一种透明质酸修饰的超顺磁性氧化铁/金复合纳米探针的制备方法_3

文档序号:8230303阅读:来源:国知局
备的Fe3O4Au-PEI (a)和Fe3O4Au-HA (b)的热重分析图;
[0055] 图3是本发明制备的Fe3O4Au-HA的透射电镜图片;其中插图为高分辨透射电镜图 片;
[0056] 图4是本发明制备的Fe3O4Au-HA纳米探针的T 2弛豫时间倒数与铁浓度的线性关 系图;
[0057] 图5是本发明制备的Fe3O4Au-HA纳米探针的CT值与金浓度的线性关系图;
[0058] 图6是新鲜人红细胞(HRBCs)与本发明制备的Fe3O4Au-HA纳米探针混合2小时 后,测定的UV-Vis光谱,PBS和水分别作为阴性和阳性对照(右下插图是人红细胞处理2h 离心后的图片,右上插图是放大的UV-Vis光谱);
[0059] 图7是MTT法测试的HeLa细胞经过PBS缓冲液(对照)和本发明制备的Fe3O 4/ Au-HA纳米探针(铁的浓度范围在0· 2-2. OmM)处理24小时后的细胞活力;
[0060] 图8是⑶44受体低表达(被HA阻断)和⑶44受体高表达(未被HA阻断)的 HeLa细胞与经过PBS缓冲液(对照)和本发明制备的Fe3O4Au-HA纳米探针的PBS溶液 (铁的浓度为〇. 2、0. 4和0. 6mM)共培养4小时后,细胞中铁的吞噬量;
[0061] 图9是CD44受体低表达(a-d)和CD44受体高表达(e-h)的HeLa细胞与经过PBS 缓冲液(对照)和本发明制备的Fe3O4Au-HA纳米探针的PBS溶液(铁的浓度为0· 2、0· 4 和0. 6mM)共培养4小时后,细胞中铁的普鲁士蓝染色结果;
[0062] 图10是⑶44受体低表达(al)和⑶44受体高表达(a2)的HeLa细胞分别与本发 明制备的Fe 3O4Au-HA纳米探针(铁浓度范围在0. 1-0. 6mM)共培养6小时后的细胞T2MR成 像图片(a)和相应的MR信号值变化(b);
[0063] 图11是⑶44受体低表达(al)和⑶44受体高表达(a2)的HeLa细胞分别与本发 明制备的Fe 3O4Au-HA纳米探针(金浓度范围在0. 125-1. OmM)共培养6小时后的细胞CT 成像图片(a)和相应的CT值变化(b);
[0064] 图12是三组裸鼠尾静脉注射本发明制备的本发明制备的Fe3O4Au-HA纳米探针的 PBS溶液(Fe :215. 29mM,0. ImL)后不同时间点裸鼠肿瘤的T2MR成像图片(a)和相应的MR 信号值变化(b);
[0065] 图13是三组裸鼠尾静脉注射本发明制备的本发明制备的Fe3O4Au-HA纳米探针的 PBS溶液(Au :50mM,0. ImL)后不同时间点裸鼠肿瘤的CT成像图片(a)和相应的CT值变化 (b) 〇
【具体实施方式】
[0066] 下面结合具体实施例,进一步阐述本发明。应理解,这些实施例仅用于说明本发明 而不用于限制本发明的范围。此外应理解,在阅读了本发明讲授的内容之后,本领域技术人 员可以对本发明作各种改动或修改,这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定 的范围。
[0067] 实施例1
[0068] 将 5. 4mL HAuCl4 · 4H20 溶液(30mg/mL)加入到 50mL PEI (IOOmg)水溶液中,搅拌 30分钟;然后,向混合液中加入冰浴处理的0. 9mL NaBH4 (45. 4mg)溶液(乙醇/超纯水,v/ V = 1:2),继续冰浴搅拌l-2h ;反应结束后,用截留分子量14000的透析袋透析三天(9次, 2L/次),冷冻干燥,得到Au-PEI纳米颗粒粉末,储存于-20°C备用。
[0069] 将上述制备的Au-PEI粉末溶解于IOmL水中,再加入到IOmL FeCl2 ·4Η20(0· 089g) 和FeCl3 · 6H20(0. 157g)混合的水溶液中,50°C下加热搅拌3-5分钟,使其充分溶解;接 着,向混合溶液中逐滴加入加入5mL NaOH(I. Og)水溶液,80°C下搅拌30分钟;室温下反应 l-2h ;反应结束后,将产物磁分离洗涤纯化,即得PEI修饰的Fe3O4Au纳米颗粒,储存于4°C 备用;取3mL纳米颗粒溶液,真空冷冻干燥用于X射线衍射(XRD)检测和热重分析(TGA)。 XRD结果显示了 Fe3O4Au复合纳米颗粒的晶体结构为四氧化三铁和金纳米颗粒的复合产物 (见附图I) JGA结果显示PEI上载量为约为5. 25% (见附图2)。
[0070] 实施例2
[0071 ] 将实施例1中的IOmL Fe3O4Au-PEI (25mg)水溶液磁分离,分散到IOmL DMSO溶液 中;接着将HA(Mw = 5808,9mg)溶于5mL70°C的水中,向其中加入5mL含有EDC(2·98mg) 和NHS (I. 79mg)的DMSO溶液,搅拌活化2?4h ;再将活化的HA加入到上述Fe3O4Au-PEI 的DMSO溶液中,搅拌反应2?4天,磁分离洗涤并分散于水中,得到Fe 3O4Au-HA复合纳米 探针。取3mL纳米颗粒溶液,真空冷冻干燥用于热重分析。TGA结果显示HA上载量为约为 2.81% (见附图2)。
[0072] 实施例3
[0073] 取本发明制备的Fe3O4Au-PEI (实施例1)和Fe3O4Au-HA (实施例2)的悬浮液 100 y L,用超纯水分别配制成I. 5mL的水溶液用于测表面电势和水动力直径(见附表1)。 电势结果显示HA修饰前后纳米颗粒的表面电势分别是+36. ImV和-19. 6mV,而其分散于水 中的水动力粒径分别是339. 3nm和342. 2nm。
[0074] 取本发明制备的Fe3O4Au-HA复合纳米探针(实施例2)水溶液各5 μ L,然后用超 纯水分别配制成100 μ L的纳米颗粒悬浮液。并取5 μ L纳米颗粒悬浮液滴在铜网表面,在 空气中晾干后用于TEM测试(见附图3)。TEM测试结果显示复合纳米颗粒中四氧化三铁纳 米颗粒的形貌均是球形或准球形,粒径约为9. 69nm,外围被一层大分子壳层包围;金纳米 颗粒不均匀地分布在四氧化三铁的外围,说明合成的复合纳米探针是以四氧化三铁为核、 金纳米颗粒为壳的核壳结构。
[0075] 实施例4
[0076] 将本发明制备的Fe3O4Au-HA复合纳米探针(实施例2)水溶液通过ICP-OES测试 法测定Fe和Au元素的浓度,接着在EP管中用超纯水配制Fe浓度依次为0. 0025、0. 005、 0. 01、0. 02和0. 04mM的水溶液2mL,通过磁共振成像仪测定材料在不同的Fe浓度下的1~2弛 豫效应(见附图4)。弛豫率测试结果表明复合纳米探针的弛豫时间倒数随着Fe浓度的增 加(在0.0025-0. 04mM浓度范围内)具有很好的线性关系。并且通过计算可得本发明制备 的Fe3O4Au-HA复合纳米探针的r 2弛豫率高达264. 16ΠΛΓ1 s'因此,本发明所制备的纳米 探针有潜力作为MR成像的优良1~2信号衰减造影剂。接着,在EP管中用超纯水配制Au浓度 依次为2、4、8和16mM的水溶液2mL,通过临床CT成像测定材料在不同的Au浓度下的X射 线衰减性能(见附图5)。CT测试结果表明复合纳米探针的CT值随着Au浓度的增加(在 2-16mM浓度范围内)具有很好的线性关系。因此,本发明所制备的纳米探针有潜力用作MR/ CT双模态成像造影剂。
[0077] 实施例5
[0078] 通过溶血实验评价本发明制备的Fe3O4Au-HA纳米探针(实施例2)的血液相容 性,以确保制备的纳米探针能安全地应用于生物体内进行成像诊断。称取冻干的Fe 3O4/ Au-HA纳米探针lmg,分散于PBS中配置浓度为50、100、200和400 μ g/mL的纳米颗粒悬浮 液。取适量的人新鲜血液,首先(2000rpm/min,5min)去上清液,然后再将血红细胞用PBS 洗涤5次,收集健康的红细胞并用PBS稀释10倍。再将Fe304/Au-HA纳米探针的PBS溶液 (50-400 μ g/mL)与红细胞混合均匀后静置2h,lOOOOrpm/min离心Imin后,拍照并测上清液 的紫外吸光光谱。该过程以PBS作为阴性对照,以超纯水作为阳性对照。如附图6,在一定 的纳米颗粒浓度范围内(50-400 μ g/mL),溶血率很低,即使在浓度高达400 μ g/mL时,溶血 率仅为0. 98%,说明本发明制备的纳米探针具有很好的血液相容性,因此可以安全地用于 体内成像实验的研宄。
[0079] 实施例6
[0080] 以HeLa细胞为模型细胞评价本发明制备的Fe3O4Au-HA复合纳米探针(实施例 2)对细胞活力的影响。用无菌PBS配置不同浓度纳米颗粒的PBS溶液,并用紫外照射过夜 杀菌。将HeLa细胞种植于96孔板,每孔IX 104,培养过夜贴壁。再与本发明制备的Fe3O4/ Au-HA复合纳米探(Fe浓度为0、0. 2、0. 4、0. 8、I. 5和2. OmM)在37°C和5% 0)2下共培养24 小时。然后,向培养板孔中加入20 μ L MTT,继续在37°C下培养4小时,弃去培养液,并加入 200 μ L DMSO,振荡15分钟,在570nm处测量吸光值,并根据此值计算细胞的活力(见附图 7)。与PBS对照组相比,Fe3O 4Au-HA复合纳米探针在Fe的实验浓度为0到2. OmM范围内 对HeLa细胞存活率的影响没有显著性差异,细胞存活率均在80%以上。这充分说明本发明 合成的Fe 3O4Au-HA复合纳米探针具有良好的生物相容性,可以应用到生物体内MR/CT双模 态成像检测。
[0081] 实施例7
[0082] 通过ICP-OES检测HeLa细胞经过不同浓度的本发明制备的Fe3O 4Au-HA复合纳米 探针(实施例2)处理后的吞噬情况(见附图8),以此评估HeLa细胞对材料的吞噬量,并评 价HA修饰的Fe 3O4Au的靶向性效果。将2X IO5个HeLa细胞种植于12孔细胞培养板中, 在37°C和5 % CO2下培养过夜,使细胞贴壁,然后弃去培养基,一组HeLa细胞用含有HA (2mM) 的DMEM培养基培养,用来阻断⑶44受体(CD44受体低表达的HeLa细胞),另一组细胞不 作任何处理,仅换成新鲜的DMEM培养基(CD44受体高表达的HeLa细胞)。2h后,再用含 Fe3O4Au-HA复合纳米探针的DMEM培养液(Fe浓度为0. 2、0. 4和0. 6mM)在37°C和5% CO2 下培养4小时。培养结束后用PBS
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