[发明专利]一种生物可降解磁性纳米金壳微球及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及纳米材料技术领域。更具体地，涉及一种生物可降解磁性纳米金壳微球及其制备方法和应用。

背景技术

目前，癌症已经成为导致人类死亡的主要疾病之一。根据世界卫生组织《2014年世界癌症报告》显示，2012年，全球癌症新增病例达到1400多万例，并预计在未来20年达到每年2200万，同期癌症死亡人数也将从每年820万飙升至1300万。由此可见，癌症已严重威胁人类的生命与健康，给社会、家庭和个人带来巨大的负担和痛苦。近年来，随着纳米技术的发展，为癌症诊断治疗带来新的契机。因此，需要提供一种灵敏诊断、有效治疗、生物可降解的诊治一体化纳米材料。

核磁共振成像（MRI）是目前研究最为成熟的分子影像技术之一，它能在亚毫米水平上提供高分辨率的组织信息和三维结构成像。为了增强MRI影像效果，在临床上常常需要使用造影剂。目前常见的MRI造影剂主要分为两类，即顺磁性造影剂（T₁造影剂）和超顺性造影剂（T₂造影剂）。其中，磁性Fe₃O₄纳米颗粒为主的超顺磁造影剂（T₂造影剂），以较长的体内血液循环、优异的体内安全性、肿瘤组织特异性、成本较低及高灵敏度的特点，已经成为构建新型MRI造影剂的首选材料。

光热诊疗技术作为一种微创、无毒副作用、操作方便的新型技术，特别是以近红外激光作为驱动力的光热诊疗技术，由于其较强的组织穿透力和对组织损伤小的特点，在癌症治疗方面展现出广阔的发展前景。金纳米颗粒具有独特的表面等离子共振现象，美国莱斯大学的Halas教授（S.J.Oldenburg,R.D.Averitt,S.L.Westcott,N.J.Halas.Chem.Phys.Lett.1998,288,243-247）最先发明一种二氧化硅/金壳的核壳结构的纳米材料，内核由绝缘体核(SiO₂)构成，外层为薄的金壳，根据Mie散射理论，通过调节金层和介电中空球的核壳比，可使一部分复合材料的等离子共振消光峰以吸收为主，调节其在近红外区的吸收，将近红外光的能量转化为周围的热能，达到杀死肿瘤细胞的目的。将核磁共振与光热治疗结合作为癌症诊断治疗试剂成为当前的研究热点。通常采用的先合成磁颗粒，然后利用二氧化硅（Chem.Mater.2006,18,2701-2706；）或聚合物(Adv.Mater.,2011,23:5392-5397;Angew.Chem.Int.Ed.2008,47,2439-2442)作为中间层进行包覆，再用种子生长法进行金壳生长，这种金壳纳米材料的制备方法相对复杂，中间的二氧化硅或聚合物层对磁性材料的磁饱和强度，以及生物安全性影响较大，特别是这些纳米金壳材料的不可降解性，在人体内聚集，导致机体发生炎症，限制了其在临床当中的应用。

申请号为201210541696.X的中国专利，公开了一种多功能纳米复合颗粒及其制备方法和应用，由四氧化三铁颗粒形成磁性内核，由金纳米颗粒形成外层，多功能纳米复合颗粒的直径在100nm以下。制备上述复合颗粒的方法包括：a）制备表面巯基功能化的磁性四氧化三铁颗粒；b）将表面巯基功能化的磁性四氧化三铁颗粒溶解于溶液中，加入氯化金和还原剂使得金纳米颗粒嫁接到四氧化三铁颗粒上形成多功能纳米复合颗粒；其中，在加入还原剂前将溶液的pH调节到7-10来控制金纳米颗粒的直径。能够在较低浓度下显著增强磁共振造影效果，同时可以利用金纳米颗粒进行生物标记。但同样未能解决上述金壳材料的不可降解性的问题。

明胶是一种蛋白质,它是由各种氨基酸通过羧基与氨基的相互联接而形成的一种多肽链，具有丰富的表面基团，并且已作为一种生物可降解材料，广泛应用于生物医药领域。

采用明胶保护的磁性四氧化三铁微球作为模板，然后吸附金纳米颗粒，得到的表面致密的金种，利用种子生长法在表面包覆均匀金壳，进而得到一种生物可降解磁性金壳纳米微球还未见报道。

发明内容

本发明要解决的第一个技术问题是提供一种生物可降解磁性纳米金壳微球，本发明的生物可降解磁性纳米金壳微球磁性良好，并且该制剂在体内能够降解，对人体无毒副作用。

本发明要解决的第二个技术问题是提供一种生物可降解磁性纳米金壳微球的制备方法，该方法制备过程简单，不需特殊设备，成本低，该方法制备的微球尺寸均一，外壳厚度、粒径可控。

本发明要解决的第三个技术问题是提供一种生物可降解磁性纳米金壳微球的应用。

为解决上述第一个技术问题，本发明采用下述技术方案：