一种花菁类光敏剂核酸纳米聚集体的制备及应用制造技术

本发明专利技术涉及生物医药材料领域，公开了一种花菁类光敏剂核酸纳米聚集体的制备方法及应用。本发明专利技术提出的花菁类光敏剂核酸纳米聚集体以核酸纳米材料DNA四面体(Td)为载体，通过静电吸附完成花菁类光敏剂IR780同Td的自组装，得到IR780负载的核酸纳米聚集体。该方法得到的花菁类光敏剂核酸纳米聚集体制备方法简单、快速，可大量制备，同时具有水溶性好，生物相容性好及光热效率高等优势，有效提高了其在血液循环中的稳定性，降低了毒副作用，最终提高了其成像和抗肿瘤效果。在成像指导的肿瘤治疗中具有很高的研究价值，具有很好的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种花菁类光敏剂核酸纳米聚集体的制备及应用
本专利技术属于生物医药材料
，特别涉及一种花菁类光敏剂核酸纳米聚集体的制备及应用。
技术介绍
癌症是一个严重的全球健康问题，其严重影响人类的健康和寿命。由于传统药物配方的治疗效果较差，大多数癌症患者常规采用手术治疗，同时辅以放疗、化疗等，患者创伤面积大，且毒副作用高。因此仍需探索更有效的方法来提高恶性肿瘤的治愈率。光热治疗因其对较低的毒副作用近年来被广泛研究，其主要通过光敏剂在肿瘤部位积聚后，在特定波长激光照射下，将光能转化为热能，从而杀伤周围的肿瘤细胞。所以，良好的肿瘤光疗制剂应具备良好的肿瘤靶向和滞留能力，同时应在近红外区有强的吸收。以IR780为代表的近红外染料(Near-infrareddye，NIRdye)，是一类波长范围在700～1000nm的小分子荧光探针，因被广泛用于光学成像，因其在吸收近红外光后可产生热量和活性氧(ROS)，因而在光疗方面具有潜力。但是其自身在应用方面却存在很多缺陷，如亲水性差，在水溶液中易聚集产生聚集诱导荧光淬灭(ACQ)效应，同时其自身毒性也较大，因而限制了其在进一步应用。近年来陆续有研究将其修饰在金属载体上或脂质体上制备纳米粒，但是其材料本身的毒性或稳定性不容忽视，因此难以达到增强疗效并降低其毒副作用的效果，限制了其临床转化。DNA四面体，是一种带负电的通过精确的碱基互补配对形成的DNA立体结构，其制备过程简单，同时其生物相容性好、具有可生物降解性等优点，因此，现已广泛用作药物载体，在今后的临床应用上具有很大潜力。但是其自身粒度较小，无主动的肿瘤靶向性，也无法实现肿瘤滞留效应，同时据现研究数据显示其大多通过共价修饰进行药物负载，负载效率低，难以达到临床的治疗剂量。
技术实现思路
为更好地解决上述问题，本专利技术提供了一种花菁类光敏剂核酸纳米聚集体。其中，IR780的结构如下式(I)所示：再者，本专利技术还提供了一种花菁类光敏剂核酸纳米聚集体的制备方法以及应用。再者，本专利技术提供了上述花菁类光敏剂核酸纳米聚集体在肿瘤的诊断和治疗当中的应用。第一点，本专利技术是通过以下技术方案从而实现的：一种花菁类光敏剂核酸纳米聚集体的制备方法，共包含如下的制备步骤：(1).通过四条DNA单链的合成，将所得粉末用超纯水溶解，计算并测量DNA浓度，于4℃条件下保存备用；(2).DNA四面体的制备：将步骤(1)中四条DNA单链等比例加入TMbuffer中，置于PCR仪内，迅速加热至95℃，后逐渐冷却至4℃，得DNA四面体纳米颗粒。(3).DNA四面体负载IR780纳米粒的制备：将IR780小分子与步骤(2)中所得DNA四面体在室温下避光共孵育12-48h，充分吸附后离心纯化，去除多余的IR780，于-20℃条件下保存备用。优选地，步骤(1)中的DNA单链的浓度为1～100μM。优选地，步骤(2)中所述的TMbuffer为pH＝8.0的10mMTris-HCl，50mMMgCl2。优选地，步骤(3)中的孵育温度是4～30℃；所述孵育时间是12-48h。优选地，步骤(3)中孵育条件为避光。优选地，步骤(3)中包括把IR780换成其他任何疏水性带正电的化合物制备的纳米粒。优选地，步骤(3)中的IR780浓度为0.01～1mM。优选地，步骤(3)中的DNA四面体和IR780比例为1：(1～1000)。其中，IR780可替换为其他花菁类光敏剂小分子化合物，Td可替换为其他核酸纳米材料，其制备过程类似，从而得到任意一种花菁类光敏剂核酸纳米聚集体。第二点，本专利技术提供了一种花菁类光敏剂核酸纳米聚集体，具体通过IR780和DNA四面体通过非共价吸附而形成，制备方法简单，条件温和，便于量产从而临床应用。优选地，其DNA四面体和IR780比例为1：(1～1000)。优选地，其纳米粒为不规则球型，粒径大小为50～300nm。该纳米粒度下的纳米粒具有肿瘤滞留效应，是作为肿瘤治疗和临床诊断的优秀材料，具备很好的应用前景。第三点，本专利技术提供了一种花菁类光敏剂核酸纳米聚集体在肿瘤治疗和诊断方面的应用。优选地，这些肿瘤包括人非小细胞肺癌、人宫颈癌、人胃癌、黑色素瘤、人成骨肉瘤、乳腺癌或脑胶质瘤等。优选地，纳米粒的给药方式包括口服、注射、植入、外用、喷雾、吸入或它们的组合。第四点，本专利技术提供了一种花菁类光敏剂核酸纳米聚集体，其有以下优点或提升：(1)具体通过IR780和DNA四面体通过非共价吸附而形成，水溶性和稳定性得到了显著提高，同时因DNA四面体的加入其生物相容性提高，治疗带来的副作用明显减小。(2)由于其粒度的增大，借助EPR效应从而具有一定的肿瘤靶向和滞留效应，从而做到精准的诊断和治疗，减少其对其他组织和器官的损伤。(3)该纳米粒的制备方法简单，条件较为温和，同时负载率≥50％，具有很高的负载率。因此便于产业化生产和应用。(4)该纳米粒相较于IR780，发生荧光淬灭的概率大大减小，因此其成像能力光敏性大大增强，有助于提升其成像治疗效果。(5)花菁类光敏剂核酸纳米聚集体相较于游离IR780，其具有了更好的光热效率和细胞摄取效率，具有更好的肿瘤细胞杀伤效果。(6)花菁类光敏剂核酸纳米聚集体相较于游离IR780，在体内实验中能够明显抑制肿瘤的生长，具有更好的抗肿瘤效果。(5)该方法同样适用于其他疏水性光敏剂和其他核算纳米载体负载，因而极大得拓宽了其应用。附图说明图1为该纳米粒制备流程示意图。图2为3％琼脂糖凝胶电泳图。泳道：1为S1，2为S1+S2，3为S1+S2+S3，4为S1+S2+S3+S4。图3为Td和IR780核酸纳米聚集体的DLS动态光散射粒度图。图4为IR780核酸纳米聚集体的TEM透射电镜图。图5为激光共聚焦显微镜测定IR780和IR780核酸纳米聚集体细胞摄取效率图。图6为MTT测定IR780核酸纳米聚集体细胞存活率图。图7为荷瘤小鼠生理盐水、游离IR780和IR780核酸纳米聚集体尾静脉注射24h后，用NIR激光照射肿瘤部位，肿瘤部位的升温曲线。图8为荷瘤小鼠在IR780核酸纳米聚集体尾静脉注射24h后主要器官内聚集体荧光图。图9为荷瘤小鼠在IR780核酸纳米聚集体作用下肿瘤体积生长曲线。具体实施方式下述实施方式为优选地实施方式，本专利技术所保护的范围包括但不限于此。在本专利技术所保护的范围内，原理为此时，任何对本实施方式的改进和修改都在本专利技术保护范围。实施例一(1)通过四条DNA单链的合成，将所得粉末高速离心，从而确保其保存在试管底部，在用超纯水溶解，计算并测量DNA浓度，使其最终浓度为100μM，于4℃条件下保存备用。S1：5’-ATTTATCACCCGCCATAGTAGACGTAT本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种花菁类光敏剂核酸纳米聚集体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/n(1).通过四条DNA单链的合成，将所得粉末用超纯水溶解，计算并测量DNA浓度，于4℃条件下保存备用；/n(2).DNA四面体的制备：将步骤(1)中四条DNA单链等比例加入TM buffer(10mM Tris-HCl，50mM MgCl

【技术特征摘要】
1.一种花菁类光敏剂核酸纳米聚集体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1).通过四条DNA单链的合成，将所得粉末用超纯水溶解，计算并测量DNA浓度，于4℃条件下保存备用；
(2).DNA四面体的制备：将步骤(1)中四条DNA单链等比例加入TMbuffer(10mMTris-HCl，50mMMgCl2，pH8.0)中，置于PCR仪内，迅速加热至95℃，后逐渐冷却至4℃，得DNA四面体纳米颗粒；
(3).DNA四面体负载IR780纳米粒的制备：将IR780与步骤(2)中所得DNA四面体在室温下避光共孵育12～48h，充分吸附后离心纯化，去除多余的IR780，于-20℃条件下保存备用。


2.根据权利要求1所述的花菁类光敏剂核酸纳米聚集体，其特征在于：步骤(1)所述DNA四面体由序列如SEQIDNO.1-4的四种单链DNA分子通过碱基互补配对组成。


3.根据权利要求1所述的花菁类光敏剂核酸纳米聚集体，其特征在于：步骤(1)所述的DNA单链的浓度为1～100μM。


4.根据权利要求1所述的花菁类光敏剂核酸纳米聚集体的制备方法，其特征在于：步骤(3)所述的孵育温度是4～30℃...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟萌，王朔，赵炜，佟悦，刘增艺，翟芸芊，郗日沫，
申请(专利权)人：南开大学，
类型：发明
国别省市：天津;12