【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及生物医药，具体涉及一种多刺结构纳米粒子的制备方法及应用。
技术介绍
1、纳米级的诊断和治疗剂极大促进了现代医学的发展。这些纳米系统通过将治疗药物、蛋白质或成像剂递送到病灶区域，可以最大化治疗效果并减少副作用。因此，众多研究致力于设计出具有高度富集能力与特异性靶向的诊断和治疗纳米体系，以增强其与生物系统、特定器官或目标细胞的相互作用。大量研究表明，纳米颗粒的表面化学属性、包括亲水性、电荷性、靶向配体、蛋白质冠层及功能化基团密度等，对其被细胞摄取、在细胞内积聚、生物响应及毒性方面有重要影响。例如，有些工作聚焦于纳米材料的尺寸与几何形状对上述行为的影响，研究显示直径大约100 nm左右的球形纳米颗粒容易被细胞吞噬，而高长径比的棒状纳米颗粒也在内吞作用中表现出较大优势。然而，对于几何形状更复杂的纳米材料的内吞作用的研究却相对较少。由于细胞摄取效率在纳米医药领域中的关键作用，探索如何优化复杂几何形状纳米材料的内化机制，对推动纳米技术的进步具有重要意义。
2、一些病毒如冠状病毒，其表面有很多刺突状结构，利用这些结构和细胞膜结合，能够使受体特异性相互作用倍增，从而导致高病毒传染性。肿瘤光热治疗是一种新兴的、非侵入性的癌症治疗手段，它利用光热转换材料吸收光能并将其转换为热能，从而在肿瘤局部产生高温效应，导致肿瘤细胞坏死或凋亡。这种方法具有高度的空间选择性和可控性，能够精准地作用于肿瘤组织，而对周围正常组织的损伤相对较小。理想的光热转换材料应具备良好的生物相容性、高效的光热转换效率以及稳定的理化性质，以确保其在生物体内能
3、基于此，本专利技术提供一种多刺状中空纳米粒子，相较于球形同类粒子，其能实现更高的细胞摄取率以及更优的光热抗肿瘤效果。
技术实现思路
1、针对上述
技术介绍
中存在的不足，本专利技术主要针对目前已有的光热转换材料仍存在一定的局限性，如细胞摄取率不足、光热效应不够显著或生物相容性有待提高。本专利技术提供一种多刺结构纳米粒子的制备方法及应用。该纳米粒子具有高细胞摄取效率和更强光热转换效率的多刺状中空纳米粒子。通过表面与近红外（nir）染料偶联，可通过测定细胞内锰浓度及荧光强度来量化细胞对于纳米粒子的摄取情况。根据细胞类型的不同，多刺状粒子的细胞摄取率比球形同类粒子高出2.3至8.8倍。此外，由于纳米尖刺的锥状结构，多刺状粒子展现出比球形粒子更优的光热效应。在进一步修饰靶向配体后，多刺状粒子能够有效积聚于肿瘤部位，并且在肿瘤细胞内部温和的酸性和还原性微环境下，降解并释放出具有磁共振活性的信号分子。在磁共振成像（mri）和近红外荧光成像的引导下，纳米粒子可实现增强的光热治疗以消融肿瘤。
2、本专利技术第一个目的是提供一种多刺结构纳米粒子，该纳米粒子包括多刺碳纳米颗粒、所述多刺碳纳米颗粒表面沉积的二氧化锰壳层，以及表面修饰所述二氧化锰壳层的荧光成像分子和靶向配体分子；
3、所述多刺碳纳米颗粒为中空结构；
4、所述荧光成像分子含有羧基基团；
5、所述靶向配体分子为肿瘤细胞特异性靶向分子。
6、优选的，所述多刺碳纳米颗粒是按照以下步骤制得：
7、以二氧化硅纳米粒子作为内核模板，在粒子表面使用盐酸多巴胺和硅酸四乙酯进行共聚形成壳层，接着通过碳化过程形成碳硅复合壳层，然后刻蚀去除硅元素，得到中空结构的多刺碳纳米颗粒；
8、所述盐酸多巴胺和硅酸四乙酯的质量比为1：5-10。
9、优选的，所述多刺碳纳米颗粒的粒径为150~200nm；所述二氧化硅的粒径为50~120nm。
10、优选的，所述二氧化锰壳层的厚度为20~30nm，以及负载量为5~15%；
11、所述荧光成像分子的修饰量占多刺碳纳米颗粒质量的1~2%；
12、所述靶向配体分子的修饰量占多刺碳纳米颗粒质量的2~4%。
13、优选的，所述荧光成像分子包括发射波长在近红外区域的分子为cypate、cyanine7或ir820；
14、所述靶向配体分子为抗体、多糖、p-选择素或可特异性靶向肿瘤细胞的蛋白包括转铁蛋白、叶酸或rgd多肽。
15、本专利技术第二个目的是提供一种多刺结构纳米粒子的制备方法，包括以下步骤：
16、制备中空结构的多刺碳纳米颗粒；
17、将多刺碳纳米颗粒均匀分散于水溶剂中，加入高锰酸钾后，于75~85℃反应8~12h，得到表面沉积有二氧化锰壳层的粒子；
18、将表面沉积有二氧化锰壳层的粒子均匀分散于乙醇中，加入3-氨基丙基三乙氧基硅烷，于55~65℃下反应12~24h，得到表面修饰有氨基的粒子；
19、将得到表面修饰有氨基的粒子均匀分散于dmf中，加入荧光成像分子以及聚乙二醇，再加入靶向配体分子，混合反应，即得多刺结构纳米粒子。
20、优选的，所述高锰酸钾与所述多刺碳纳米颗粒的质量比为1:3~7。
21、优选的，所述聚乙二醇分子包括两种，其中，一种为分子端基的一端为nhs酯，另一端为马来酰亚胺，分子量为2000；另一种为分子端基的一段为nhs酯，另一端为甲氧基，分子量为2000；该两种聚乙二醇的投放质量比为1:4。
22、优选的，所述3-氨基丙基三乙氧基硅烷加入量为表面沉积有二氧化锰质量的5~15%.
23、本专利技术第三个目的是提供一种多刺结构纳米粒子在制备肿瘤药物中的应用。
24、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
25、本专利技术提供了一种多刺结构纳米粒子的制备方法及应用，
26、本专利技术所得多刺结构纳米粒子具有均匀的粒径分布，表面密集的刺状结构显著提高了光热转换效率以及被细胞内吞的能力，在多种类型的肿瘤上具有协同增强治疗效果。
27、本专利技术通过简单方法修饰具有血液长循环功能的聚乙二醇分子和具有肿瘤细胞靶向的蛋白分子，聚乙二醇分子的修饰，显著提高了纳米粒子在血液中的循环稳定性，有效减少了被免疫系统识别和清除的可能性，从而延长了其在体内的半衰期。这不仅使得药物能够更长时间地保持在有效浓度范围内，还提高了药物的生物利用度。引入具有肿瘤细胞靶向功能的蛋白分子，如抗体片段、受体配体等，使得纳米粒子能够特异性地识别并结合到肿瘤细胞表面。这种高度的靶向性减少了药物对非目标组织的暴露，降低了副作用，同时增强了治疗效果。
28、本专利技术通过简单化学修饰将二氧化锰和近红外荧光分子连接在粒子表面，赋予体系磁共振成像和荧光成像双模式成像功能，在成像引导下可准确判断粒子在生物体内的分布和病本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种多刺结构纳米粒子，其特征在于，该纳米粒子包括多刺碳纳米颗粒、所述多刺碳纳米颗粒表面沉积的二氧化锰壳层，以及表面修饰所述二氧化锰壳层的荧光成像分子和靶向配体分子；
2.根据权利要求1所述的多刺结构纳米粒子，其特征在于，所述多刺碳纳米颗粒是按照以下步骤制得：
3.根据权利要求2所述的多刺结构纳米粒子，其特征在于，所述多刺碳纳米颗粒的粒径为150~200nm；所述二氧化硅的粒径为50~120nm。
4.根据权利要求1所述的多刺结构纳米粒子，其特征在于，所述二氧化锰壳层的厚度为20~30nm，以及负载量为5~15%；
5.根据权利要求1所述的多刺结构纳米粒子，其特征在于，所述荧光成像分子包括发射波长在近红外区域的分子为Cypate、Cyanine7或IR820；
6.一种权利要求1~5任一项所述的多刺结构纳米粒子的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
7.根据权利要求6所述的多刺结构纳米粒子的制备方法，其特征在于，所述高锰酸钾与所述多刺碳纳米颗粒的质量比为1:3~7。
8.根据权利要求6所述的多刺
9.根据权利要求6所述的多刺结构纳米粒子的制备方法，其特征在于，所述3-氨基丙基三乙氧基硅烷加入量为表面沉积有二氧化锰质量的5~15%。
10.一种权利要求1~5任一项所述的多刺结构纳米粒子在制备肿瘤药物中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种多刺结构纳米粒子，其特征在于，该纳米粒子包括多刺碳纳米颗粒、所述多刺碳纳米颗粒表面沉积的二氧化锰壳层，以及表面修饰所述二氧化锰壳层的荧光成像分子和靶向配体分子；
2.根据权利要求1所述的多刺结构纳米粒子，其特征在于，所述多刺碳纳米颗粒是按照以下步骤制得：
3.根据权利要求2所述的多刺结构纳米粒子，其特征在于，所述多刺碳纳米颗粒的粒径为150~200nm；所述二氧化硅的粒径为50~120nm。
4.根据权利要求1所述的多刺结构纳米粒子，其特征在于，所述二氧化锰壳层的厚度为20~30nm，以及负载量为5~15%；
5.根据权利要求1所述的多刺结构纳米粒子，其特征在于，所述荧光成像分子包括发射波长在近红外区域的分子为cypate、cyanine7或ir820；
6.一...
【专利技术属性】
技术研发人员：郭冉冉，胡宝怡，陈瑞勋，田野，
申请(专利权)人：广州医科大学，
类型：发明
国别省市：
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