一种掺杂自组装纳米纤维结构及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于生物医药材料以及纳米医学领域，具体涉及一种利用肿瘤内源磷酸酶在肿瘤组织特异性形成吲哚菁绿(ICG)掺杂自组装纳米纤维结构，其制备方法及所属纳米材料可用于肿瘤的诊疗一体化。
【背景技术】
[0002]肿瘤热疗已成为一种重要的肿瘤治疗方式，它通过外源刺激物，比如，光、射频、微波、超声以及磁场使癌组织或癌细胞加热死亡，以此达到治疗目的。特别地，光热治疗是现在的研究热点，因其在时间和空间上具有特异选择性，并且侵入力极低。在进行光热治疗时，光热转换剂吸收并转换光能，在肿瘤区域产生达到致死的温度。但是，目前报道的绝大部分光热转换剂的药代动力学以及长期生物安全性很差，因此都不能用于临床。
【发明内容】
[0003]本发明的首要目的在于提供一种利用内源磷酸酶在肿瘤组织特异性形成ICG(I)掺杂自组装纳米纤维结构(5);
[0004]本发明的另外一个目的在于提供了一种肿瘤组织原位形成纳米结构的方法；
[0005]本发明的再一目的是在磷酸酶作用下的碱性磷酸酶响应肽(2)和ICG⑴共自组装形成一种纳米纤维；
[0006]本发明的再一目的是体内自组装的纳米纤维具有非常好的肿瘤特异性；
[0007]本发明的再一目的是提供一种所述的体内自组装的纳米纤维具有荧光成像、光声成像和光热治疗的应用。
[0008]本发明的目的可以通过如下技术方案实现:
[0009]一种纳米纤维，该纳米纤维是由磷酸酶作用的碱性磷酸酶响应肽的产物和菁染料通过共组装而得。
[0010]其中，本发明的菁染料优选为吲哚菁绿，除ICG外，所有菁染料的类似物以及衍生物均适合掺杂到纳米纤维中。
[0011]前述的纳米纤维的用途，其在制备肿瘤诊断试剂中的应用。
[0012]前述的纳米纤维的用途，其在制备肿瘤光热治疗试剂中的应用。
[0013]—种纳米纤维的制备方法，该纳米纤维是由磷酸酶作用的碱性磷酸酶响应肽的产物和ICG通过共组装而得，方法包括如下步骤:
[0014]ICG和NapFFKYp多肽共同溶解在PH 7_8的PBS中，两者的摩尔比范围为1:2-1:100，再加入碱性磷酸酶形成ICG掺杂的纳米纤维，碱性磷酸酶的加入比例范围为0.1-1Uo
[0015]本发明的有益效果:
[0016]1.本发明提供了一种肿瘤组织原位形成纳米结构；吲哚菁绿(ICG)是一种近红外三碳菁染料，ICG由两个亲脂性多环基团组成，由一个聚甲炔链连接，并且在每个多环外侧添加一个磺基，以增强其在水中的稳定性。整个分子呈两亲性，能与血浆蛋白，尤其是白蛋白非特异性结合。尾静脉注射后，ICG分子很快被肝实质细胞吸收，然后随胆汁排泄。然而，其半衰期只有2-4分钟。此外，ICG不能主动靶向肿瘤，其肿瘤蓄积效率特别低。因此，需要一种有效的方式延长循环、提高肿瘤蓄积效率和滞留时间。经过本发明的处理，对比其他的纳米载体，本发明这种超分子系统能有效地避免富含网状内皮系统器官的摄取，从而具有较高的肿瘤蓄积效率和较长肿瘤滞留时间。
[0017]2.本发明在体内自组装的纳米纤维具有非常好的肿瘤特异性；
[0018]3.本发明中体内自组装的纳米纤维具有荧光成像和光声成像的应用；
[0019]4.本发明中自组装的纳米纤维具有很好的光热治疗效果。
[0020]5.本发明提供的肿瘤原位形成纳米结构可以用于肿瘤的药物递送、在体诊断和检测、治疗以及疗效评估等。
【附图说明】
[0021]图1酶诱导超分子自组装原理图
[0022]图2 ICG (1，a)和碱性磷酸酶响应肽NapFFKYp (2，b)的结构式
[0023]图3 ICG掺杂自组装纳米纤维的透射电镜照片
[0024]图4 ICG掺杂自组装纳米纤维的原子力显微镜照片
[0025]图5荧光成像监测活体肿瘤原位形成自组装纳米纤维5。HeLa肿瘤小鼠分组尾静脉注射1+2(1, 10mg/kg ；2, 100mg/kg)或1(1，10mg/kg)后，不同时间点近红外焚光成像图片，以及24小时后收集离体肿瘤组织和主要脏器的荧光成像图片。
[0026]图6光声成像监测活体肿瘤原位形成自组装纳米纤维5。HeLa肿瘤小鼠分组尾静脉注射1+2(1，10mg/kg ；2, 100mg/kg)或I (1，10mg/kg)后，不同时间点肿瘤区域代表性二维和三维光声成像图片(4和24小时)。
[0027]图7肿瘤组织原位形成ICG掺杂自组装纳米纤维的光热治疗作用。HeLa荷瘤小鼠光热治疗后肿瘤生长曲线。
【具体实施方式】
[0028]以下通过具体的实施例可使本发明得到更清楚地说明:
[0029]1.纳米纤维的制备:
[0030]ICG (10 μ g/mL)和 NapFFKYp 多肽(500 μ g/mL)共同溶解在 PBS (PH 7-8，ImL)中。加入I个单位的碱性磷酸酶形成ICG掺杂的纳米纤维。同样的方法制作没有ICG的纳米纤维作为对照。
[0031]2.在细胞层面的研究
[0032]I)培养细胞:人源性宫颈癌细胞HeLa细胞系和鼠源性乳腺癌细胞4T1来源于American Type Culture Collect1n (ATCC),并在 37°C 5% CO2的培养箱中培养。
[0033]2)细胞内形成纳米纤维:为了研究细胞内形成纳米纤维结构，将HeLa细胞5000个/孔接种在96孔板中培养24小时，然后加入不同的样品孵育:1号样品10 μ g/mL ;2号样品500 μ g/mL ；I号样品10 μ g/mL+2号样品500 μ g/mL ；I号样品10 μ g/mL+2号样品500 μg/mL+5μmol/L CinnGEL 2Me.
[0034]3)细胞毒性实验:使用细胞计数CCK-8试剂盒测定肿瘤细胞的存活率以确认5号样品的细胞毒性。对照组不做任何处理，所有的实验组都用对照组均一化处理进行比较。将HeLa细胞5000个/孔接种在96孔板中培养24小时，然后加入不同的样品孵育24小时，其中I号样品10 μ g/mL, 2号样品10-500 μ g/mL。标准的CCk_8实验评估细胞