CN116139301B - 一种18f放射性标记的纳米核药及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及纳米医药领域，尤其涉及一种¹⁸F放射性标记的纳米核药及其制备方法。在本发明提供的¹⁸F放射性标记的纳米核药的制备中，首先以嵌段共聚物，如聚乙交酯丙交酯‑聚乙二醇（PLGA‑PEO）、聚乳酸‑聚乙二醇（PLA‑PEO）、聚已内酯‑聚乙二醇（PCL‑PEO）等为前驱体制备纳米胶束；然后将金属阳离子负载在纳米胶束中；最后通过金属阳离子与F^‑阴离子的化学吸引力将具有诊断功能的放射性¹⁸F引入到胶束颗粒中，合成具有示踪功能的胶束载药体。

Description

一种18F放射性标记的纳米核药及其制备方法

技术领域

本发明属于纳米医药领域，特别涉及一种¹⁸F放射性标记的纳米核药及其制备方法。

背景技术

纳米材料以其尺寸优势及多功能特性在生物医药领域有着越来越多的应用，尤其在肿瘤诊疗领域。肿瘤细胞的异常增长使得其周围的血管壁出现孔隙，且由于肿瘤细胞中缺少淋巴排除系统，故纳米材料在肿瘤病灶处有着“高渗透滞留”效应，即纳米材料能比较容易地扩散到肿瘤细胞中且滞留其中发挥效果。得益于纳米材料的尺寸效应及多功能特性，其在药物传递领域有着极大的潜力。

目前，许多纳米载药体被应用在癌症治疗中且显示出很好的治疗效果。其中以胶束为载药体的纳米药物拥有独特的优势。纳米胶束是由嵌段共聚物自组装而构成的典型的核壳结构材料，其疏水的内核能负载疏水性的抗癌药物，其外壳一般由亲水的聚乙二醇构成，能提高纳米载药体在生物体内的“隐身性”。经过表面功能化处理，胶束载药体可具有一定的靶向特异性，因而可被用于靶向肿瘤的纳米载药体。通过将胶束载体与具有诊断功能的物质相结合，可得到具有诊断功能的纳米药物。给药后，通过探测诊断材料所产生特殊的信号可以确定纳米载药体的位置，甚至进一步判断癌症病灶的情况。结合目前临床发展水平，这些特殊信号可以通过CT、核磁、光学及放射学的手段探测得到。

核辐射具有很强的能量及很高的组织穿透性，因此在肿瘤诊疗中发挥着重要的作用。核辐射在肿瘤的诊断中发挥着至关重要地作用，除了传统的CT成像之外，新型的核成像技术如单光子成像(SPECT)及正电子成像(PET)都是目前肿瘤诊断的重要手段。¹⁸F是目前最常用的放射性标记核素，¹⁸F标记的分子药物，如FDG等，被广泛地应用在临床诊断中。综上所述，若能实现对纳米胶束载药体的放射性¹⁸F标记，赋予该药物载体正电子成像功能，那该体系将能提供肿瘤治疗中的实时信息，极大地帮助人们了解该纳米核药在体内的行为及评估该核药的治疗效果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种¹⁸F放射性标记的纳米核药及其制备方法，该纳米核药制备简单，且自带示踪属性，有很大的潜力成为具备诊疗一体化功能的新型抗肿瘤载药体。

本发明具体采用以下技术方案：

一方面，本发明提供了一种¹⁸F放射性标记的纳米核药，所述纳米核药以胶束为载体，先后将金属阳离子、放射性阴离子负载其中，所述金属阳离子为放射性或非放射性的Y^{3 +}、Lu³⁺、Ho³⁺，其中，放射性的金属阳离子具体为⁹⁰Y³⁺、¹⁷⁷Lu³⁺或¹⁶⁶Ho³⁺，所述阴离子为¹⁸F^-。

本发明中，金属阳离子Y³⁺、Lu³⁺、Ho³⁺等先通过和纳米胶束疏水内核的疏水-疏水作用扩散并聚集在疏水内核中；随后¹⁸F^-会通过金属阳离子的化学吸引作用渗透到胶束内部并发生反应，即金属阳离子先进入胶束，放射性阴离子通过与阳离子的化学反应后进入胶束。该纳米胶束中同时存在金属阳离子和诊断型核素¹⁸F，使该胶束具有示踪功能与诊断功能。当金属阳离子为非放射性的Y³⁺、Lu³⁺、Ho³⁺时，本发明的纳米核药可以作为诊断用药；当金属阳离子为放射性的⁹⁰Y³⁺、¹⁷⁷Lu³⁺或¹⁶⁶Ho³⁺时，本发明的纳米核药为放射性双标记药物，具有靶向肿瘤的治疗作用和诊断作用。

另一方面，本发明提供了该诊疗一种¹⁸F放射性标记的纳米核药的制备方法，包括：

S1：以嵌段共聚物为前驱体制备纳米胶束；

S2：通过调节纳米胶束溶液的温度、pH值等条件，将金属阳离子(放射性或非放射性的Lu³⁺、Y³⁺及Ho³⁺等)负载在纳米胶束中；

S3：通过金属阳离子与¹⁸F^-阴离子的化学吸引力，将具有诊断功能的放射性¹⁸F^-引入到金属阳离子标记的胶束颗粒中，¹⁸F^-通过化学吸引渗透到纳米胶束中。

作为较佳的方案，S1具体为：将适量的聚已内酯-聚乙二醇(PCL-PEO)、聚乙交酯丙交酯-聚乙二醇(PLGA-PEO)或聚乳酸-聚乙二醇(PLA-PEO)嵌段共聚物前体在有机溶剂(氯仿或乙腈)中充分溶解，随后将该溶解的前驱体缓慢滴入水中，搅拌，蒸发，得到纳米胶束颗粒。

其中，嵌段共聚物在有机溶液中的浓度为50mg/mL～400mg/mL，且溶解的前驱体滴入水中后有机/无机相的体积比的范围为1:4～1:20，根据反应情况，搅拌蒸发的时间为2～24小时。

作为较佳的方案，S2具体为：将金属阳离子Lu³⁺、Y³⁺或Ho³⁺等滴加到纳米胶束的缓冲液中(pH 2～10)反应一定的时间(5min～60min)，离心、洗涤、分离，得到金属阳离子负载的胶束。

作为较佳的方案，S3具体为：将放射性的¹⁸F^-溶液加入负载金属阳离子的纳米胶束溶液中，反应一定的时间(5min～60min)，离心、洗涤、分离，得到放射性标记的纳米胶束。

本发明采取嵌段共聚物自组装的方法制备纳米胶束；对所述纳米胶束分别先后用金属阳离子(Lu³⁺、Y³⁺及Ho³⁺等)和诊断型核素¹⁸F标记，从而得到¹⁸F放射性标记的纳米核药，当金属阳离子为放射性的⁹⁰Y³⁺、¹⁷⁷Lu³⁺或¹⁶⁶Ho³⁺时，本发明的纳米核药为诊疗一体化的纳米载药体。

本发明的有益效果为：

本制备方法工艺简单，成本低，不涉及一般放射性标记中所需要的螯合剂，通过疏水-疏水吸引及化学作用将金属阳离子吸引到胶束内部，且该金属阳离子可进一步与诊断型¹⁸F^-阴离子发生反应因而对胶束进行放射性标记，本发明的胶束内核标记方法能缓解由一般表面标记方法所带来的核素脱落情况。因为自带示踪属性，¹⁸F放射性标记的纳米胶束有很大的潜力成为具备诊疗一体化功能的新型抗肿瘤载药体。

附图说明

图1是¹⁸F放射性标记的纳米核药的制备流程图。

图2是纳米胶束的冷冻透射电镜图片；嵌段共聚物：PCL-PEO 10000-5000，胶束溶液中高分子浓度为8.7mg/mL。

图3是PCL-10000纳米胶束对Y³⁺、Lu³⁺及Ho³⁺金属阳离子的负载效率汇总图；反应条件：胶束溶液中高分子浓度：4.3mg/mL，缓冲液：HEPES，10mM、pH 7.4；金属离子终浓度：约100μM。

图4是纳米胶束¹⁸F放射性标记的标记效率检测路线。

图5是纳米胶束对¹⁸F的标记效率；PCL-10000：未负载金属阳离子的胶束样品，且其溶剂为水；Y-PCL-5000：负载金属Y³⁺阳离子的PCL-5000胶束样品，且其溶剂为水；Y-PCL-10000：负载金属Y³⁺阳离子的PCL-10000胶束样品，且其溶剂为水；Y-PCL-10000in buffer：负载金属Y³⁺阳离子的胶束样品，且其溶剂为HEPES缓冲液；Y-PCL-5000in buffer：负载金属Y³⁺阳离子的PCL-5000胶束样品，且其溶剂为HEPES缓冲液。(胶束溶液中高分子浓度为4.3mg/mL；HEPES缓冲液的浓度为10mM，pH值为7.4)。

具体实施方式

下面通过具体实施方式对本发明进行更加详细的说明，以便于对本发明技术方案的理解，但并不用于对本发明保护范围的限制。

实施例1

¹⁸F放射性标记的纳米核药的制备方法，包括以下步骤：

(1)以前端共聚物为前驱体制备纳米胶束：

称量20mg PCL-PEO嵌段共聚物前体，将其在0.2mL的氯仿中充分溶解，随后将该前驱体溶液缓慢滴入2.3mL水中，搅拌12小时，蒸发溶剂中的有机物，得到纳米胶束颗粒。所用PCL-PEO包括PCL-PEO 10000-5000、PCL-PEO 5000-5000，所制备的胶束分别命名为PCL-10000、PCL-5000。

PCL-10000及PCL-5000胶束溶液中高分子的浓度均为8.7mg/mL。

(2)将放射性核素阳离子负载在纳米胶束中：

将PCL-PEO胶束溶液同HEPES缓冲液(10mM、pH 7.4)等体积混合，得到pH 7.4的胶束缓冲溶液，其中高分子的浓度为4.3mg/mL。然后将10μL的Y³⁺/Lu³⁺/Ho³⁺盐酸溶液(Y³⁺/Lu^{3 +}/Ho³⁺离子浓度为10mM，盐酸溶液的pH为2)滴加到1mL的胶束缓冲液中，在室温下反应30min，离心、洗涤、分离，得到阳离子Y³⁺、Lu³⁺或Ho³⁺负载的胶束。采用ICP-OES来测量负载在胶束中的金属离子浓度。

金属负载效率的计算公式为：

金属负载效率＝负载在胶束中的金属离子含量/初始加入的金属含量*100％。

PCL-10000纳米胶束对Y³⁺、Lu³⁺及Ho³⁺金属阳离子的负载效率分别为31.21±4.49％、2.33±0.22％、13.70±0.82％，如图3所示。

PCL-5000纳米胶束对Y³⁺金属阳离子的负载效率为4.32±0.13％。

(3)将¹⁸F放射性标记引入纳米胶束中：

将100kBq的放射性¹⁸F洗脱液滴加到1mL的Y³⁺阳离子负载的PCL-10000纳米胶束缓冲液中，在室温反应30min，采用离心滤管(4000rpm,30min,3次)来去除游离¹⁸F^-离子。留在上层滤管内的是标记好的纳米胶束，下层洗脱液中则是游离的¹⁸F^-离子。将二者收集到容器中，使用伽马计数仪来测定每部分中的放射活度，从而确定标记效率。

标记效率的计算公式为：

胶束的标记效率＝胶束中的放射性活度/使用的总活度*100％。

最后计算得到，溶剂为水时，未负载Y³⁺的PCL-10000纳米胶束的标记效率为1.81±0.84％；溶剂为水时，负载Y³⁺的PCL-10000纳米胶束的标记效率为14.83±4.46％；溶剂为水时，负载Y³⁺的PCL-5000纳米胶束的标记效率为7.56±2.31％；溶剂为HEPES缓冲液时，负载Y³⁺的PCL-10000纳米胶束的标记效率为35.25±0.96％；溶剂为HEPES缓冲液时，负载Y³⁺的PCL-5000纳米胶束的标记效率为20.59±4.23％；如图5所示。

以上所述之实施例，只是本发明的较佳实施例而已，并非限制本发明的实施范围，故凡依本发明专利范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均应包括于本发明申请专利范围内。

Claims (7)

1.一种¹⁸F放射性标记的纳米核药的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：嵌段共聚物作为前驱体通过自组装的方式合成纳米胶束；所述嵌段共聚物为聚已内酯-聚乙二醇；

S2：将金属阳离子与纳米胶束进行络合；具体为：将金属阳离子滴加到纳米胶束的缓冲液中反应，离心、洗涤、分离，得到金属阳离子负载的胶束；所述金属阳离子为放射性或非放射性的Y³⁺；所述缓冲液为HEPES缓冲液；

S3：用诊断型核素¹⁸F^-进一步标记纳米胶束；具体为：将放射性的¹⁸F^-溶液加入负载金属阳离子的纳米胶束溶液中，反应，离心、洗涤、分离，得到放射性标记的纳米胶束。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，S1具体为：首先将嵌段共聚物聚已内酯-聚乙二醇为前驱体在有机溶剂中充分溶解，随后将溶解的前驱体缓慢滴入水中，搅拌，蒸发，得到纳米胶束颗粒。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，S1中所述有机溶剂为氯仿或乙腈。

4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，S1中嵌段共聚物在有机溶液中的浓度为50mg/mL～400mg/mL，且溶解的前驱体滴入水中后有机/无机相的体积比的范围为1:4～1:20，根据反应情况，搅拌蒸发的时间为2～24小时。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，S2中纳米胶束的缓冲液的pH值为2～10，反应时间为5min～60min。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，S3中反应时间为5min～60min。

7.采用权利要求1～3任一项所述的制备方法制备得到的¹⁸F放射性标记的纳米核药。