备靶向药物中的应用。
本发明中的含有放射性金属核素的金属纳米簇、纳米材料及其制备方法和在制备靶向药物中的应用，实现基于金属纳米簇的无螯合剂配体的核素标记，避免螯合剂配体对纳米药物体内行为的影响，增强核素标记的稳定性。本发明建立了一种通用方法，实现对多种放射性金属核素的单独或同时标记，拓宽了放射性金属核素在放射性纳米药物上的应用。本发明实现大体系合成条件下仍然能高效标记核素，推动放射性纳米药物的大批量合成。本发明基于金属纳米簇建立新型核素标记方法，使得纳米材料有更好的靶向性，尽量减少在肝脾部的聚集，降低对正常组织器官的损伤。
本发明涉及的放射性金属核素标记方法为无螯合剂配体标记，避免了螯合剂对于药物体内行为的影响。通过金属掺杂和共还原，放射性金属核素以原子形式占据了金属纳米团簇的晶格，极大提高了放射性金属核素标记的稳定性。
本发明可实现放射性金属核素的广谱标记，多种放射性金属核素可单独或同时标记，如68Ga、177Lu、198Au、64Cu、89Zr、89Sr和90Y的标记等，打破了传统核素内标方法只能标记与载体元素化学性质相同或相近的放射性金属核素。多种放射性金属核素同时标记可为诊疗一体化提供有力的工具，比如68Ga/177Lu、64Cu/177Lu、89Zr/177Lu、68Ga/90Y、64Cu/90Y、89Zr/90Y等。
本发明涉及的放射性金属核素标记方法可实现大批量大体积合成，体积可达500mL产品；打破了传统放射性金属核素标记方法必须为小体系，只有数十微升至数百微升的限制，且此方法合成的放射性纳米材料具有＞90％的产率和＞90％的标记率。
本发明所合成产品可制成的放射性药物以超小粒径金属纳米颗粒为载体，可通过肾脏清除，极大降低了传统纳米颗粒由于体内累积而对肝、脾等器官造成的长期毒性。同时，此纳米材料具有更好的肿瘤靶向性，且容易通过偶联靶向分子实现对肿瘤的主动靶向。
附图说明
图1为本发明实施例1中制备的RGD-GS-177LuAu NCs核素标记稳定性曲线。
图2为本发明实施例1中制备的RGD-GS-177LuAu NCs材料的紫外-可见吸收光谱图与产品照片(插图)。
图3为本发明实施例1中制备的RGD-GS-177LuAu NCs材料的透射电镜(TEM)表征图。
图4为本发明实施例1中RGD-GS-177LuAu NCs产品的粒径分布图及其高斯分布拟合曲线，图中显示合成后的产品粒径集中在2nm左右，粒径分布较为均一。
图5为本发明实施例2中制备的RGD-GS-68GaAu NCs核素标记稳定性曲线。
图6为本发明实施例16中F-GS-68GaAu NCs产品的粒径分布柱状图及其高斯分布拟合曲线，图中显示合成后的产品粒径集中在1nm左右，粒径分布较为均一。
图7为本发明实施例16中制备的F-GS-68GaAu NCs产品的紫外-可见吸收光谱图。
图8为本发明实施例16中F-GS-68GaAu NCs产品的荧光光谱图。
图9为本发明实施例16中F-GS-68GaAu NCs产品的TEM表征图。
具体实施方式
本发明中的含有放射性金属核素的金属纳米簇基本原理为金属掺杂，即将放射性金属核素如68Ga、177Lu、198Au、64Cu、89Zr、90Y和89Sr等中的一种或几种掺杂进金属纳米簇的晶体结构中，掺杂进去的放射性金属核素由于占据了金属纳米簇本身的晶格位置，因此具有极好的稳定性。
本发明方法的技术核心在于含有巯基基团的有机物对氯金酸及放射性金属核素盐的共还原，反应分为以下过程：
(1)、含有巯基基团的有机物、氯金酸及放射性金属核素盐，于混合溶液中反应生成不溶于水的含金产物。
(2)、步骤(1)中的含金产物在一定的pH值及反应温度下逐渐消解溶于水中；
(3)、氯金酸和放射性金属核素盐在含有巯基基团的有机物的还原作用下共同生成掺杂放射性金属核素的金属纳米簇。
本发明中的纳米材料合成路线有两种，一种是在反应溶液pH值为6.5～7.5，在40℃～75℃下反应；另一种路线是在反应溶液pH值为3.5～6.5，在75℃～120℃下反应。
第一种路线中，以含有巯基基团的有机物选自小肽为例对反应原理总结为：
(1)、不溶于水的含金的产物的生成：
首先将氯金酸与需要标记的放射性金属核素盐溶液混合于超纯水中，然后加入小肽，室温下搅拌反应，此时小肽表面的巯基基团会与氯金酸中的金离子和放射性核素金属离子反应生成不溶于水的白色絮状物。随着时间的延长，白色絮状物不断增多，直至不再有显著变化。
(2)、白色絮状物的消解：
向步骤(1)的反应溶液中逐滴滴加碱溶液，将反应溶液pH值调整为6.5～7.5；而且直至白色絮状物完全溶解，反应体系此时呈无色透明状。此时步骤(1)中不溶于水的白色絮状物消解为无色透明，金属纳米团簇初步生成。
(3)、金属纳米簇的生成：
将步骤(2)中的反应溶液置入40℃～75℃水浴中，缓慢搅拌30分钟，生成粒径为2nm左右的金属纳米簇，此金属纳米团簇掺杂了放射性金属核素。放射性金属核素的掺杂量可通过改变反应前加入的放射性金属核素盐的量来调节。最终的产物中，含有金属核素的金属纳米簇外包覆有小肽。
产品浓缩与纯化处理：
将前述步骤(3)生成的产品转移至超滤管中，离心过滤出未完全反应的小肽、金属离子等，然后用pH值为7.4的磷酸缓冲盐溶液洗涤3次，得到无色透明的纳米悬浮液，其中的纳米粒子为1-2nm。
分别取最终产品及滤液测其放射性活度，计算得到核素的标记率，计算公式为：
核素标记率(％)＝产品的放射性活度/(产品的放射性活度+滤液的放射性活度)×100％。
放射性化学纯度测定：取1μL产品滴加于即时薄层色谱纸上，进行放射性薄层色谱分析，得到放射性化学纯度。
材料表征：
对最终产品进行粒径、形貌、紫外-可见吸收光谱及原子吸收光谱表征，确认为预期产物。
实施例1
本实施例以包覆有c(RGDyC)环状小肽的GS-177LuAu NCs(简称为RGD-GS-177LuAuNCs)放射性纳米材料及其合成方法为例。RGD-GS-177LuAu NCs中，HAuCl4被GSH和环状RGD小肽c(RGDyC)还原为金纳米簇，177Lu以原子的形式被掺杂进金纳米簇的晶格中，最终产品为无色透明液体。纯化后的最终产品即包覆有环状小肽c(RGDyC)的GS-177LuAu NCs。本实施例的最终反应pH为7.0左右，反应温度为60℃。
制备方法包括如下步骤：
(1)、在反应瓶内加入5mL超纯水，然后依次加入40μL浓度为250mM的HAuCl4·3H2O及3mCi 177LuCl3(3μL)，搅拌混合均匀，然后将200μL浓度为100mM的还原型谷胱甘肽(Reduced GSH)与100μL浓度为1mg/mL的环状RGD环肽c(RGDyc)溶液逐滴加入混合体系。其中HAuCl4·3H2O与GSH和环状RGD环肽的摩尔数之和比为1：2，每一分子的GSH与环状RGD环肽中均含有一个巯基基团。
可观察到反应体系由淡黄色变为黄褐色，又快速变为无色，接着形成白色絮状物，白色絮状物为[Au(Ⅰ)-SG]高聚物。
(2)、室温下搅拌，逐滴加入浓度为0.5M的NaOH溶液，调节pH至7.0，白色絮状物消解，溶液变为无色透明状，标志着[Au(Ⅰ)-SG]低聚物的生成。
(3)、接下来将反应瓶转移至60℃水浴中，继续搅拌反应30min，即可收样，最终合成产品为无色透明的纳米颗粒悬浮液。
纯化与浓缩：将合成好的上述产品转移至50mL体积的超滤管中，离心超滤以去除未完全反应的谷胱甘肽、氯金酸和游离的放射性金属核素，然后用磷酸盐缓冲液超滤洗涤三次，得最终产品RGD-GS-177LuAuNCs。
核素标记率测定：分别取最终产品及滤液测其放射性活度，依据下式计算标记率：
核素标记率(％)＝产品的放射性活度/(产品的放射性活度+滤液的放射性活度)×100％；
核素标记稳定性表征：将50μL产品与950μL 10％的大鼠血清(溶于PBS)混合均匀，分别于混合后24h，48h，72h按照上述方法测定标记率，得到稳定性曲线。
放射性化学纯度测定：取1μL产品滴加于即时薄层色谱纸上，进行放射性薄层色谱分析，得到放射性化学纯度。
放射性纳米材料表征：取浓缩纯化后的材料稀释5倍，分别进行水合粒径(HD)、紫外-可见光吸收光谱(Uv-vis spectrum)、原子吸收光谱(AAS)及透射电镜(TEM)的表征。结果表明：材料的粒径为2nm左右，在330nm和375nm处有特征吸收的肩峰。各项表征结果见附图。
图1为标记了177Lu的金纳米簇在大鼠血清中的核素稳定性，图中可以看出RGD-GS-177LuAu NCs材料在三天后仍然有＞80％的稳定性，核素标记率在90％以上。图2为RGD-GS-177LuAuNCs材料合成后的紫外-可见吸收光谱图，可以看出材料在330nm和375nm处有特征的肩峰，在500nm之后没有吸收峰，表明生成的产品为小粒径的金纳米簇；图3为RGD-GS-177LuAuNCs材料的TEM图；图4为本发明实施例1中RGD-GS-177LuAu NCs产品的粒径分布图及其高斯分布拟合曲线。从图3、图4中可以看出材料粒径分布均一，在2nm左右。
实施例2
本实施例以包覆有环状RGD环肽的GS-68GaAu NCs(简称为RGD-GS-68GaAu NCs)放射性纳米材料及其合成方法为例。
RGD-GS-68GaAu NCs中，HAuCl4被GSH和RGD环肽c(RGDyC)还原为金纳米簇，68Ga以原子的形式被掺杂进金纳米簇的晶格中。最终产品为无色透明纳米颗粒悬浮液。本实施例的最终反应pH为6.8，反应温度为50℃。
制备方法包括如下步骤：
(1)、在反应瓶内加入5mL超纯水，然后依次加入40μL浓度为250mM的HAuCl4·3H2O及3mCi 68GaCl3(100μL，0.05M HCl)，搅拌混合均匀，在混合液中加入5μL浓度为1.0M的NaOH，以中和68GaCl3引入的盐酸溶液。然后将200μL浓度为100mM的还原型谷胱甘肽(Reduced GSH)与100μL浓度为1mg/mL的RGD环肽c(RGDyc)溶液逐滴加入混合体系。其中HAuCl4·3H2O与GSH和环状RGD环肽的摩尔数之和比为1：2，每一分子的GSH与环状RGD小肽中均含有一个巯基基团。
可观察到反应体系由淡黄色变为黄褐色，又快速变为无色，接着形成白色絮状物。白色絮状物为[Au(Ⅰ)-SG]高聚物。
(2)、室温下搅拌，逐滴加入浓度为0.5M的NaOH溶液，调节pH至6.8，白色絮状物消解，溶液变为无色透明状，标志着[Au(Ⅰ)-SG]低聚物的生成。
(3)、接下来将反应瓶转移至50℃水浴中，继续搅拌反应30min，即可收样，最终合成产品为无色透明的纳米颗粒悬浮液。
纳米材料的纯化、浓缩与表征同实施例1。
图5为标记了68Ga的金纳米簇在大鼠血清中的核素稳定性，图中可以看出，RGD-GS-68GaAuNCs材料在接近两个半衰期时仍然有较高的核素稳定性(一个半衰期内＞80％)，核素标记率在90％以上。
实施例3
本实施例以包覆有c(RGDyC)环状小肽的GS-68Ga177LuAuNCs(简称为RGD-GS-68Ga177LuAuNCs)放射性纳米材料及其合成方法为例。
RGD-68Ga177LuAuNCs中，HAuCl4被GSH和RGD小肽c(RGDyc)还原为金纳米簇，68Ga和177Lu以原子的形式被掺杂进金纳米簇的晶格中。最终产品为无色透明纳米颗粒悬浮液。本实施例的最终反应pH为7.5，反应温度为70℃。
制备方法包括如下步骤：
(1)、在反应瓶内加入5mL超纯水，然后依次加入40μL浓度为250mM的HAuCl4·3H2O、3mCi 177LuCl3(3μL)和3mCi 68GaCl3(100μL，0.05M HCl)，搅拌混合均匀，在混合液中加入5μL左右浓度为1.0M的NaOH，以中和68GaCl3引入的盐酸溶液。然后将200μL浓度为100mM的还原型谷胱甘肽(Reduced GSH)与100μL浓度为1mg/mL的RGD环肽c(RGDyc)溶液逐滴加入混合体系。其中HAuCl4·3H2O与GSH和环状RGD小肽的摩尔数之和比为1：2，每一分子的GSH与环状RGD小肽中均含有一个巯基基团。
可观察到反应体系由淡黄色变为黄褐色，又快速变为无色，接着形成白色絮状物，即为[Au(Ⅰ)-SG]高聚物。
(2)、室温下搅拌，逐滴加入浓度为0.5M的NaOH溶液，调节pH至7.5，白色絮状物消解，溶液变为无色透明状，标志着[Au(Ⅰ)-SG]低聚物的生成。
(3)、接下来将反应瓶转移至70℃水浴中，继续搅拌反应30min，即可收样，最终合成产品为无色透明的纳米颗粒悬浮液。
纳米材料的纯化、浓缩与表征同实施例1。表征结果显示生成的金纳米簇粒径分布在2nm左右，在330nm与375nm处有特征吸收的肩峰，核素标记率高(＞90％)，稳定性好(一个半衰期内＞80％)。
实施例4
本实施例以包覆有c(RGDyC)环状小肽的68Ga177LuAu NCs(简称为RGD-GS-68Ga177LuAuNCs)放射性纳米材料及其合成方法为例。
RGD-68Ga177LuAuNCs中，HAuCl4被GSH和RGD环肽c(RGDyc)还原为金纳米簇，68Ga和177Lu以原子的形式被掺杂进金纳米簇的晶格中。本实施例的最终反应pH为6.5，反应温度为40℃。
制备方法包括如下步骤：
(1)、在反应瓶内加入5mL超纯水，然后依次加入40μL浓度为250mM的HAuCl4·3H2O、3mCi 177LuCl3(3μL)和3mCi 68GaCl3(100μL，0.05M HCl)，搅拌混合均匀，在混合液中加入5μL左右浓度为1.0M的NaOH，以中和68GaCl3引入的盐酸溶液。然后将200μL浓度为100mM的还原型谷胱甘肽(Reduced GSH)与100μL浓度为1mg/mL的RGD环肽c(RGDyc)溶液逐滴加入混合体系。其中HAuCl4·3H2O与GSH和环状RGD小肽的摩尔数之和比为1：2，每一分子的GSH与环状RGD小肽中均含有一个巯基基团。
可观察到反应体系由淡黄色变为黄褐色，又快速变为无色，接着形成白色絮状物，即为[Au(Ⅰ)-SG]高聚物。
(2)、室温下搅拌，逐滴加入浓度为0.5M的NaOH溶液，调节pH至6.5，白色絮状物消解，溶液变为无色透明状，标志着[Au(Ⅰ)-SG]低聚物的生成。
(3)、接下来将反应瓶转移至40℃水浴中，继续搅拌反应2h，即可收样，最终合成产品为无色透明的纳米颗粒悬浮液。
纳米材料的纯化、浓缩与表征同实施例1。表征结果显示生成的金纳米簇粒径分布在2nm左右，在330nm与375nm处有特征吸收的肩峰，核素标记率高(＞90％)，稳定性好(一个半衰期内＞80％)。
实施例5
本实施例以半胱氨酸Cys为还原剂合成68Ga177LuAu NCs放射性纳米材料(简称Cys-68Ga177LuAu NCs)。Cys-68Ga177LuAu NCs中，HAuCl4被Cys还原为金纳米簇，68Ga和77Lu以原子的形式被掺杂进金纳米簇的晶格中。最终产品为无色透明纳米颗粒悬浮液。本实施例的最终反应pH为7.0，反应温度为60℃。
制备方法包括如下步骤：
(1)、在反应瓶内加入5mL超纯水，然后依次加入40μL浓度为250mM的HAuCl4·3H2O、3mCi 177LuCl3(3μL)和3mCi 68GaCl3(100μL，0.05M HCl)，搅拌混合均匀，在混合液中加入5μL左右浓度为1.0M的NaOH，以中和68GaCl3引入的盐酸溶液。然后将200μL浓度为100mM的半胱氨酸(Cys)溶液逐滴加入混合体系。其中HAuCl4·3H2O与Cys的摩尔数之比为1：2，每一分子的Cys中含有一个巯基基团。
可观察到反应体系由淡黄色变为黄褐色，又快速变为无色，接着形成白色絮状物，即为[Au(Ⅰ)-SG]高聚物。
(2)、室温下搅拌，逐滴加入浓度为0.5M的NaOH溶液，调节pH至7.0，白色絮状物消解，溶液变为无色透明状，标志着[Au(Ⅰ)-SG]低聚物的生成。
(3)、接下来将反应瓶转移至60℃水浴中，继续搅拌反应30min，即可收样，最终合成产品为无色透明的纳米颗粒悬浮液。
纳米材料的纯化、浓缩与表征同实施例1。表征结果显示生成的金纳米簇粒径分布在2nm左右，在330nm与375nm处有特征吸收的肩峰，核素标记率高(＞90％)，稳定性好(一个半衰期内＞80％)。
实施例6
本实施例以半胱氨酸Cys为还原剂合成68Ga177LuAu NCs放射性纳米材料(简称Cys-68Ga177LuAu NCs)。Cys-68Ga177LuAu NCs中，HAuCl4被Cys还原为金纳米簇，68Ga和77Lu以原子的形式被掺杂进金纳米簇的晶格中。最终产品为无色透明纳米颗粒悬浮液。本实施例的最终反应pH为6.8，反应温度为50℃。
制备方法包括如下步骤：
(1)、在反应瓶内加入5mL超纯水，然后依次加入40μL浓度为250mM的HAuCl4·3H2O、3mCi 177LuCl3(3μL)和3mCi 68GaCl3(100μL，0.05M HCl)，搅拌混合均匀，在混合液中加入5μL左右浓度为1.0M的NaOH，以中和68GaCl3引入的盐酸溶液。然后将200μL浓度为100mM的半胱氨酸(Cys)溶液逐滴加入混合体系。其中HAuCl4·3H2O与Cys的摩尔数之比为1：2，每一分子的Cys中含有一个巯基基团。
可观察到反应体系由淡黄色变为黄褐色，又快速变为无色，接着形成白色絮状物，即为[Au(Ⅰ)-SG]高聚物。
(2)、室温下搅拌，逐滴加入浓度为0.5M的NaOH溶液，调节pH至6.8，白色絮状物消解，溶液变为无色透明状，标志着[Au(Ⅰ)-SG]低聚物的生成。
(3)、接下来将反应瓶转移至50℃水浴中，继续搅拌反应30min，即可收样，最终合成产品为无色透明的纳米颗粒悬浮液。
纳米材料的纯化、浓缩与表征同实施例1。表征结果显示生成的金纳米簇粒径分布在2nm左右，在330nm与375nm处有特征吸收的肩峰，核素标记率高(＞90％)，稳定性好(一个半衰期内＞80％)。
实施例7
本实施例以2，3-二巯基丁二酸(DMSA)为还原剂合成68Ga177LuAu NCs(简称为D-68Ga177LuAu NCs)放射性纳米材料。
D-68Ga177LuAu NCs中，HAuCl4被DMSA还原为金纳米簇，68Ga和177Lu以原子的形式被掺杂进金纳米簇的晶格中。本实施例的最终反应pH为7.2，反应温度为40℃。
制备方法包括如下步骤：
(1)、在反应瓶内加入5mL超纯水，然后依次加入40μL浓度为250mM的HAuCl4·3H2O、3mCi 177LuCl3(3μL)和3mCi 68GaCl3(100μL，0.05M HCl)，搅拌混合均匀，在混合液中加入5μL左右浓度为1.0M的NaOH，以中和68GaCl3引入的盐酸溶液。然后将200μL浓度为50mM的DMSA溶液逐滴加入混合体系。其中HAuCl4·3H2O与DMSA摩尔数之比为1：2，每一分子的DMSA含有两个巯基基团。
(2)、室温下搅拌5-10min，然后逐滴加入浓度为0.5M的NaOH溶液，调节pH至7.2，溶液变为无色透明状，标志着[Au(Ⅰ)-SG]低聚物的生成。
(3)、接下来将反应瓶转移至40℃水浴中，继续搅拌反应2h，即可收样，最终合成产品为无色透明的纳米颗粒悬浮液。
纳米材料的纯化、浓缩与表征同实施例1。表征结果显示生成的金纳米簇粒径分布在2nm左右，核素标记率高(＞90％)，稳定性好(一个半衰期内＞80％)。
实施例8
本实施例以2，3-二巯基丁二酸(DMSA)为还原剂合成68Ga177LuAu NCs(简称为D-68Ga177LuAu NCs)放射性纳米材料。
D-68Ga177LuAu NCs中，HAuCl4被DMSA还原为金纳米簇，68Ga和177Lu以原子的形式被掺杂进金纳米簇的晶格中。本实施例的最终反应pH为6.9，反应温度为55℃。
制备方法包括如下步骤：
(1)、在反应瓶内加入5mL超纯水，然后依次加入40μL浓度为250mM的HAuCl4·3H2O、3mCi 177LuCl3(3μL)和3mCi 68GaCl3(100μL，0.05M HCl)，搅拌混合均匀，在混合液中加入5μL左右浓度为1.0M的NaOH，以中和68GaCl3引入的盐酸溶液。然后将200μL浓度为50mM的DMSA溶液逐滴加入混合体系。其中HAuCl4·3H2O与DMSA摩尔数之比为1：2，每一分子的DMSA含有两个巯基基团。
(2)、室温下搅拌5-10min，然后逐滴加入浓度为0.5M的NaOH溶液，调节pH至6.9，溶液变为无色透明状，标志着[Au(Ⅰ)-SG]低聚物的生成。
(3)、接下来将反应瓶转移至55℃水浴中，继续搅拌反应2h，即可收样，最终合成产品为无色透明的纳米颗粒悬浮液。
纳米材料的纯化、浓缩与表征同实施例1。表征结果显示生成的金纳米簇粒径分布在2nm左右，核素标记率高(＞90％)，稳定性好(一个半衰期内＞80％)。
实施例9
本实施例以2，3-二巯基丁二酸(DMSA)为还原剂合成68Ga177LuAu NCs(简称为D-68Ga177LuAu NCs)放射性纳米材料。
D-68Ga177LuAu NCs中，HAuCl4被DMSA还原为金纳米簇，68Ga和177Lu以原子的形式被掺杂进金纳米簇的晶格中。本实施例的最终反应pH为6.5，反应温度为70℃。
制备方法包括如下步骤：
(1)、在反应瓶内加入5mL超纯水，然后依次加入40μL浓度为250mM的HAuCl4·3H2O、3mCi 177LuCl3(3μL)和3mCi 68GaCl3(100μL，0.05M HCl)，搅拌混合均匀，在混合液中加入5μL左右浓度为1.0M的NaOH，以中和68GaCl3引入的盐酸溶液。然后将200μL浓度为50mM的DMSA溶液逐滴加入混合体系。其中HAuCl4·3H2O与DMSA摩尔数之比为1：2，每一分子的DMSA含有两个巯基基团。
(2)、室温下搅拌5-10min，然后逐滴加入浓度为0.5M的NaOH溶液，调节pH至6.5左右，溶液变为无色透明状，标志着[Au(Ⅰ)-SG]低聚物的生成。
(3)、接下来将反应瓶转移至70℃水浴中，继续搅拌反应30min，即可收样，最终合成产品为无色透明的纳米颗粒悬浮液。
纳米材料的纯化、浓缩与表征同实施例1。表征结果显示生成的金纳米簇粒径分布在2nm左右，核素标记率高(＞90％)，稳定性好(一个半衰期内＞80％)。
实施例10
本实施例以谷胱甘肽(GSH)为还原剂合成Au-Cu合金纳米簇，并标记68Ga与177Lu(简称为GS-68Ga177LuCuAu NCs)。本实施例合金纳米簇中，Au与Cu的摩尔比为9：1，但不仅限于此比例。
GS-68Ga177LuCuAu NCs中，CuCl2与HAuCl4被GSH还原为合金纳米簇，68Ga和177Lu以原子的形式被掺杂进合金纳米簇的晶格中。本实施例的最终反应pH为6.5，反应温度为60℃。
制备方法包括如下步骤：
(1)、在反应瓶内加入5mL超纯水，然后依次加入36μL浓度为250mM的HAuCl4·3H2O、20μL浓度为50mM的CuCl2溶液、3mCi 177LuCl3(3μL)和3mCi 68GaCl3(100μL，0.05M HCl)，搅拌混合均匀，在混合液中加入5μL左右浓度为1.0M的NaOH，以中和68GaCl3引入的盐酸溶液。然后将200μL浓度为100mM的GSH溶液逐滴加入混合体系。其中HAuCl4·3H2O与CuCl2的摩尔数之和与GSH的摩尔数之比为1：2，每一分子的GSH含有一个巯基基团。
(2)、室温下搅拌5-10min，然后逐滴加入浓度为0.5M的NaOH溶液，调节pH至6.5左右，溶液为无色透明状，标志着[Au(Ⅰ)-SG]低聚物的生成。
(3)、接下来将反应瓶转移至60℃水浴中，继续搅拌反应30min，即可收样，最终合成产品为无色透明的纳米颗粒悬浮液。
纳米材料的纯化、浓缩与表征同实施例1。表征结果显示生成的金纳米簇粒径分布在2nm左右，在330nm与375nm处有特征吸收的肩峰，核素标记率高(＞90％)，稳定性好(一个半衰期内＞80％)。
实施例11
本实施例以十二烷基硫醇(TDDM)为还原剂合成金纳米簇，并标记68Ga与177Lu(简称为TDDM-68Ga177LuAu NCs)。TDDM-68Ga177LuAu NCs中，HAuCl4被TDDM还原为金纳米簇，68Ga和177Lu以原子的形式被掺杂进金纳米簇的晶格中。本实施例的最终反应pH为6.6，反应温度为63℃。
制备方法包括如下步骤：
(1)、在反应瓶内加入5mL超纯水，然后依次加入40μL浓度为250mM的HAuCl4·3H2O、3mCi 177LuCl3(3μL)和3mCi 68GaCl3(100μL，0.05M HCl)，搅拌混合均匀，在混合液中加入5μL左右浓度为1.0M的NaOH，以中和68GaCl3引入的盐酸溶液。然后将200μL浓度为100mM的TDDM溶液逐滴加入混合体系。其中HAuCl4·3H2O与TDDM的摩尔数之比为1：2，每一分子的TDDM含有一个巯基基团。
(2)、室温下搅拌5-10min，然后逐滴加入浓度为0.5M的NaOH溶液，调节pH至6.6，溶液为无色透明状，标志着[Au(Ⅰ)-SG]低聚物的生成。
(3)、接下来将反应瓶转移至63℃水浴中，继续搅拌反应30min，即可收样，最终合成产品为无色透明的纳米颗粒悬浮液。
纳米材料的纯化、浓缩与表征同实施例1。表征结果显示生成的金纳米簇粒径分布在2nm左右，核素标记率高(＞90％)，稳定性好(一个半衰期内＞80％)。
实施例12
本实施例以DNA-SH为还原剂合成金纳米簇，并标记68Ga与177Lu(简称为DNA-68Ga177LuAu NCs)。DNA-68Ga177LuAu NCs中，HAuCl4被DNA上偶联的巯基还原为金纳米簇，68Ga和177Lu以原子的形式被掺杂进金纳米簇的晶格中。本实施例的最终反应pH为7.1，反应温度为580℃。
制备方法包括如下步骤：
(1)、在反应瓶内加入5mL超纯水，然后依次加入40μL浓度为250mM的HAuCl4·3H2O、3mCi 177LuCl3(3μL)和3mCi 68GaCl3(100μL，0.05M HCl)，搅拌混合均匀，在混合液中加入5μL左右浓度为1.0M的NaOH，以中和68GaCl3引入的盐酸溶液。然后将200μL浓度为100mM的DNA-SH溶液逐滴加入混合体系。其中HAuCl4·3H2O与DNA-SH的摩尔数之比为1：2，每一分子的DNA-SH含有一个巯基基团。
(2)、室温下搅拌5-10min，然后逐滴加入浓度为0.5M的NaOH溶液，调节pH至7.1，溶液为无色透明状，标志着[Au(Ⅰ)-SG]低聚物的生成。
(3)、接下来将反应瓶转移至58℃水浴中，继续搅拌反应30min，即可收样，最终合成产品为无色透明的纳米颗粒悬浮液。
纳米材料的纯化、浓缩与表征同实施例1。表征结果显示生成的金纳米簇粒径分布在2nm左右，核素标记率高(＞90％)，稳定性好(一个半衰期内＞80％)。
实施例13
本实施例以PEG-SH为还原剂合成金纳米簇，并标记68Ga与177Lu(简称为DNA-68Ga177LuAu NCs)。PEG-68Ga177LuAu NCs中，HAuCl4被DNA上偶联的巯基还原为金纳米簇，68Ga和177Lu以原子的形式被掺杂进金纳米簇的晶格中。本实施例的最终反应pH为6.9，反应温度为60℃。
制备方法包括如下步骤：
(1)、在反应瓶内加入5mL超纯水，然后依次加入40μL浓度为250mM的HAuCl4·3H2O、3mCi 177LuCl3(3μL)和3mCi 68GaCl3(100μL，0.05M HCl)，搅拌混合均匀，在混合液中加入5μL左右浓度为1.0M的NaOH，以中和68GaCl3引入的盐酸溶液。然后将200μL浓度为100mM的PEG-SH溶液逐滴加入混合体系。其中HAuCl4·3H2O与PEG-SH的摩尔数之比为1：2，每一分子的PEG-SH含有一个巯基基团。
(2)、室温下搅拌5-10min，然后逐滴加入浓度为0.5M的NaOH溶液，调节pH至6.9，溶液为无色透明状，标志着[Au(Ⅰ)-SG]低聚物的生成。
(3)、接下来将反应瓶转移至60℃水浴中，继续搅拌反应30min，即可收样，最终合成产品为无色透明的纳米颗粒悬浮液。
纳米材料的纯化、浓缩与表征同实施例1。表征结果显示生成的金纳米簇粒径分布在2nm左右，核素标记率高(＞90％)，稳定性好(一个半衰期内＞80％)。
实施例14
本实施例以谷胱甘肽(GSH)为还原剂进行大批量(500mL)合成68GaAu NCs(简称为GS-68GaAu NCs)。
GS-68GaAuNCs中，HAuCl4被GSH还原为金纳米簇，68Ga以原子的形式被掺杂进金纳米簇的晶格中。本实施例的最终反应pH为7.0，反应温度为40℃。
制备方法包括如下步骤：
(1)、在反应瓶内加入500mL超纯水，然后依次加入4mL浓度为250mM的HAuCl4·3H2O、10mCi 68GaCl3(1mL，0.05M HCl)及GaCl3溶液(1mL，0.1μM)，搅拌混合均匀，在混合液中加入50μL左右浓度为1.0M的NaOH，以中和68GaCl3引入的盐酸溶液。然后将4mL浓度为500mM的GSH溶液逐滴加入混合体系。其中HAuCl4·3H2O与GSH的摩尔数之比为1：2，每一分子的GSH中含有一个巯基基团。
(2)、室温下搅拌5-10min，溶液出现白色絮状物，然后逐滴加入浓度为50M的NaOH溶液，调节pH至7.0，白色絮状物消解，溶液变为无色透明状。
(3)、接下来将反应瓶转移至40℃水浴中，继续搅拌反应2h，即可收样，最终合成产品为无色透明的纳米颗粒悬浮液。
纳米材料的纯化、浓缩与表征同实施例1。表征结果显示生成的金纳米簇粒径分布在2nm左右，在330nm与375nm处有特征吸收的肩峰，核素标记率高(＞90％)，稳定性好(一个半衰期内＞80％)。
实施例15
本实施例以谷胱甘肽(GSH)为还原剂进行大批量(1000mL)合成68GaAu NCs(简称为GS-68GaAu NCs)。
GS-68GaAuNCs中，HAuCl4被GSH还原为金纳米簇，68Ga以原子的形式被掺杂进金纳米簇的晶格中。本实施例的最终反应pH为7.5，反应温度为60℃。
制备方法包括如下步骤：
(1)、在反应瓶内加入1000mL超纯水，然后依次加入8mL浓度为250mM的HAuCl4·3H2O、10mCi 68GaCl3(1mL，0.05M HCl)及GaCl3溶液(2mL，0.1μM)，搅拌混合均匀，在混合液中加入50μL左右浓度为1.0M的NaOH，以中和68GaCl3引入的盐酸溶液。然后将8mL浓度为500mM的GSH溶液逐滴加入混合体系。其中HAuCl4·3H2O与GSH的摩尔数之比为1：2，每一分子的GSH中含有一个巯基基团。
(2)、室温下搅拌5-10min，溶液出现白色絮状物，然后逐滴加入浓度为50M的NaOH溶液，调节pH至7.5左右，白色絮状物消解，溶液变为无色透明状。
(3)、接下来将反应瓶转移至60℃水浴中，继续搅拌反应30min，即可收样，最终合成产品为无色透明的纳米颗粒悬浮液。
纳米材料的纯化、浓缩与表征同实施例1。表征结果显示生成的金纳米簇粒径分布在2nm左右，在330nm与375nm处有特征吸收的肩峰，核素标记率＞90％，稳定性好(一个半衰期内＞80％)。
以下实施例合成有荧光性能的金属纳米簇，选用的合成条件为：反应温度：75-120℃；反应pH：3-6.5
实施例16
本实施例以GSH作为还原剂，在较高温度(100℃)下合成有荧光性能的金属纳米簇，并标记68Ga(简称为F-GS-68GaAu NCs)。
F-GS-68GaAu NCs中，HAuCl4被GSH还原为金纳米簇，68Ga以原子的形式被掺杂进金纳米簇的晶格中。本实施例的最终反应pH为4.0，反应温度为100℃。
制备方法包括步骤：
(1)、在反应瓶内加入4.5mL超纯水，然后依次加入HAuCl4·3H2O(250mM，48μL)及3mCi68GaCl3(0.05M HCl,0.5mL)，搅拌混合均匀，加入NaOH溶液(1.0M，25μL)以中和核素溶液引入的盐酸。然后加入配制好的GSH溶液(100mM，180μL)。其中HAuCl4·3H2O与GSH的摩尔数之比为1：1.5，每一分子的GSH中含有一个巯基基团。
(2)、紧接着逐滴加入NaOH溶液(1.0M)将混合溶液pH调节至4.0，然后在室温下快速搅拌5min。
(3)、转移至100℃水浴中继续搅拌反应15min即可收样。最终产品为淡黄色透明的纳米悬浮液，纳米材料表现出荧光性质。
本实施例方法路线下合成的金属纳米簇与以上实施例(例1-15)的差异在于：
(1)相同之处：最终产品均为<2nm，内标了放射性元素的金纳米簇；
(2)不同之处：实施例1-15产品性状为无色透明，本实施例及以下实施例为淡黄色；例1-15产品的粒径(约1.7nm)略大于本实施例(约1nm)；两产品的紫外-可见吸收光谱略有差异，但都可以表明产品为超小粒径金纳米颗粒；实施例1-15无荧光性能，本实施例有绿色荧光。
核素标记率、稳定性、材料的纯化与浓缩以及材料表征过程同核素标记方法(1)。表征结果显示生成的金纳米簇粒径分布在1nm左右，在330nm与375nm处有特征吸收的肩峰，荧光性质为：最大激发峰在450nm附近，最大发射峰在580nm附近，核素标记率高(＞90％)，稳定性好(一个半衰期内＞80％)。
实施例17
本实施例以GSH作为还原剂，在较高温度(120℃)下合成有荧光性能的金属纳米簇，并同时标记68Ga与177Lu(简称为F-GS-68Ga177LuAu NCs)。
F-GS-68Ga177LuAu NCs中，HAuCl4被GSH还原为金纳米簇，68Ga与177Lu以原子的形式被掺杂进金纳米簇的晶格中。本实施例的最终反应pH为3.0，反应温度为120℃。
制备方法包括如下步骤：
(1)、在反应瓶内加入4.5mL超纯水，然后依次加入HAuCl4·3H2O(250mM，48μL)、3mCi68GaCl3(0.05M HCl,0.5mL)及3mCi 177LuCl3(3μL)，搅拌混合均匀，加入NaOH溶液(1.0M，25μL)以中和核素溶液引入的盐酸。然后加入配制好的GSH溶液(100mM，180μL)。其中HAuCl4·3H2O与GSH的摩尔数之比为1：1.5，每一分子的GSH中含有一个巯基基团。
(2)、紧接着逐滴加入NaOH溶液(1.0M)将混合溶液pH调节至3.0，然后在室温下快速搅拌5min。
(3)、将反应液转移至120℃油浴中继续搅拌反应15min即可收样。最终产品为淡黄色透明的纳米悬浮液，纳米材料表现出荧光性质。核素标记率、稳定性、材料的纯化与浓缩以及材料表征过程同核素标记方法(1)。表征结果显示生成的金纳米簇粒径分布在1nm左右，在330nm与375nm处有特征吸收的肩峰，荧光性质为：最大激发峰在450nm附近，最大发射峰在580nm附近，核素标记率高(＞90％)，稳定性好(一个半衰期内＞80％)。
实施例18
本实施例以半胱氨酸(Cys)作为还原剂，在较高温度(75℃)下合成有荧光性能的金属纳米簇，并同时标记68Ga与177Lu(简称为F-CyS-68Ga177LuAu NCs)。
F-GS-68Ga177LuAu NCs中，HAuCl4被Cys还原为金纳米簇，68Ga与177Lu以原子的形式被掺杂进金纳米簇的晶格中。本实施例的最终反应pH为5.0，反应温度为75℃。
制备方法包括如下步骤：
(1)、在反应瓶内加入4.5mL超纯水，然后依次加入HAuCl4·3H2O(250mM，48μL)、3mCi68GaCl3(0.05M HCl,0.5mL)及3mCi 177LuCl3(3μL)，搅拌混合均匀，加入NaOH溶液(1.0M，25μL)以中和核素溶液引入的盐酸。然后加入配制好的Cys溶液(100mM，180μL)。其中HAuCl4·3H2O与Cys的摩尔数之比为1：1.5，每一分子的Cys中含有一个巯基基团。
(2)、紧接着逐滴加入NaOH溶液(1.0M)将混合溶液pH调节至5左右，然后在室温下快速搅拌5min。
(3)、将反应液转移至75℃水浴中继续搅拌反应15min即可收样。最终产品为淡黄色透明的纳米颗粒悬浮液，纳米材料表现出荧光性质。核素标记率、稳定性、材料的纯化与浓缩以及材料表征过程同核素标记方法(1)。表征结果显示生成的金纳米簇粒径分布在1nm左右，在330nm与375nm处有特征吸收的肩峰，荧光性质为：最大激发峰在450nm附近，最大发射峰在580nm附近，核素标记率高(＞90％)，稳定性好(一个半衰期内＞80％)。
实施例19
本实施例以谷胱甘肽(GSH)为还原剂进行大批量(500mL)合成有荧光的68GaAu NCs(简称为F-GS-68GaAu NCs)。
GS-68GaAuNCs中，HAuCl4被GSH还原为金纳米簇，68Ga以原子的形式被掺杂进金纳米簇的晶格中。本实施例的最终反应pH为6.5，反应温度为90℃。
制备方法包括步骤：
(1)、在反应瓶内加入450mL超纯水，然后依次加入HAuCl4·3H2O(250mM，4.8mL)及15mCi68GaCl3(0.05M HCl,1.5mL)，搅拌混合均匀，加入NaOH溶液(1.0M，75μL)以中和核素溶液引入的盐酸。然后加入配制好的GSH溶液(100mM，18mL)。其中HAuCl4·3H2O与GSH的摩尔数之比为1：1.5，每一分子的GSH中含有一个巯基基团。
(2)、紧接着逐滴加入NaOH溶液(1.0M)将混合溶液pH调节至6.5，然后在室温下快速搅拌5min。
(3)、将反应液转移至90℃水浴中继续搅拌反应15min即可收样。最终产品为淡黄色透明的纳米悬浮液，纳米材料表现出荧光性质。
核素标记率、稳定性、材料的纯化与浓缩以及材料表征过程同核素标记方法(1)。表征结果显示生成的金纳米簇粒径分布在1nm左右，在330nm与375nm处有特征吸收的肩峰，荧光性质为：最大激发峰在450nm附近，最大发射峰在580nm附近，核素标记率高(＞90％)，稳定性好(一个半衰期内＞80％)。
作为以上实施例的替代实施例，本发明中的技术方案中，将核素标记更换为198Au、64Cu、89Zr、90Y和89Sr中的一种或者几种组合，同样可得到被巯基基团有机物包覆的核素标记的金属纳米簇，其粒径为2nm左右，标记率达到80以上；一个半衰期内的稳定性大于80％。
作为以上实施例的替代实施例，本发明中的技术方案中，金属纳米簇采用金铂合金、金钯合金或者金银合金，同样可得到被巯基基团有机物包覆的核素标记的金属纳米簇，其粒径为2nm左右，标记率达到80以上；一个半衰期内的稳定性大于80％。
前述实施例中，还可以使用金属核素的硝酸盐代替盐酸盐，同样可得到被巯基基团有机物包覆的核素标记的金属纳米簇，其粒径为2nm左右，标记率达到80以上；一个半衰期内的稳定性大于80％。
前述实施例中，还可以使用氢氧化钾、氨水中的一种或几种；碳酸钾、碳酸氢钾、碳酸钠、碳酸氢钠中的一种或几种代替氢氧化钠调节pH值，同样可得到被巯基基团有机物包覆的核素标记的金属纳米簇，其粒径为2nm左右，标记率达到80以上；一个半衰期内的稳定性大于80％。
前述实施例中，氯金酸与含有巯基基团的有机物的摩尔比更换为1；1.5、1:1.8、1:1.9、1:2.3、1:2.6、1:2.7、1:3之后，同样可得到被巯基基团有机物包覆的核素标记的金属纳米簇，其粒径为2nm左右，标记率达到80以上；一个半衰期内的稳定性大于80％。
本发明中的含有放射性金属核素的金属纳米簇、纳米材料尤其适合用于制备靶向药物，用作诊断及治疗。
本发明中的含有放射性金属核素的金属纳米簇、纳米材料及其制备方法和在制备靶向药物中的应用，实现基于金属纳米簇的无螯合剂配体的核素标记，避免螯合剂配体对纳米药物体内行为的影响，增强核素标记的稳定性。本发明建立了一种通用方法，实现对多种放射性金属核素的单独或同时标记，拓宽了放射性金属核素在放射性纳米药物上的应用。本发明实现大体系合成条件下仍然能高效标记核素，推动放射性纳米药物的大批量合成。本发明基于金属纳米簇建立新型核素标记方法，使得纳米材料有更好的靶向性，尽量减少在肝脾部的聚集，降低对正常组织器官的损伤。
本发明涉及的放射性金属核素标记方法为无螯合剂配体标记，避免了螯合剂对于药物体内行为的影响。通过金属掺杂和共还原，放射性金属核素以原子形式占据了金属纳米团簇的晶格，极大提高了放射性金属核素标记的稳定性。
本发明可实现放射性金属核素的广谱标记，多种放射性金属核素可单独或同时标记，如68Ga、177Lu、198Au、64Cu、89Zr、89Sr和90Y的标记等，打破了传统核素内标方法只能标记与载体元素化学性质相同或相近的放射性金属核素。多种放射性金属核素同时标记可为诊疗一体化提供有力的工具，比如68Ga/177Lu、64Cu/177Lu、89Zr/177Lu、68Ga/90Y、64Cu/90Y、89Zr/90Y等。
本发明涉及的放射性金属核素标记方法可实现大批量大体积合成，体积可达500mL产品；打破了传统放射性金属核素标记方法必须为小体系，只有数十微升至数百微升的限制，且此方法合成的放射性纳米材料具有＞90％的产率和＞90％的标记率。
本发明所合成产品可制成的放射性药物以超小粒径金属纳米颗粒为载体，可通过肾脏清除，极大降低了传统纳米颗粒由于体内累积而对肝、脾等器官造成的长期毒性。同时，此纳米材料具有更好的肿瘤靶向性，且容易通过偶联靶向分子实现对肿瘤的主动靶向。
以上仅为本发明较佳的实施例，并不用于局限本发明的保护范围，任何在本发明精神内的修改、等同替换或改进等，都涵盖在本发明的权利要求范围内。

Claims (28)

1.含有放射性金属核素的金属纳米簇，其特征在于，所述含有放射性金属核素的金属纳米簇包括放射性金属核素和金属纳米簇；所述放射性金属核素掺杂于所述金属纳米簇中。
2.根据权利要求1所述的含有放射性金属核素的金属纳米簇，其特征在于，所述放射性金属核素掺杂于所述金属纳米簇的晶格中。
3.根据权利要求1所述的含有放射性金属核素的金属纳米簇，其特征在于，所述放射性金属核素选自68Ga、177Lu、198Au、64Cu、89Zr、90Y和89Sr中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的含有放射性金属核素的金属纳米簇，其特征在于，所述金属纳米簇为含有金的金属纳米簇。
5.根据权利要求4所述的含有放射性金属核素的金属纳米簇，其特征在于，含金的金属纳米簇为金纳米簇、含金的混合金属纳米簇和/或含金的合金纳米簇。
6.根据权利要求4所述的含有放射性金属核素的金属纳米簇，其特征在于，所述含金的混合金属纳米簇中包括金和其它金属，所述其它金属选自铂、钯、银、铜中的一种或几种，所述金的重量含量大于其它金属的重量含量。
7.根据权利要求6所述的含有放射性金属核素的金属纳米簇，其特征在于，所述含金的合金纳米簇中，所述合金为金银合金或金铜合金；所述金银合金中，金的重量含量大于银的重量含量；所述金铜合金中，金的重量含量大于铜的重量含量。
8.一种纳米材料，其特征在于，包括权利要求1至7任一权利要求所述的含有放射性金属核素的金属纳米簇，以及含有巯基基团的有机物。
9.根据权利要求8所述的纳米材料，其特征在于，所述的含有巯基基团的有机物包覆所述含有放射性金属核素的金属纳米簇。
10.根据权利要求8或9所述的纳米材料，其特征在于，所述含有巯基基团的有机物，其中巯基基团在有机物中的数量大于或等于1。
11.根据权利要求8或9所述的纳米材料，其特征在于，所述含有巯基基团的有机物包括小肽、氨基酸、脱氧核糖核酸、蛋白质、含有巯基基团的聚乙二醇或带有等量正、负电荷的两性化合物和烷基硫醇中的一种或几种。
12.根据权利要求11所述的纳米材料，其特征在于，所述小肽为含有半胱氨酸的小肽。
13.根据权利要求12所述的纳米材料，其特征在于，所述小肽包括谷胱甘肽、RGD肽和RAD小肽中的一种或多种。
14.权利要求8至13任一权利要求所述的纳米材料的制备方法，其特征在于，包括步骤：
(1)、氯金酸、放射性金属核素盐与含有巯基基团的有机物于水中反应，得到反应溶液；
(2)、调节步骤(1)获得的反应溶液的pH值至3～7.5；
(3)、步骤(2)获得的反应溶液在40℃～120℃下反应。
15.根据权利要求14所述的含有放射性金属核素的金属纳米簇的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，调节步骤(1)的反应溶液的pH值至6.5～7.5；所述步骤(3)中，步骤(2)获得的反应溶液在40℃～75℃下反应。
16.根据权利要求14所述的含有放射性金属核素的金属纳米簇的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，将所述步骤(1)获得的反应溶液pH值调节为3-6.5；所述步骤(3)中，步骤(2)获得的反应溶液在75℃-120℃下反应。
17.根据权利要求14所述的含有放射性金属核素的金属纳米簇的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中的调节后的pH值越低，则步骤(3)中的反应温度越高。
18.根据权利要求14所述的含有放射性金属核素的金属纳米簇的制备方法，其特征在于，所述放射性金属核素盐为可溶于水的盐。
19.根据权利要求14所述的纳米材料的制备方法，其特征在于，所述放射性金属核素盐为放射性金属核素的盐酸盐和/或硝酸盐。
20.根据权利要求14所述的含有放射性金属核素的金属纳米簇的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，使用可溶于水的碱或可溶于水的碳酸盐调节反应溶液的pH值。
21.根据权利要求20所述的含有放射性金属核素的金属纳米簇的制备方法，其特征在于，所述可溶于水的碱包括氢氧化钾、氢氧化钠、氨水中的一种或几种；所述可溶于水的碳酸盐包括碳酸钾、碳酸氢钾、碳酸钠、碳酸氢钠中的一种或几种。
22.根据权利要求14所述的含有放射性金属核素的金属纳米簇的制备方法，其特征在于，氯金酸与含有巯基基团的有机物的摩尔比为1：(1.5-3)。
23.根据权利要求14所述的含有放射性金属核素的金属纳米簇的制备方法，其特征在于，还包括步骤(4)，将步骤(3)获得的溶液超滤，再使用磷酸盐缓冲溶液洗涤。
24.根据权利要求14所述的含有放射性金属核素的金属纳米簇的制备方法，其特征在于，所述含有巯基基团的有机物，其中巯基基团在有机物中的数量大于或等于1。
25.根据权利要求14或23所述的含有放射性金属核素的金属纳米簇的制备方法，其特征在于，所述含有巯基基团的有机物选自小肽、氨基酸、脱氧核糖核酸、蛋白质、含有巯基基团的聚乙二醇或带有等量正、负电荷的两性化合物和烷基硫醇中的一种或几种。
26.根据权利要求25所述的含有放射性金属核素的金属纳米簇的制备方法，其特征在于，所述小肽为含有半胱氨酸的小肽。
27.根据权利要求26所述的含有放射性金属核素的金属纳米簇的制备方法，其特征在于，所述小肽选自谷胱甘肽、RGD肽和RAD小肽中的一种或多种。
28.权利要求8至13任一权利要求所述的纳米材料在制备靶向药物中的应用。
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