特异性靶向的磁共振-光学双模成像探针及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种特异性靶向的磁共振‑光学双模成像探针及其制备方法。其中，制备方法包括步骤：制备四氧化三铁纳米粒子；制备脂质体；将四氧化三铁纳米粒子溶于水化脂质体得到脂质体包裹的四氧化三铁纳米粒子即磁性脂质体，加入聚乙二醇溶液修饰后采取共价耦合链接RGD靶点，并被动上载ICG溶液。通过本发明专利技术的方法得到能特异性靶向肝脏肿瘤的同时具有MRI/Optical双模成像能力的纳米探针。

Targeted magnetic resonance imaging mode optical probe and preparation method thereof

The invention provides a targeted magnetic resonance imaging mode optical probe and preparation method thereof. The preparation method comprises the following steps: preparation of Fe3O4 nanoparticles; preparation of liposome; the Fe3O4 nanoparticles of Fe3O4 nanoparticles in water soluble liposome by liposome encapsulated magnetic liposomes, take a total price target coupling link RGD modified polyethylene glycol solution, ICG solution and passive upload. By the method of the invention, a MRI/Optical probe having a dual mode imaging capability capable of specifically targeting a liver tumor is obtained.

【技术实现步骤摘要】
特异性靶向的磁共振-光学双模成像探针及其制备方法
本专利技术属于纳米材料加工应用
，更具体地涉及一种特异性靶向的磁共振-光学双模成像探针及其制备方法。
技术介绍
目前临床上常用的诊断肝癌的影像手段主要有多层螺旋CT(MDCT)、磁共振成像(MRI)、正电子发射计算机断层显像(PET-CT)成像和超声(US)等，它们各有优劣势。PET-CT成本高、普及面窄；US成像深度不足；CT成像较为快捷、相对便宜和无深度限制，但它的软组织分辨率不高且有电离辐射的风险；MRI相对于CT的优势在于它良好的软组织分辨率和无电离辐射，对于微小肿瘤的辨别能力电优于CT。MRI是临床上术前诊断肝癌的较为理想的影像手段，但是它无法术中实时导航手术。荧光成像是近年新兴的成像手段，有可能给肿瘤外科带来突破性进展，它的优点是成本低，方便快捷，敏感性高，能够实时导航外科手术，缺点是组织穿透深度不够。事实上，不论是MRI和CT，还是荧光和PET成像，单一模态都各有优劣，无法全面精准获取肿瘤诊断信息。为了能够同时获取诊治肿瘤的整体与局部影像信息，实现术前与术中诊疗一体化，两种或两种以上成像模态结合即多模成像因其能整合各成像模态的优势正成为科学家们研究的热点，也是未来的发展方向。据文献报道，近年来在探索恶性肿瘤精准诊疗时发现，关键环节是成像靶点的选择和高效特异性分子探针的合成。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种特异性靶向的磁共振-光学双模成像探针及其制备方法，以期至少解决上述现有技术中存在的问题之一。根据本专利技术的一方面，提供一种特异性靶向的磁共振-光学双模成像纳米探针，单位纳米探针包括：脂质体包覆纳米四氧化三铁形成的第一结构；第一结构负载ICG后形成的第二结构；第二结构由聚乙二醇修饰后与RGD靶点链接形成的终态结构。根据本专利技术的另一方面，提供一种特异性靶向的磁共振-光学双模成像纳米探针的制备方法，包括：步骤一：制备羧化的四氧化三铁纳米粒子；步骤二：制备空白脂质体；步骤三：将羧化的四氧化三铁纳米粒子加热至脂质体的相变温度，与空白脂质体混合，得到磁性脂质体溶液；步骤四：利用聚乙二醇溶液修饰磁性脂质体溶液，加入靶点RGD，形成混合溶液；步骤五：在步骤四的混合溶液中加入ICG溶液。进一步的，步骤一中，制备羧化的四氧化三铁纳米粒子包括：在N2保护环境下，利用FeSO4·7H2O和FeCL3·6H2O为原料，采用氧化沉淀法在溶液中合成油酸化的四氧化三铁，采用DMSA取代油酸合成水溶性的羧化四氧化三铁纳米粒子。进一步的，所述FeSO4·7H2O和FeCL3·6H2O的摩尔比为1∶2，氧化沉淀法的温度为120～150℃。进一步的，步骤二中，制备空白脂质体包括：利用胆固醇和卵磷脂为原料，采用真空旋转蒸发的方法，得到布满一容器底部的空白脂质体。进一步的，所述真空旋转蒸发的旋转速度为40～60转/分钟、蒸发温度40～60℃。进一步的，步骤三和步骤四之间还具有中间步骤：将磁性脂质体溶液经脂质体挤压器挤压后，利用光谱分析法测量磁性脂质体内四氧化三铁的浓度，离心浓缩后要求设定浓度以上。进一步的，步骤四具体包括：利用聚乙二醇DSPE-PEG-NH2溶液修饰磁性脂质体溶液中，加入靶点RGD，利用RGD与NH2之间的共价耦合作用将其紧密连接。进一步的，步骤五中，所述聚乙二醇溶液的用量为每mg磁性脂质体纳米粒子加入1mL聚乙二醇溶液中。进一步的，，步骤五具体包括：在步骤四的混合溶液中加入ICG溶液0.5-3mg/mL，被动吸附后，旋转离心，除去游离的ICG分子。通过上述技术方案，本专利技术的成像探针及其制备方法至少具有下述有益效果之一：1、本专利技术所涉及的制备方法简便容易操作，纳米粒子具有粒径小，稳定性好，生物相容性好，单分散性良好等优点；2、本专利技术所制备的双模成像纳米粒子具有稳定的磁性和荧光特性、具有良好的主动靶向性；3、本专利技术所用原材料ICG是经美国FDA(食品药品监督管理局)官方认证可直接适用于人体的近红外染料。SPIO经美国FDA官方认证已作为T2(加权成像)造影剂应用于临床实践。Liposome合成的原料主要为卵磷脂和胆固醇，生物相容性好。RGD是一种生物多肽，原料安全系数高；在探针合成过程中，无有毒、腐蚀性制剂的添加；综上所述，新合成的特异性靶向的MRI-光学双模探针SPIO@Liposome-ICG-RGD具有良好的生物相容性和广阔的临床转化前景；4.影像诊断是临床上辅助肿瘤患者手术治疗的最重要的手段，本专利技术特异性靶向的MRI-光学双模成像探针具有双重应用功能。。附图说明图1为根据本专利技术的具体实施方式的一种磁共振-光学双模成像探针的制备方法流程图；图2A-2C为实施例2靶向肝脏肿瘤的一种磁共振-光学双模成像探针(SPIO@Liposome-ICG-RGD)在裸鼠体内的荧光信号检测图的患有皮下肝癌裸鼠图、双模成像纳米探针的近红外荧光信号峰与裸鼠本身的背景信号峰分离图、以及以及探针注入后成像图；图3A-3C分别为实施例2的无靶向功能的磁共振-光学双模成像纳米探针(SPIO@Liposome-ICG)制剂在裸鼠体内的荧光信号检测图中的患有皮下肝癌裸鼠图、双模成像纳米探针的近红外荧光信号峰与裸鼠本身的背景信号峰分离图、以及探针注入后成像图；图4A-4D分别为实施例3的靶向肿瘤的SPIO@Liposome-ICG-RGD纳米探针结合1T的小动物核磁共振和近红外荧光手术导航仪，术者在为皮下肝癌裸鼠完成荧光导航手术的探针注入前的MRI成像图、探针注入后的MRI成像图、探针荧光导航发现微小病灶残留图、和荧光导航下根治手术图。具体实施方式本专利技术实施例的一方面提供一种特异性靶向的磁共振-光学双模成像纳米探针，其中单位纳米探针包括：脂质体包覆纳米四氧化三铁形成的第一结构(参见图1中A所示)；第一结构负载ICG(吲哚菁绿，IndocyanineGreen)后形成的第二结构。(参见图1中B所示)；第二结构由聚乙二醇修饰后与RGD靶点链接形成的终态结构(参见图1中C所示)。第一结构中包含有脂质体和纳米四氧化三铁，其中，超顺磁性的纳米氧化铁(SPIO)因其高灵敏性核磁信号，无毒性及良好的生物相容性在MRI的T2成像中得到了良好的应用。脂质体Liposome合成的原料主要为卵磷脂和胆固醇，生物相容性好。第一结构负载ICG后形成的第二结构。ICG是经美国FDA认证的可直接用于人体的近红外荧光染料，激发波长805nm，发射835nm，能够很好的排除自身荧光的干扰，常被用来荧光成像，且ICG与脂质体(liposome)结合后荧光量子产率增加。第二结构由聚乙二醇修饰后与RGD靶点链接形成的终态结构。由于整合素αvβ3受体在正常肝细胞中阴性表达，在Hep-G2肝癌细胞中是高表达。环状RGD多肽是一种含有精氨酸、甘氨酸和天冬氨酸序列的小肽，可以特异性识别整合素αvβ3受体。所以，该实施例提供的特异性靶向的磁共振-光学双模探针SPIO@Liposome-ICG-RGD具有良好的生物相容性和显影性。本专利技术实施例的另一方面还提供一种特异性靶向的磁共振-光学双模成像纳米探针的制备方法，包括：步骤一：制备羧化的四氧化三铁纳米粒子；步骤二：制备空白脂质体；步骤三：将羧化的四氧化三铁纳米粒子加热至脂质体的相变温本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种特异性靶向的磁共振‑光学双模成像纳米探针，其特征在于，单位纳米探针包括：脂质体包覆纳米四氧化三铁形成的第一结构；第一结构负载ICG后形成的第二结构；第二结构由聚乙二醇修饰后与RGD靶点链接形成的终态结构。

【技术特征摘要】
1.一种特异性靶向的磁共振-光学双模成像纳米探针，其特征在于，单位纳米探针包括：脂质体包覆纳米四氧化三铁形成的第一结构；第一结构负载ICG后形成的第二结构；第二结构由聚乙二醇修饰后与RGD靶点链接形成的终态结构。2.一种特异性靶向的磁共振-光学双模成像纳米探针的制备方法，其特征在于，包括：步骤一：制备羧化的四氧化三铁纳米粒子；步骤二：制备空白脂质体；步骤三：将羧化的四氧化三铁纳米粒子加热至脂质体的相变温度，与空白脂质体混合，得到磁性脂质体溶液；步骤四：利用聚乙二醇溶液修饰磁性脂质体溶液，加入靶点RGD，形成混合溶液；步骤五：在步骤四的混合溶液中加入ICG溶液。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于步骤一中，制备羧化的四氧化三铁纳米粒子包括：在N2保护环境下，利用FeSO4·7H2O和FeCL3·6H2O为原料，采用氧化沉淀法在溶液中合成油酸化的四氧化三铁，采用DMSA取代油酸合成水溶性的羧化四氧化三铁纳米粒子。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述FeSO4·7H2O和FeCL3·6H2O的摩尔比为1∶2，氧化沉淀法的温度为120～...

【专利技术属性】
技术研发人员：田捷，陈青山，尚文婷，
申请(专利权)人：中国科学院自动化研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11