一种肿瘤靶向的放射性纳米颗粒及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种新型纳米颗粒及其制备方法，具体地涉及一种肿瘤靶向的、放射性核素标记的纳米颗粒及其制备方法。
【背景技术】
[0002]近几年来，新型造影剂以迅猛的速度发展，分子显像能无入侵地监测生物代谢。传统的成像技术包括正电子发射计算机断层扫描(简称PET)、计算机断层扫描(简称CT)、核磁共振成像(简称MRI)、光学成像、超声成像等。把两种或更多的成像技术融为一体，是研宄的一个热点。PET与CT的融合是一个应用的范例，PET/CT把CT提供的组织学信息与PET提供的功能代谢信息相结合，达到更好的鉴别和定位效果。但PET/CT也有一些缺陷，相比于CT，MRI有更好的软组织对比度，低放射剂量等。如今，将PET与MRI融合是一个极具应用前景的技术。
[0003]正电子发射计算机断层扫描(简称PET)，是目前临床常用的肿瘤早期诊断的方法。主要是利用肿瘤细胞对糖高代谢的特点，应用18F标记的脱氧葡萄糖(简称[18F]FDG)，进行肿瘤的探测和诊断。目前以PET标准摄取值(英文名称standard uptake value，简称SUV) >2.5作为诊断的阈值。同CT相比，PET诊断的准确性有了较大幅度的提高。PET/CT将代谢和解剖信息相融合，使肿瘤检测的总体准确率有所提高，可以较为准确的评价肺结节。但直径小于Icm的肿瘤，其[18F] FDG摄取明显降低。对于低代谢活性的肿瘤，PET/CT的诊断敏感度仅为50%。而绝大多数早期肺癌表现为磨玻璃状，其病理类型也绝大多数是细支气管肺泡癌(简称BAC)或以BAC为主的腺癌，这类肿瘤在PET上常为假阴性，常被误诊。同时对于一些非肿瘤性病灶，例如:活动性结核、肉芽肿、肺炎及真菌感染等，均可表现为高[18F]FDG摄取，出现假阳性的情况。同时，PET成像空间分辨率低，缺乏形态学的三维空间结构信息，难以界定肿瘤的边界。
[0004]磁共振成像(简称MRI)是结构学成像的常用方法。其原理是当人体置于磁场中氢质子被磁化，当以特定频率的射频脉冲激发，质子共振，其纵向磁化矢量、横向磁化矢量发生改变。射频脉冲结束后，纵向磁化矢量和横向磁化矢量在恢复到原来排列方向时，磁化矢量切割感应线圈，产生与吸收的射频脉冲相关的信号，即MRI信号。MRI信号由空间编码器收集后对样品中该原子的分布进行成像。铁氧化物纳米颗粒能够改变其周围氢质子的弛豫过程，从而达到造影的效果。但磁共振成像灵敏度相对较低(ymol/mL)。PET/MRI融合既可实现高灵敏诊断，又能清晰定位解剖学结构，是未来医学影像发展的趋势。
[0005]在恶性肿瘤中，肺癌是目前发病率和死亡率最高的。将PET/MRI融合技术应用于肺癌的早期诊断，具有很大的前景，为此需要构建可以实现PET/MRI造影、并靶向肺癌组织的纳米探针。
【发明内容】
[0006]为了解决目前肺癌早期诊断特异性不足的问题，实现可同时用于PET/MRI造影，本发明提供一种肺癌靶向的放射性纳米颗粒，包括载体、表面修饰分子、肿瘤靶向分子和放射性核素，其特征在于:
[0007]所述载体是铁氧化物纳米颗粒，所述铁氧化物纳米颗粒直径< 10纳米；
[0008]所述表面修饰分子是聚丙烯酸(简称PAA)和炔基胺类化合物，所述聚丙烯酸分子量为1000-5000Da，所述炔基胺类化合物化学式为NH2-(CH2)n-C =(:，其中11 = 1?9，；
[0009]所述肿瘤靶向分子有两种，分别是含有精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸-苯丙氨酸-赖氨酸-叠氮烷酸序列的环肽和含有酪氨酸-组氨酸-色氨酸-酪氨酸-甘氨酸-酪氨酸-苏氨酸-脯氨酸-谷氨酰胺-天冬酰胺-缬氨酸-异亮氨酸-赖氨酸-叠氮乙酸的小肽；
[0010]所述放射性核素为氟-18。
[0011]进一步地，所述肺癌靶向的放射性纳米颗粒，其特征在于，所述含有精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸-苯丙氨酸-赖氨酸-叠氮烷酸序列的环肽的化学式是c (RGDfK) - (CH2) m-N3，其中m = 2?9 ;所述含有酪氨酸-组氨酸-色氨酸-酪氨酸-甘氨酸-酪氨酸-苏氨酸-脯氨酸-谷氨酰胺-天冬酰胺-缬氨酸-异亮氨酸-赖氨酸-叠氮乙酸的小肽的化学式是Y-H-W-Y-G-Y-T-P-Q-N-V-1-K-(CH2)j-N3，其中j = 2?9。所述铁氧化物纳米颗粒直径小于10纳米，且呈球形。
[0012]进一步地，所述肺癌革El向的放射性纳米颗粒，其特征在于，所述铁氧化物纳米颗粒是氧化铁纳米颗粒、氧化亚铁纳米颗粒、二氧化铁纳米颗粒、三氧化铁纳米颗粒或者四氧化三铁纳米颗粒，或者以上五种任意组合的混合物。
[0013]另外，本发明还提供一种所述肺癌靶向的放射性纳米颗粒的制备方法，其特征在于，包括以下步骤:
[0014]I)载体制备
[0015]铁氧化物纳米颗粒制备方法为，用二缩三乙二醇、聚丙烯酸、乙酰丙酮铁在287 V下反应制得铁氧化物纳米颗粒，所述聚丙稀酸的分子量为1000?5000Da ；
[0016]2)载体炔基化
[0017]将炔基胺类化合物、EDC和sulfo-NHS加入含有步骤I)制得的铁氧化物纳米颗粒的水溶液中，进行缩合反应，然后通过超滤得到炔基胺类化合物修饰的铁氧化物纳米颗粒，所述炔基胺类化合物的化学式是NH2-(CH2)n-N3，其中η = I?9 ;
[0018]3)多狀偶联
[0019]将步骤2)制得的炔基胺类化合物修饰的铁氧化物纳米颗粒与肿瘤靶向分子c (RGDfK) - (CH2) m-N#P Y-H-W-Y-G-Y-T-P-Q-N-V-1-K- (CH 2)」_N3进行偶联，得到炔基胺类化合物修饰，c (RGDfK) - (CH2)^-乂和 Y-H-W-Y-G-Y-T-P-Q-N-V-1-K- (CH 2)」_乂偶联的铁氧化物纳米颗粒，其中m = 2?9，j = 2?9;
[0020]4)放射性核素标记前体合成
[0021]将含有18F的反应液与2-叠氮乙基对苯磺酸酯的乙腈溶液混合，密闭反应，蒸馏获得[18F]-FEA乙腈溶液；
[0022]5) 18F核素标记
[0023]将步骤4)获得的[18F]-FEA乙腈溶液与步骤3)获得的炔基胺类化合物修饰，c (RGDfK) - (CH2) ,乂和 Y-H-W-Y-G-Y-T-P-Q-N-V-1-K- (CH2)」_N3偶联的铁氧化物纳米颗粒通过点击化学实现核素标记，得到18F标记，炔基胺类化合物修饰，c (RGDfK) - (CH2) m-N#P Y-H-W-Y-G-Y-T-P-Q-N-V-1-K-(CH2) ^N3偶联的铁氧化物纳米颗粒，即所述的肺癌靶向的放射性纳米颗粒。
[0024]进一步地，所述制备方法，其特征在于:所述步骤2)反应体系中的所述的炔基胺类化合物1-(3- 二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(简称EDC)、N-羟基磺化琥珀酰亚胺(简称sulfo-NHS)和所述步骤I)制得的铁氧化物纳米颗粒的质量比是4:8:12:2。更具体的是反应时间为2小时，反应体系中所述步骤I)制得的铁氧化物纳米颗粒的浓度为
2.86mg/ml。
[0025]进一步地，所述制备方法，其特征在于:所述步骤3)的偶联反应中还加入了 CuSO4溶液和维生素C钠(简称NaVc)溶液，与所述步骤2)制得的炔基胺类化合物修饰的铁氧化物纳米颗粒、c (RGDfK) - (CH2) ^-乂和 Y-H-W-Y-G-Y-T-P-Q-N-V-1-K- (CH2)」_乂混合、磁搅拌反应，超滤后得到所述炔基胺类化合物修饰，c (RGDfK) - (CH2)m-N#P Y-H-W-Y-G-Y-T-P-Q-N-V-1-K-(CH2)」-Ν3偶联的铁氧化物纳米颗粒，其中m = 2?9，j = 2?9。
[0026]进一步地，所述制备方法，其特征在于:所述步骤3)中的所述磁搅拌反应温度是500C，反应时间为0.5小时；所述步骤3)中所述CuSO4溶液中CuSO 4浓度为20?40mmol/ml, NaVc溶液中NaVc的浓度为60?120mmol/ml，混合反应体系中所述CuSO4、所述NaVc、所述步骤2)制得的炔基胺类化合物修饰的铁氧化物纳米颗粒、所述c (RGDfK) - (CH2) m-NjP所述 Y-H-W-Y-G-Y-T-P-Q-N-V-1-K-(CH2)」-Ν3的质量比是 1:2:16:1:1。优选地，所述步骤 3)中所述CuSO4S液中CuSO 4浓度为40mmol/ml，NaVc溶液中NaVc的浓度为120mmol/ml。
[0027]进一步地，所述制备方法，其特征在于:所述步骤4)中所述[18F]-FEA乙腈溶液的具体制备方法为将2-叠氮乙基对苯磺酸酯置于真空干燥箱中干燥5h除水，用无水乙腈溶解，在无水环境下，与含有18F的反应液混合，95°C密闭反应2min后，将所得反应液在95°C用氮气流辅助蒸馏lOmin，冰水浴搜集蒸馏液，得到所述[18F]-FEA乙腈溶液。
[0028]进一步地，所述制备方法，其特征在于:所述步骤5)的偶联反应中还加入了 CuSO4溶液和NaVc溶液，与所述步骤3)制得的炔基胺类化合物修饰，c (RGDfK) - (CH2) m_N#PY-H-W-Y-G-Y-T-P-Q-N-V-1-K-(CH2^-N3偶联的铁氧化物纳米颗粒，以及所述步骤4)制得的[18F]-FEA乙腈溶液混合，磁搅拌反应，超滤后得到18F标记，炔基胺类化合物修饰，c (RGDf