一种巯基化透明质酸修饰的金纳米簇及其制备方法技术

本发明专利技术属于功能性生物纳米材料技术领域，具体涉及一种以透明质酸为配体，具有近红外荧光特性且能够识别特定肿瘤微环境的金纳米簇及其制备方法。本发明专利技术以巯基化透明质酸作为还原剂与稳定剂，采用一锅水热法制备在近红外一区内具有荧光发射信号，对特定肿瘤细胞具有主动靶向标记作用的荧光金纳米簇SHA

【技术实现步骤摘要】
一种巯基化透明质酸修饰的金纳米簇及其制备方法


[0001]本专利技术属于功能性生物纳米材料
，具体涉及一种以巯基化透明质酸为配体的金纳米簇及其制备方法。利用巯基化透明质酸作为合成金纳米簇的配体、还原剂及稳定剂，采用简单温和绿色的水热合成法，还原金前体化合物，一步即可制备具有近红外荧光特性并且能够主动靶向识别特定肿瘤微环境的金纳米簇。

技术介绍

[0002]荧光标记与生物成像是一种快速、高灵敏度的肿瘤细胞识别方法，它可以实现肿瘤细胞的识别，有助于恶性肿瘤的早期诊断。生物成像技术的关键步骤是荧光探针的设计与制备，将功能化的探针与光学仪器检测技术相结合能够获得生物细胞或组织的荧光图像，从而使生理过程或者生理部位可视化。具有肿瘤标记功能的荧光探针依据其在肿瘤部位富集的机理，可分为被动靶向型与主动靶向型两大类。被动靶向型荧光探针主要依靠肿瘤组织的EPR效应(Enhanced Permeability and Retention effect)，即利用实体瘤组织中的新生血管较多且血管壁间隙较宽、结构完整性差、淋巴回流缺失，大分子类药物或颗粒物质更易于滞留的特性，实现荧光探针在肿瘤部位的沉积富集。主动靶向型荧光探针则具有主动与肿瘤靶标结合的能力，探针表面具有抗体、多肽、糖链、核酸适配体等能够与肿瘤组织受体分子特异性结合的配体分子，从而达到肿瘤靶向富集及荧光标记的目的。与被动型探针相比，主动靶向荧光探针与受体选择性识别的特点不仅使其内化时间缩短，内化效率提高，而且更有效地沉积在肿瘤组织内部，因此能够在生物成像过程中可以获得更高的信噪比。然而在主动靶向荧光探针的构建过程中往往包含荧光探针合成以及靶向配体分子偶联两个阶段，步骤较为繁琐，因此建立快速简单地一步制备主动靶向型荧光探针的合成路线，具有重要的现实意义。
[0003]除了肿瘤细胞靶向性，肿瘤部位的荧光标记与成像还要求荧光探针具有良好的光谱特性，例如良好的稳定性以及明显区别于背景噪音的荧光发射波长。近红外荧光在肿瘤成像方面具有深度穿透、不易散射和高分辨率的优点，因此具有近红外发光特性的荧光探针受到了科研人员的广泛关注。2016年研究人员以具有近红外荧光性质的染料Cy7.5为原料，通过共价结合靶向配体分子依靠自组装过程制备了主动靶向近红外荧光纳米颗粒用于靶向生物肿瘤组织成像(Theranostics,2016,6(13):2314
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2328)，但是合成过程步骤繁琐，荧光染料的光稳定性较差，容易被光漂白，不利于长时间观察。荧光金纳米簇(Au nanoclusters,AuNCs)是一种尺寸在2nm以内的金纳米材料，它具有良好的光稳定性、光致发光性及较大的斯托克斯位移，是目前研究较为广泛的贵金属荧光纳米簇。2016年研究者使用具有主动靶向特性的多肽CRGDS作为配体合成了具有主动靶向特性的荧光金纳米簇，并成功应用于小鼠活体靶向肿瘤组织成像(Chemical Communications，2016，52，9232)，但是不足之处在于此种金纳米簇不具备近红外荧光性质，在活体组织的穿透深度有限。2019年研究人员以谷胱甘肽作为配体合成了具有近红外荧光的被动靶向型金纳米簇(Advanced Materials，2019，1901015)并且成功应用于小鼠活体肿瘤组织成像，荷瘤小鼠静脉注射金
纳米簇后在激光照射下可明显观察到原发肿瘤组织被动摄取金纳米簇后产生的荧光，但由于这种金纳米簇不具有主动靶向特性，正常组织也会有一定摄取，影响实验结果分析。基于以上论证，利用具有肿瘤靶向性的配体一步合成具有近红外荧光性质的主动靶向型金纳米簇不仅能够简化合成步骤，而且能够获得用于肿瘤标记以及生物成像的优良荧光探针，具有重要的应用价值。
[0004]透明质酸是一种能够靶向CD44(一种在多种肿瘤细胞上过量表达的蛋白受体)的糖胺聚糖，具有良好的生物相容性。2020年研究人员以包括透明质酸在内的多糖类物质为模板，与氯金酸、多酚溶液反应制得荧光金纳米簇(荧光金纳米簇的制备方法、制得的荧光金纳米簇及其应用，国家专利技术专利，专利号，CN202010498703.7)，但是上述多糖金纳米簇的制备原材料种类较多，合成条件颇为剧烈，荧光发射峰均小于480nm，荧光易散射，穿透性较弱，背景噪音信号较强，斯托克斯位移较短，荧光寿命仅为2.6ns。
[0005]本专利技术以透明质酸为原料，接枝巯基乙胺制备巯基化透明质酸，以其作为还原剂与稳定剂，采用一锅水热法还原含有金离子的前体化合物，一步制备对特定肿瘤细胞具有主动靶向标记作用的近红外荧光金纳米簇SHA
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AuNCs。本专利技术制备方法简单，反应条件温和，成本低廉且环境友好，生物相容性好，荧光寿命较长，抗光漂白能力较强，具备的近红外荧光性质组织穿透性较强，背景噪音低，可以实现活体肿瘤组织的标记与生物成像，有助于恶性肿瘤的快速诊断。

技术实现思路

[0006]本专利技术的主要目的是提供一种以巯基化透明质酸作为配体一步合成的主动靶向型近红外荧光金纳米簇，用于靶向标记CD44过表达的肿瘤细胞并进行生物成像。
[0007]为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：
[0008]本专利技术提供的巯基化透明质酸金纳米簇的制备方法，包括以下步骤：
[0009](1)将一定量的透明质酸钠溶液、1
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(3
‑
二甲基氨基丙基)
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乙基碳二亚胺(EDC)溶液、N
‑
羟基丁二酰亚胺(NHS)溶液混合均匀后搅拌反应一段时间，之后加入巯基乙胺混合均匀后继续搅拌反应一段时间，纯化后得到巯基化透明质酸SHA；
[0010](2)将一定量的氯金酸和步骤(1)中产物SHA混合均匀后水浴，得到巯基化透明质酸金纳米簇SHA
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AuNCs。
[0011]其中，所述步骤(1)原材料的所述的透明质酸钠、EDC、NHS、巯基乙胺终浓度比例为1∶2∶2∶2
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3，优选地，为1∶2∶2∶2.5。
[0012]其中，所述步骤(1)中反应温度为20
‑
24℃，优选地，为22℃。
[0013]其中，所述步骤(1)中第一段反应反应时间为0.5
‑
1.5h，优选地，为1h。
[0014]其中，所述步骤(1)中第二段反应反应时间为5
‑
9h，优选地，为7h。
[0015]其中，所述步骤(1)中巯基取代羧基的转化率为20
‑
40％，优选地，为30％。
[0016]其中，所述步骤(2)中巯基化透明质酸的巯基浓度和氯金酸终浓度比例为0.2
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0.8∶2，优选地，为0.6∶2。
[0017]其中，所述步骤(2)中反应温度为65
‑
75℃，优选地，为70℃。
[0018]其中，所述步骤(2)中反应时间为3
‑
5h，优选地，为4h。
[0019]与现有技术相比，本专利技术具有本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种巯基化透明质酸修饰的多功能金纳米簇，其特征在于以巯基化透明质酸作为配体一步合成具有近红外荧光特性且能够主动靶向识别肿瘤微环境的金纳米簇。2.权利要求1所述的金纳米簇的制备方法，包括以下步骤：(1)将适量的透明质酸钠溶液、1
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(3
‑
二甲基氨基丙基)
‑3‑
乙基碳二亚胺(EDC)溶液、N
‑
羟基丁二酰亚胺(NHS)溶液混合均匀反应一段时间后加入巯基乙胺继续反应一段时间，透析纯化后得到巯基化透明质酸SHA；(2)将步骤(1)中产物巯基化透明质酸与氯金酸按照一定比例混匀后水浴加热一段时间，纯化后得到巯基化透明质酸金纳米簇SHA
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AuNCs。3.根据权利要求2步骤(2)所述的SHA
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AuNCs，其特征在于，仅以巯基化透明...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晓娟，于彪，李昕瑜，李晶秋，马志东，韩冬雪，黄方，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：