[发明专利]一种RGD多肽靶向的锌掺杂的四氧化三铁纳米颗粒的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种RGD多肽靶向的锌掺杂的四氧化三铁纳米颗粒的制备方法。该方法通过准确控制锌的掺杂量来提高Fe3O4NPs的磁饱和值，并在其表面修饰肿瘤靶向肽RGD，最终得到了一种肿瘤靶向性的纳米复合磁性材料。本发明属于纳米生物医药材料领域。

背景技术

氧化铁纳米颗粒（IONPs）是一种极好的磁靶向性纳米材料，在制药学方面具有广泛的研究，比如提高药物协同效应在穿透血脑屏障（BBB）时的应用等等[23]。纳米技术的发展使得在磁场（外磁场或内置磁场）的帮助下，利用超顺磁纳米氧化铁（SPION）作为药物载体系统可以使药物穿过血管系统定向性的到达肿瘤部位成为可能。比如，在2004年，为了检验磁靶向的阿霉素（Dox）到达肝癌细胞处的效果，实验于四个病人的三期临床已经开始执行[24]。除此之外，人血清白蛋白（HSA）包裹的IONPS（HINP）做为药物Dox的载体（D-HINPs）对患有乳腺癌的小鼠进行静脉注射，可以观察到Dox在HINP的帮助下可以穿透细胞膜甚至可以聚积在细胞核处，比单独的Dox具有更好的肿瘤抑制效果。除此之外，1996年，FDA已经批准IONPs可以作为人类肝和脾受损时做核磁共振成像（MRI）时的造影剂[18]。目前，有一些基于IONPs的造影剂（MR）已经或是正在应用于临床试验[19]。

为了保证在药物释放之前药物载体能正确到达靶位点，IONPs必须具有足够的磁力，这对磁力的有效利用非常有必要的。其中一种增大磁饱和值的方式就是掺杂二价金属元素，常用来掺杂的金属离子像Zn,Co,Ni,Cu和Mn等，这些掺杂的IONPs通常被简称为M_xFe_3-xO4（x=0-1）。然而Zn掺杂的IONPs在生物医学应用上最为常见，原因之一就是Zn离子的毒性远比其他几种金属离子要小得多。

IONPs在这些生物医学方面的应用要求其具有较高的磁饱和值、较小颗粒尺寸（小于100nm）和较窄的颗粒尺寸分布。不仅如此，这些应用还需要IONPs具有特殊的表面包裹。因此这就需要包裹的表面活性剂具有无毒和优良的生物相容性。以前的研究表明二巯基丁二酸（DMSA）是无毒的，所以DMSA可以作为的表面活性剂来提高纳米颗粒的生物相容性（Biomaterials,2010,31(2):366-74）。而且用DMSA进行双次水交换的IONPs表面带有羧基和巯基，这些基团能为纳米颗粒继续连接生物分子和其他反应。DMSA包裹的锌掺杂的四氧化三铁纳米颗粒（DMSA-Zn0.4Fe2.6O4NPs），由于具有高的磁饱和值,因此在外磁场的作用下,可以被用作调控细胞凋亡的信号途径的磁开关（Naturematerials,2012,11(12):1038-43.）。初步的体外细胞实验表明DMSA-Zn0.4Fe2.6O4NPs对健康细胞无毒性效应（AngewandteChemie,2009,48(7):1234-8）。对小鼠进行灌胃给药一个月以后，发现DMSA-Zn_0.4Fe_2.6O₄NPs也不会对小鼠产生明显的毒性效应。因此DMSA-Zn_0.4Fe_2.6O₄NPs可以作为纳米磁性材料应用与生物医学领域。

为了增加DMSA-Zn_0.4Fe_2.6O₄NPs对目标区域具有靶向性的准确度，还可以让DMSA-Zn_0.4Fe_2.6O₄NPs在外磁场的作用下可以结合一些蛋白质、药物、抗体、酶或是核苷酸，从而到达指定的组织器官或是肿瘤区。环状的精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸（cRGD），通过结合细胞上过表达的整合素avb3，可以有效调控靶向到达微血管系统的肿瘤(如恶性胶质瘤)和癌细胞。很多RGD靶向的磁性纳米材料在成像（Biomaterials，2009，30，6912–6919）（BiomaterialsScience，2015,3,721）、热疗（JournalofBiomaterialsApplications，2014,28(7)1051–1059）、药物载体运输(Biomaterials,2011,32,4151-4160)等领域已经得到广泛应用。但是为了增加磁性纳米材料的靶向性、生物相容性，因此，制备以DMSA-Zn_0.4Fe_2.6O₄NPs为介质，增加RGD为靶向抗体的新型造影剂或药物载体系统，具有较高的研究意义和应用价值。