一种能双向连接磁性纳米粒的构建方法与应用技术

本发明专利技术提供一种能双向连接磁性纳米粒的构建方法与应用，通过在纳米粒表面修饰活性基团和配体分子实现双面连接。本发明专利技术利用能双向连接磁性纳米粒作为载体，通过磁化的特定细胞后，在磁场下靶向富集到肿瘤部位、细菌或炎症部位，在肿瘤部位双向连接的纳米粒再与肿瘤细胞连接，或在细菌或感染部位再与细菌连接，从而增强抗肿瘤、抗菌消炎作用。本发明专利技术所述的磁化细胞的构建包括但不限于淋巴细胞、单核细胞、粒细胞、红细胞、肿瘤细胞等，其均可通过嫁接磁性纳米粒后，在体内富集到指定部位并连接“本地”细胞，实现免疫、抗炎、杀菌、抗肿瘤、药物递送、模型构建等功能。模型构建等功能。

【技术实现步骤摘要】
一种能双向连接磁性纳米粒的构建方法与应用


[0001]本专利技术属于医药领域，涉及一种能双向连接磁性纳米粒的构建方法和应用，是通过获得磁化细胞来定向运输细胞并连接其他细胞，并在制备抗肿瘤、抗菌、抗炎等药物中的应用。

技术介绍

[0002]一些疾病或者治疗的要求，需要细胞在某个部位富集，以提高治疗的效果。但是，由于各种原因，细胞在体内随血液循环，并不能随人们意愿所期望的往特定部位移动，或者对于原本有一些趋向性的细胞，为了达到更好的效果，需要提高趋向性的强度或富集的能力，这就需要用外部的手段来进行调控。
[0003]磁靶向是一种非侵入性、无创的靶向手段，并且磁靶向中最重要的磁性纳米粒已经被 FDA批准用于缺铁性贫血治疗。用磁靶向的方式来将目标细胞聚集在特定部位是一种很有临床应用前景的手段，并且可以针对特定的细胞，特定的疾病开发对应的纳米粒，是一个具有较高应用前景的平台。然而，目前用于获得磁化细胞的纳米粒多是通过被细胞吞噬的方式来获得磁性，例如巨噬细胞，DC细胞。但是，这样的方式有明显的局限性，针对巨噬细胞这一类吞噬能力较强的细胞来说比较容易实现，但是对于红细胞等吞噬性较弱的细胞来说实现的可能性较差，另外对于淋巴细胞等敏感性较强的细胞，吞噬纳米粒后会严重影响细胞的功能，因此也不适合通过内吞的方法来获得磁化的细胞。
[0004]目前，尽管已有像上文提到的用磁靶向来控制细胞在体内的运动的案例，但是细胞到达目的地后撤去磁场，部分细胞便又会被血流冲走，影响靶向效果。另外，让患者长时间静止停留在强磁环境中来保证靶向性，使患者的顺应性较差，另外也无法确证患者在强磁环境中的安全性。因此，迫切需要一种受磁靶向后的细胞在体内能够锚定在目标部位，那么即使撤去磁场也可以保证靶向的效果以及治疗的效果。

技术实现思路

[0005]本专利技术的第一个目的是提供一种能双向连接磁性纳米粒的构建方法，本专利技术利用活性基团，受体配体修饰在磁性纳米粒表面，首先连接一种细胞，获得磁化的细胞。该磁化后的细胞可以在磁场的作用下运动到目标部位，并在该部位连接其他细胞，从而将细胞锚定在靶部位。通过以下方案可实现：将表面氨基修饰的氧化铁磁性纳米粒与过量透明质酸反应，得到HMN，然后HMN再与Mal
‑
PEG
‑
NH2反应得到能双向连接的磁性纳米粒(DBMN)。
[0006]本专利技术的一种能双向连接磁性纳米粒构建方法，具体通过以下步骤实现：(1)过量透明质酸(HA，分子量为1000
‑
200000)先与1
‑
(3
‑
二甲氨基丙基)
‑3‑
乙基碳二亚胺(EDC)和N
‑
羟基琥珀酰亚胺(NHS)活化1
‑
2小时，之后与修饰氨基基团的氧化铁磁性纳米粒(表面活性基团含量20nmol/mg
‑
5umol/mg)反应过夜形成酰胺键；(2)用磁铁吸附的方法收集修饰透明质酸的磁性纳米粒(HMN)，并加入EDC和NHS再次活化1
‑
2小时，最后加入与HA摩尔量相当的NH2
‑
PEG1000
‑
Mal(一端修饰马来酰亚胺基团
另一端修饰氨基的聚乙二醇(PEG))，其中PEG的分子量根据实验所需分子量在500
‑
20000之间)，继续反应过夜，并用磁铁吸附收集产物DBMN，DBMN表面既修饰了透明质酸基团又修饰了马来酰亚胺基团，可以实现双向连接。
[0007]磁性纳米粒的修饰可以通过以下化学和/或物理方法实现，其具体实施为在磁性纳米粒表面修饰两种可用于细胞连接的活性基团来实现，包括但不限于：(1)利用细胞表面的巯基和马来酰亚胺基团修饰的磁性纳米粒发生迈克尔加成反应；(2)或利用细胞表面的氨基与Sulfo
‑
NHS或普通NHS
‑
酯化合物修饰的磁性纳米粒形成稳定的酰胺键；(3)或利用叠氮(N3)修饰的细胞与DBCO及其类似物修饰的磁性纳米粒发生点击反应；(4)或利用生物素修饰的细胞与链霉亲和素或生物素修饰的磁性纳米粒发生构象结合；(5)或利用修饰透明质酸的纳米粒与CD44结合；(6)或利用纳米粒表面修饰的RGD三肽与细胞表面αvβ3等黏连分子结合；(7)或利用修饰抗体的磁性纳米粒与细胞表面抗原结合。
[0008]两种修饰分子可以按照以下顺序进行修饰：(1)两种修饰分子同时修饰，(2)或两种修饰分子依次修饰。
[0009]本专利技术连接细胞为连接在细胞表面，根据表面活性分子或者受体的量决定纳米粒最大的嫁接程度，并且可以根据共孵育的浓度，调节细胞表面连接磁性纳米粒的量。
[0010]可获得的磁化的细胞包括但不限于淋巴细胞、巨噬细胞、NK细胞、抗原呈递细胞、红细胞、血小板、粒细胞、肿瘤细胞。
[0011]本专利技术的第二个目的是提供所述能双向连接磁性纳米粒在制备药物中的应用。
[0012]所述药物应用是在制备抗肿瘤、抗菌、抗炎等药物中的应用。本专利技术利用能双向连接磁性纳米粒作为载体，通过磁化特定细胞后，在磁场下靶向富集到肿瘤部位、细菌或炎症部位，在肿瘤部位双向连接的纳米粒再与肿瘤细胞连接，或在细菌或感染部位再与细菌连接，从而增强抗肿瘤、抗菌消炎作用。所述特定细胞包括但不限于淋巴细胞(T细胞和B细胞)，单核细胞，巨噬细胞、粒细胞、抗原呈递细胞(APC细胞、DC细胞)、红细胞等。
[0013]本专利技术能双向连接磁性纳米粒先连接一类细胞后，可使细胞在体内外响应磁场，并按照磁场方法定向移动。到达目标部位后，能够与目标细胞连接，形成细胞
‑
纳米粒
‑
细胞的桥连，从而提高治疗效果或特定治疗目的。
[0014]本专利技术所构建的能双向连接的磁性纳米粒通过磁化不同细胞，并应用在药物递送、抗炎、抗感染等其他应用上，包括但不限于：(1)磁化的T细胞靶向肿瘤部位，并锚定在肿瘤部位，实现增强的杀肿瘤效果；(2)磁化的粒细胞靶向和滞留在细菌或炎症部位，实现增强的抗菌作用；(3)磁化的巨噬细胞靶向肿瘤或炎症，并锚定在肿瘤和炎症部位，实现增强的抗肿瘤和消炎效果；(4)磁化的细胞包载药物用于药物的递送，并连接在目标组织细胞上，增强药物疗
效，降低副作用；(5)磁化的红细胞用于药物递送或伤口感染。
[0015]具体的与细胞的双向连接方法可参考如下，将CD8+ T细胞离心后用无血清培养液或者 PBS重悬(100万细胞每毫升)，加入DBMN纳米粒至浓度达到0.1
‑
10mg/mL，在二氧化碳恒温培养中中孵育至少30分钟，每隔十分钟吹打一次，可获得比较好的连接效果。收集连接了磁性纳米粒的T细胞(DBMN
‑
T)，加入4T1肿瘤细胞(或其他高表达CD44的肿瘤细胞)以10 万每毫升的浓度与DBMN
‑
T在培养箱中继续孵育4小时。此时，可在显微镜下看到纳米粒连接了T细胞和肿瘤细胞。其可设计作为抗肿瘤的应用具体实施方案可参考如下本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种能双向连接磁性纳米粒的构建方法，其特征在于，通过以下步骤实现：(1)取分子量为1000
‑
200000的透明质酸，先与1
‑
(3
‑
二甲氨基丙基)
‑3‑
乙基碳二亚胺和N
‑
羟基琥珀酰亚胺活化1
‑
2小时，之后与修饰氨基基团的氧化铁磁性纳米粒反应过夜形成酰胺键；所述氧化铁磁性纳米粒表面活性基团含量20nmol/mg
‑
5umol/mg；(2)用磁铁吸附的方法收集修饰透明质酸的磁性纳米粒(HMN)，并加入1
‑
(3
‑
二甲氨基丙基)
‑3‑
乙基碳二亚胺和N
‑
羟基琥珀酰亚胺再次活化1
‑
2小时，最后加入与透明质酸摩尔量相当的NH2
‑
PEG1000
‑
Mal，继续反应过夜，并用磁铁吸附收集产物可双向连接的磁性纳米粒，所述可双向连接的磁性纳米粒表面既修饰了透明质酸基团又修饰了马来酰亚胺基团，实现双向连接。2.根据权利要求1所述的构建方法，其特征在于，步骤(2)所述的NH2
‑
PEG1000
‑
Mal是一端修饰马来酰亚胺基团另一端修饰氨基的聚乙二醇，其中聚乙二醇的分子量分子量在500
‑
20000之间。3.根据权利要求1所述的构建方法，其特征在于，磁性纳米粒...

【专利技术属性】
技术研发人员：游剑，罗震宇，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：