一种基于偏振效应的等离子手性纳米金二聚体的制备方法及其应用
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种基于偏振效应的等离子手性纳米金二聚体的制备方法及其应用，属于材料化学技术领域。
【背景技术】
[0002]癌症是威胁人类健康的重大疾病之一。目前治疗癌症的临床手段主要是化学治疗和手术治疗，这些治疗手段不仅对靶细胞的治疗效果十分有限，同时也会对其他正常的组织造成严重的损害。以纳米材料为主的新兴治疗手段以其独特的物理化学性质，在癌症的成像和光治疗上有着巨大的应用潜力。光动力治疗就是其中一种利用光动力效应对病患部位进行治疗的新技术。其机理是光敏剂与靶向组织和细胞产生反应，经特定波长的光照射之后发生作用，导致靶细胞坏死。
[0003]光波电矢量振动的空间分布对于光的传播方向失去对称性的现象叫做光的偏振，一个物质旋转偏振光振动平面的能力称为光学活性，而该物质被称为光学活性物质。手性纳米材料作为这种光学活性材料，对左右旋偏振光的吸收不同，导致其产生不同的圆二色性。当把手性纳米材料作为一种治疗剂，使其在肿瘤区域富集之后，通过选择相应的偏振光对其进行照射，能够产生比普通光更好的治疗效果。同时，由于不同手性纳米材料的圆二色性不同，可以对肿瘤区域进行选择性的治疗。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是克服现有技术的不足之处，提供一种基于偏振效应的等离子手性纳米金二聚体的制备及其生物应用方法。
[0005]本发明的技术方案，一种基于偏振效应的等离子手性纳米金二聚体的制备方法，步骤为:
(1)手性纳米金二聚体的表面修饰:将纳米金二聚体与带有巯基的氨基聚乙二醇NH2-PEG-SH 5000和带有巯基不带氨基的聚乙二醇PEG-SH 5000混匀，12h后得到表面修饰有氨基的纳米金二聚体Au dimer-NH2；
(2)手性纳米金二聚体与光敏分子偶联:将表面修饰有氨基的纳米金二聚体AuClimer-NH2通过碳二亚胺EDC和琥珀酰亚胺NHS与光敏分子原卟啉PpIX反应，得到表面修饰有光敏分子的纳米金二聚体Au dimer-PpIX ；
(3)手性纳米金二聚体与靶向抗体偶联:将步骤(2)得到的纳米金二聚体Audimer-PpIX与细胞表皮生长因子受体抗体Ant1-EGFR结合，得到Ant1-EGFR-Audimer-PpIX。
[0006]具体步骤如下:
(I)手性纳米金二聚体的表面修饰:取50mL 5nM已经组装好的粒径20nm金纳米粒子以8000rpm的速度离心lOmin，并重悬在5mL 0.0lM pH7.4的磷酸盐缓冲液PBS中；按NH2-PEG-SH:PEG-SH:Au为1000:100:1的摩尔浓度比同时向5mL重悬的纳米金二聚体溶胶中加入NH2-PEG-SH和PEG-SH ;室温震荡12h后，8000rpm离心lOmin，去除上清液，沉淀重悬于pH 7.4的PBS溶液中，反复离心重悬3次，得到表面修饰有氨基的纳米金二聚体Audimer-NH2；
(2)手性纳米金二聚体与光敏分子偶联:将步骤(I)得到的表面修饰有氨基的纳米金二聚体Au dimer-NH2 8000rpm离心lOmin，沉淀重悬于pH9.7的碳酸盐缓冲液CBS中d#2mgPpIX溶解于二甲基亚砜DMSO与pH4.7的PBS混合溶液中，DMSO:PBS体积比为1:100。按PpIX: EDC: NHS为1:100:100的摩尔比，将EDC和NHS加入到PpIX溶液中，震荡反应2h之后，8000rpm离心lOmin，沉淀重悬于pH4.7的PBS溶液中；将此溶液按Au:PpIX为1:500的摩尔比滴加至氨基修饰的纳米金二聚体Au dimer-My.#胶中，震荡反应2h，得到Au dimer-PpIX二聚体；
(3)手性纳米金二聚体与革El向抗体偶联:将革El向抗体Ant1-EGFR用CBS稀释成lmg/mL，并按摩尔比为 Au dimer-PpIX: Ant1-EGFR 为 1:100 加入到步骤(2)中的 Au dimer-PpIX 二聚体溶液中，继续震荡反应2h，8000rpm离心lOmin，沉淀重悬于pH7.4的PBS溶液中，反复离心重悬3次，得到Ant1-EGFR -Au dimer-PpIX 二聚体。
[0007]基于偏振效应的等离子手性纳米金二聚体的应用:基于偏振效应的等离子手性纳米金二聚体ant1-EGFR-Au dimer-PpIX与细胞共培养，然后用左右旋不同的偏振光对其进行光照杀死。
[0008]具体为:将基于偏振效应的等离子手性纳米金二聚体Ant1-EGFR-Au dimer-PpIX8000rpm离心lOmin，沉淀重悬于细胞培养液中，使Ant1-EGFR-Au dimer-PpIX的终浓度为5nM ;将细胞接种于6孔培养板中，使每孔中的细胞数量为14个，培养24h后去掉培养液；向每孔中加入重悬于细胞培养液的Ant1-EGFR-Au dimer-PpIX 二聚体各500 μ L，继续培养24h后，将细胞培养液去除，并用pH 7.4的PBS溶液洗涤3遍，最后加入200 μ L新鲜的培养基；分别用532nm的左旋、532nm的右旋和532nm的普通光对不同的培养孔照射30min，用MTT细胞增殖及细胞毒性检测试剂盒对其进行检测。
[0009]基于偏振效应的等离子手性纳米金二聚体的应用:将基于偏振效应的等离子手性纳米金二聚体ant1-EGFR-Au dimer-PpIX通过尾静脉注射到带有异种移植肿瘤的裸鼠体内，然后用左右旋不同的偏振光对其进行光照杀死。
[0010]具体为:将基于偏振效应的等离子手性纳米金二聚体ant1-EGFR-Au dimer-PpIX8000rpm 离心 lOmin，沉淀重悬于 pH 7.4 的 PBS 溶液中，使 ant1-EGFR-Au dimer-PpIX 的终浓度为50nM ;取3只带有异种移植肿瘤的裸鼠，分别注射10 μ L上述ant1-EGFR-Audimer-PpIX 二聚体，分别用532nm的左旋、532nm的右旋和532nm的普通光对裸鼠的肿瘤照射2h，观察并记录肿瘤的大小变化。
[0011]本发明的有益效果:本发明利用手性物质对左右旋不同偏振光的吸收不同，选择等离子纳米金二聚体作为基元，将光敏分子偶联在手性纳米金二聚体的表面。当用不同的偏振光对其进行照射时，由于手性纳米金二聚体对不同的偏振光的吸收差异，导致纳米金二聚体对光敏分子产生活性氧的效率不同，从而获得发挥不同的光动力治疗效果。本发明提供了基于偏振效应的等离子手性纳米金二聚体的制备方法，利用不同的激发光照射，可以为选择性的光动力治疗提供有力的平台，能够在临床医学和生物技术中发挥重要的作用。
【附图说明】
[0012]图1纳米金二聚体在细胞内的生物电镜图。
[0013]图2左右旋光照射后细胞的死亡率。
[0014]图3左右旋光照射后裸鼠的肿瘤变化图。
[0015]图4左右旋光照射后裸鼠的肿瘤体积变化曲线。1、左旋光照射，2、右旋光照射，3、对照组。
【具体实施方式】
[0016]实施例1
所有的玻璃仪器都用王水浸泡24h，并用双蒸水清洗，晾干备用。实验中使用的水均为18.2 ΜΩ 的 Mill1-Q 超纯水。
[0017](I)手性纳米金二聚体的表面修饰:取50mL 5nM已经组装好的金纳米粒子(20nm)以8000rpm的速度离心lOmin，并重悬在5mL 0.0lM pH7.4的磷酸盐缓冲液PBS中。按NH2-PEG-SH:PEG-SH = Au为1000:100:1的摩尔浓度比同时向5mL重悬的纳米金二聚体溶胶中加入NH2-PEG-SH和PEG-SH ;室温震荡12h后，8000rpm离心lOmin，去除上清液，沉淀重悬于pH7.4的PBS溶液中，反复离心重悬3次，得到表面修饰有氨基的纳米金二聚体Audimer-NH2；
(2)手性纳米金二聚体与光敏分子偶联:将步骤(I)得到的表面修饰有氨基的纳米金二聚体Au dimer-NH2 8000rpm离心lOmin，沉淀重悬于pH9.7的碳酸盐缓冲液CBS中d#2mgPpIX溶解于二甲基亚砜DMSO与pH4.7的PBS混合溶液中，DMSO:PB