纳米探针在制备肿瘤靶向光声成像信号药物中的应用的制作方法

本发明涉及一种多功能纳米探针的应用，尤其是涉及一种纳米探针在制备肿瘤靶向光声成像信号药物中的应用。

背景技术：

光声成像是近些年来新兴的一种无损医学成像方法，是根据生物组织对光的吸收分布来反演组织结构的一种成像模式。当一束光照射到生物组织上，生物组织吸收光能量而产生微量的热膨胀，伴随着热膨胀会产生超声波。吸收光能量多少决定了产生的超声波的强度，于是不同组织就会产生不同强度的超声波，根据探测到的信号来源及强度重建组织内光能量吸收分布的影像，可以区分正常组织和病变组织。

光声成像技术检测的是超声信号(克服了纯光学成像技术在成像深度与分辨率上不可兼得的不足)，反映的是光能量吸收的差异(并补充纯超声成像技术在对比度和功能性方面的缺陷)，结合光学和超声这两种成像技术各自的优点，能实现对组织体较大深度的高分辨率、高对比度的功能成像，可针对小动物活体进行心血管疾病(血管生成、心肌炎、血栓、心梗等)、淋巴、肿瘤、神经系统、血液病、新型分子探针、血红蛋白浓度和血氧饱和度测量和功能影像等方面的前沿性研究。在生物医学基础研究和疾病相关的应用研究中不可或缺的工具之一。

中国专利201510898032.2公开了一种具有mri/spect双模态影像肿瘤靶向多功能纳米探针及其制备和应用，纳米探针包括由fe@fe3o4纳米粒子、偶联在fe@fe3o4纳米粒子表层的脂质体dspe-peg-rgd和脂质体dspe-peg组成的mnps-dspe-peg-rgd纳米探针，还可以在mnps-dspe-peg-rgd纳米探针上标记放射性核素i¹²⁵，组成mnps-dspe-peg-rgd-i¹²⁵纳米探针；其通过将dspe-peg-rgd和dspe-peg溶于有机溶剂中，加入fe@fe3o4纳米粒子溶液，混合均匀，得到mnps-dspe-peg-rgd纳米探针，再用氯胺-t法标记i¹²⁵，即得到mnps-dspe-peg-rgd-i¹²⁵纳米探针。制得的纳米探针mnps-dspe-peg-rgd用于人脑胶质瘤mri磁共振成像，mnps-dspe-peg-rgd-i¹²⁵纳米探针用于spect显像。

中国专利201510848102.3公开了一种复合碳纳米点的制备工艺，及其在光声成像领域的运用，其中构成主要组分为碳纳米点这一生物相容性非常好的材料，负载组分为亚甲基蓝，平均粒径为150～300纳米，平均电位为-15～5毫伏。该发明的制备工艺操作安全、快速简便、成本低廉负载，易实现产业化生产，是一种制备复合碳纳米点通用工艺。基于这一复合碳纳米点具有良好的生物相容性和安全性，光声成像灵敏度高，有望在生物医学影像、靶向诊断与治疗、药物筛选与优化、体内标记与示踪等领域得到更广泛的应用，并在个性化医疗等方面具有潜在价值。但考虑到该材料粒径较大，多数材料被正常组织器官截留，不太适宜活体肿瘤靶向成像应用。

技术实现要素：

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种纳米探针在制备肿瘤靶向光声成像信号药物中的应用。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种纳米探针在制备肿瘤靶向光声成像信号药物中的应用，其特征在于，所述的多功能纳米探针为由fe@fe3o4纳米粒子、偶联在fe@fe3o4纳米粒子表层的脂质体dspe-peg-rgd和脂质体dspe-peg组成的mnps-dspe-peg-rgd纳米探针。

该mnps-dspe-peg-rgd纳米探针通过中国专利201510898032.2等公开的方法制备得到。

在应用时，所述的mnps-dspe-peg-rgd纳米探针受激光激发，产生热和/或光声成像信号。

所述的激光的波长为680nm，功率密度为20mj/cm²，激光照射的时间为15min。

所述的mnps-dspe-peg-rgd纳米探针的粒径为12～13nm。

所述的肿瘤靶向光声成像信号药物为生物医学肿瘤诊断造影药物。

所述的造影药物的活性成为mnps-dspe-peg-rgd纳米探针。

所述的mnps-dspe-peg-rgd纳米探针用于溶液光声：将mnps-dspe-peg-rgd纳米探针溶于水中做为造影药物，在光声仪器上测试纳其光声信号。

所述的mnps-dspe-peg-rgd纳米探针用于活体光声：将mnps-dspe-peg-rgd纳米探针作为造影药物直接注射在被实验活体上，进行光声成像。

与现有技术相比，mnps-dspe-peg-rgd纳米探针具有生物相容性好且靶向性强，在水溶液中具有很好的分散性和稳定性，能在同一种分子上进行多种分子影像探针。本发明发掘了mnps-dspe-peg-rgd纳米探针的光声性质，拓展了纳米材料新的活体成像应用。而且其粒径较小，可以作为造影剂直接用于活体成像，具有靶向性强、无毒和具有全波段吸收且在近红外区无特征吸收峰的特点，通过光声影像媒介，以一种零伤害的方式，监测肿瘤病变等优点。

附图说明

图1本发明的纳米探针mnps-dspe-peg在近红外区域，水溶液中的不同波长的光声信号值；

图2本发明的纳米探针mnps-dspe-peg在近红外区域，水溶液中的不同浓度的光声信号值；

图3为本发明的纳米探针mnps-dspe-peg-rgd在u87mg种植的balb/c裸鼠肿瘤位置光声显像图；

图4为本发明的纳米探针mnps-dspe-peg-rgd在u87mg细胞种植的balb/c裸鼠体内的不同时间点光声信号定量分析图；

图5为本发明的纳米探针mnps-dspe-peg-rgd在u87mg细胞种植的balb/c裸鼠体内的光声信号最强6h三视图；

图6为本发明的纳米探针mnps-dspe-peg-rgd在u87mg细胞种植的balb/c裸鼠体内的光声信号最强6h肿瘤不同切面叠加图。

具体实施方式

实施例1

取不同体积的纳米探针mnps-dspe-peg水溶液，在光声仪器上测试纳米探针的溶液效果；所述的mnps-dspe-peg-rgd纳米探针的粒径为12～13nm。光声仪器的激光的波长为600nm，功率密度为20mj/cm²，激光照射的时间为15min。

图1纳米探针mnps-dspe-peg在水溶液中光声信号良好，随着波数的增加，光声信号不断减弱，这与该材料的紫外吸收保持一致；图2表明随着探针材料的浓度的增加，光声信号值不断增强；

实施例2

在注射纳米探针前，u87mg细胞种植的balb/c裸鼠肿瘤处光声成像并记下光声成像的信号值。先在u87mg肿瘤鼠尾静脉注射rgd(2.5mg/kg体重)，30min后再尾静脉注射rgd-peg-mnps(10mg/kg体重)，观察1h、3h、6h、12h、24h、48h时间点肿瘤处光声成像，记下对应时间点肿瘤光声的信号值及图像。rgd为具有肿瘤靶向性的多肽(精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸)。

图3展示了本实施例中纳米分子影像探针mnps-dspe-peg-rgd尾静脉注射在u87mg种植的balb/c裸鼠肿瘤处most显像图，在注射1-48h后我们可以发现在肿瘤处光声成像的信号值无明显变化，结果表明游离rgd封闭纳米粒子mnps-dspe-peg-rgd光声成像效果。

在注射纳米探针前，u87mg细胞种植的balb/c裸鼠肿瘤处光声成像并记下光声成像的信号值。取1mlmnps-dspe-peg-rgd的纳米探针水溶液经超滤离心，分散于0.2ml生理盐水中，尾静脉注射至u87mg细胞种植的balb/c裸鼠中，观察1h、3h、6h、12h、24h、48h时间点肿瘤处光声成像，记下对应时间点肿瘤光声的信号值。

图3示了本实施例中纳米分子影像探针mnps-dspe-peg-rgd尾静脉注射在u87mg种植的balb/c裸鼠肿瘤处most显像图，图4是对实验组及封闭组的定量分析，注射1-6h后我们可以发现在肿瘤处光声成像的信号值在增强，在注射后6h成像图与注射之前的成像图对比，肿瘤处信号明显变亮，光声成像信号值mpi/mpi0值比注射前增加了123％。

图5在不同时间探针材料在肿瘤位置的富集，对比光声信号值较强时，可以从三维坐标明确看到肿瘤处光声信号的强弱；图6是从肿瘤的不同切面定性观测肿瘤处的光声信号渐变情况及激光的穿透深度情况。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。