一種CT/MR雙模態納米探針及其制備方法技術

本發明專利技術公開了一種用于透明質酸靶向腫瘤模型早期診斷的CT/MR雙模態成像的造影劑及其制備方法。以第五代樹狀大分子(G5)為模板，將DOTA.NHS、HA和FI分別修飾到其表面，得到半成品G5.NH2-DOTA-FI-HA，再以其為模板包裹金納米顆粒，最后螯合鏈接上Mn形成終產物——多功能化的HA靶向的樹狀大分子納米復合物(Au0)n-G5.NH2-DOTA(Mn)-FI-HA。本發明專利技術利用簡易、溫和的方法制備得到表面結合示蹤分子、靶向分子、配體分子的G5，并以此為平臺將結合成像元素金和錳，得到的雙模態造影劑能在細胞水平示蹤納米探針被癌細胞的吞噬情況，并且對CD44高表達癌細胞株系具有顯著的靶向作用，可實現癌癥的早期診斷，同時因該方法制備簡易，原材料廉價易得，可實現大批量生產。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于雙模態分子影像探針領域，設及一種CT/MR雙模態納米探針，尤其設 及一種透明質酸祀向的樹狀大分子包裹金納米顆粒結合儘基馨合物CT/MR雙模態納米探 針及其制備方法。
技術介紹
癌癥（cancer)，又稱惡性腫瘤，是對人類健康最具威脅的殺手之一。而早期的診斷 和治療成為治愈癌癥的關鍵。在腫瘤的早期診斷方面，傳統的影像技術只能了解腫瘤體積 大小和解剖定位，而分子影像學技術能讓我們獲取更多有價值的信息，例如惡變前后的蛋 白分子檢測，腫瘤生長動力學評估，腫瘤細胞標記物等，且活體分子成像可W實現在無損生 物體微環境的狀況下進行發病機制的研究，并幫助顯示復雜的分子運動軌跡。目前應用于 臨床的分子影像學技術主要包括CT成像、核磁共振成像（MRI)、SPECT成像和超聲成像等。 作為分子影像學的重要組成部分，選擇合適的造影劑可W大大地提高成像診斷的 靈敏性、特異性。而作為理想的且能應用于臨床癌癥早期祀向診斷的納米材料體系，在保障 生物安全的同時，更要能兼顧同時攜帶祀向分子和成像試劑分子，并且具備制備簡便、原材 料廉價易得等幾個主要特性。目前臨床應用的造影劑，例如CT成像的Omnipaque(歐乃派 克）、MRI成像的六種禮基小分子造影劑都存在著明顯的缺陷，如：血液循環時間過短、無特 異性，尤其是禮基造影劑一定濃度下還存在腎毒性。因此，臨床上期望能開發出兼具兩種或 者多種成像模式的祀向性分子影像探針，進而彌補單一分子影像成像的不足之處。 隨著納米技術的深入發展，越來越多的新材料被研發出來W期滿足臨床的需求。 例如通過共沉淀法制備得到四氧化Ξ鐵納米顆粒，然后再在其表面層層靜電自組裝上聚 谷氨酸和聚賴氨酸，最后將包裹有金納米顆粒的第五代聚酷胺-胺樹狀大分子（G5)在 EDC作用下修飾到氧化鐵表面，實現了 了2加權MR成像和CT成像雙模態造影（J.Mater. 化em.，2012, 22, 15110-15120);利用第五代聚酷胺-胺樹狀大分子為平臺，將馨合試劑 D0TA-NHS連接到樹狀大分子表面用于馨合禮離子用于MR成像，同時利用樹狀大分子特殊 的空腔結構，包裹金納米顆粒用于CT成像，實現了T加權MR增強和CT增強的MR/CT雙模態 成像功能度iomaterials，34,（2013)，1570-1580)。因為儘在血管內運輸過程中處在馨合狀 態，其毒性可W被忽略，而細胞又能安全的排出胞內的?孟（Journalofma即eticresonance imaging, 41 (2015)797-805)，所W順磁性物質一一儘可W被用來替代禮進行增強成像， 同時也更符合臨床診斷的習慣。CD44是惡性腫瘤發展、轉移的主要細胞表面標記物，非侵襲 性或正常細胞株系中不表達，也是腫瘤干細胞的主要標志。其天然高效的特異性配體透明 質酸（ΗΑ)，擁有良好的生物相容性、生物降解能力和簡單的結構易于修飾。本專利技術正是基于 前人研究工作基礎之上，將祀向分子ΗΑ、配體分子D0TA結合到樹狀大分子上，包裹金納米 顆粒（AuNPs)然后將Τι增強效果的Μη成功地馨合到D0TA上，從而制備出可實現CT/MR雙 模態成像的分子影像探針。
技術實現思路
陽〇化]為實現上述目的，本專利技術提供了一種透明質酸祀向的包裹金納米顆粒的 儘基馨合物CT/MR雙模態探針的制備方法，所述制備方法首先分別將馨合試劑 2, 2'，2"-(10-(2-化5-二氧代化咯燒）-1-氧基）-2-氧乙基）-1，4, 7, 10-四氮雜環十二 燒-1，4,7-Ξ)Ξ乙酸值OTA-NHS)、祀向分子透明質酸（HA)和異硫氯酸巧光素（FI)修飾 到第五代聚酷胺-胺樹狀大分子（G5)表面，然后利用棚氨化鋼還原反應包裹金納米顆粒， 最后利用配位化學方法將儘離子馨合到DOTA分子上。所述方法的具體步驟包括： 步驟一、經表面共價修飾將馨合試劑D0TA-NHS修飾到G5表面； 步驟二將祀向分子ΗΑ連接到G5表面； 步驟Ξ、將示蹤分子異硫氯酸巧光素（FI)標記到G5上； 步驟四、WG5為模板包裹金納米顆粒； 步驟五、利用D0TA配位馨合儘離子。 W11] 上述步驟的流程圖如圖1所示。 陽〇1引進一步，步驟一采用D0TA-N服與G5.畑2反應形成G5.NHz-DOTA，其中第五代聚 酷胺-胺樹狀大分子G5.畑2的分子量為26010 ;優選地，G5.NH2與D0TA-N服的摩爾比為 1:33~37,最優選為1:35 ;優選地，所述反應的溶劑為DMS0 ;進一步優選地，采用緩慢滴加 的方式將所述G5.畑2的DMS0溶液加入所述D0TA-N服的DMS0溶液中，并連續劇烈攬拌20~ 30小時，使其完全反應，形成G5.NH2-D0TA溶液。 進一步，步驟二中的HA先采用邸C/N服反應活化后再與G5連接，其中所述HA的 分子量為5805 ;該活化反應中，HA、EDC和N服的摩爾比優選為1:4~6:4~6,更優選為 1:5:5 ;活化反應的時間優選為2~4小時，最佳為3小時。 優選地，所述活化反應的具體操作為：將邸C的DMS0溶液與N服的DMS0溶液加入 HA的水溶液中；其中，HA水溶液的濃度優選為3. 5~4. 5ymol/ml，最佳為4ymol/ml;EDC 的DMSO溶液的濃度優選為95~105μmol/ml，最佳為100μmol/ml;N服的DMSO溶液的濃 度優選為95~105μmol/ml，最佳為100μmol/m。 優選地，步驟二中活化后的HA溶液采用滴加的方式加入步驟一所形成的 G5.NH2-D0TA溶液中，并攬拌使其反應，得到G5.NH2-D0TA-HA溶液，該反應的時間優選為 60~80小時，最優為72小時；優選地，其中HA和G5的摩爾比為18~22:1，最佳為20:1。 優選地，步驟二還包括將得到的G5.NH2-D0TA-HA溶液在超純水中透析，W除去其 中的副產物和雜質，透析袋的截留分子量優選為7000~9000,最優選為8000,透析的時間 優選為40-50小時，最佳為48小時，其中更換超純水4~8次，最佳為6次。 進一步，步驟Ξ采用將FI的DMSO溶液滴加入步驟二獲得的G5.NHz-DOTA-HA溶液 中，并使其在避光的條件下攬拌反應，形成G5.NH2-D0TA-FI-HA溶液，反應時間優選為20~ 28小時，最佳為24小時。優選地，FI與G5的摩爾比為4~6:1，最佳為5:1 ;FI溶解在DMSO 中的濃度優選為4. 5~5. 5ymol/mL，最佳為5ymol/mL。 進一步，步驟四中利用棚氨化鋼還原反應包裹金納米顆粒，具體操作為：將氯金酸 (HAuCIa)水溶液加入步驟Ξ所得的G5.NH2-D0TA-FI-HA溶液中，充分混勻后再加入NaBH4溶 液，室溫下攬拌反應一段時間后得到（Au°)n-G5.NH2-D0TA-FI-HA溶液（其中η為Au與G5的 投料摩爾比值）；其攬拌反應的時間優選為1. 5~3小時，最佳為2小時。 優選地，步驟四中加入的Au與G5的摩爾比為75~125:1，最佳為100:1(得到產 物（Au°)loo-GS.NHz-DOTA-FI-HA);優選地，加入的所述HA11CI4溶液的濃度為25~35mg/ml， 最優為30mg/本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種透明質酸靶向的包裹金納米顆粒的錳基螯合物CT/MR雙模態探針的制備方法，其特征在于所述方法首先分別將螯合試劑DOTA?NHS、靶向分子HA和FI修飾到第五代聚酰胺?胺樹狀大分子表面，然后利用硼氫化鈉還原反應包裹金納米顆粒，最后利用配位化學方法將錳離子螯合到DOTA分子上。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：王小林，王瑞芝，史向陽，羅宇，
申請(專利權)人：復旦大學附屬中山醫院，
類型：發明
國別省市：上海;31