[发明专利]外泌体缀合的量子点纳米粒子以及利用其检测外泌体和癌症的方法

说明书

本公开内容涉及与配体缀合的多个量子点纳米粒子，并且特别是其中各个纳米粒子与外泌体特异性结合配体缀合的多个量子点纳米粒子。本公开内容还涉及制备这样的多个缀合量子点纳米粒子的方法、利用这样的多个缀合量子点纳米粒子检测外泌体的方法和利用这样的多个缀合量子点纳米粒子检测外泌体的方法。

发明领域

本文公开的实施方案涉及与配体缀合的多个量子点纳米粒子，并且特别是其中各个纳米粒子与外泌体特异性结合配体(exosome-specific binding ligand)缀合的多个量子点纳米粒子。实施方案还包括制备这样的多个缀合量子点纳米粒子的方法、利用这样的多个缀合量子点纳米粒子检测外泌体的方法，和利用这样的多个缀合的量子点纳米粒子检测外泌体的方法。

发明背景

众所周知，癌症是一种非常混沌和不可预测的疾病。一旦它经过了生长潜伏期，它就会以指数式生长和侵入。因此，癌症的早期诊断，特别是那些预后不良的癌症的早期诊断，是存活率和缓解的主要决定因素。胰腺导管腺癌是预后不良的肿瘤的典型实例，其中死亡率几乎与诊断5年后的发病率相匹配。近年来，研究人员注意到，外泌体(即从各种细胞类型和组织释放的100-200nm囊泡)不仅仅是传统上认为的“细胞碎片”。已经表明外泌体在细胞通讯、体内稳态和肿瘤发生中具有非常重要的作用。许多研究已经表明，从炎症或肿瘤组织释放的外泌体具有特定的负荷(cargo)和表面组成。寻求检测从疾病组织排出的外泌体作为通用诊断工具。然而，主要的挑战是缺乏一种简单的富集、分离和检测的方法。

目前的分离和检测方法基于超滤和离心的多个步骤。然后，这些步骤之后是使用免疫测定进行检测。另外的挑战与以下事实有关：来自各种组织的大多数外泌体可以共享重叠标记物，导致缺乏特异性和高信噪比。这些挑战正在减缓基于外泌体的诊断试剂盒的开发和实现。

对具有例如在2-50nm范围内的尺寸的粒子(通常称为量子点或纳米晶体)的制备和表征存在很大兴趣。量子点(QD)是具有独特光学性质的荧光纳米粒子，所述独特光学性质包括宽范围激发、尺寸可调发射、窄发射带宽、亮度增强(由于高消光系数)、光稳定性、多路复用能力以及使用单一激发源的同时多次发射。与普通荧光染料不同，QD的独特性质能够实现多种潜在的医学应用，包括未满足的诊断、临床成像、靶向药物递送和光动力学疗法。

对于在体外和体内(例如，实时)用于检测外泌体和用于检测癌症的新方法存在需要。

发明概述

公开的实施方案包括多个量子点纳米粒子，其可以用于检测外泌体和检测癌症(例如，胰腺癌、肺癌、膀胱癌)。

公开的实施方案包括多个量子点纳米粒子，其中各个纳米粒子通过酰胺、酯、硫酯或硫醇锚定基团直接在量子点纳米粒子的无机表面上或者在用于使纳米粒子具有水溶性和生物相容性的有机电晕层上与外泌体特异性结合配体键合(例如，共价键合或物理键合(通过离子配对或范德华相互作用)。在某些实施方案中，水溶性量子点纳米粒子包括在一些实施方案中的一种半导体材料的核心(core)和不同半导体材料的至少一个外壳，而在其他实施方案中，水溶性量子点纳米粒子包括合金化半导体材料，该材料的带隙值通过在组成上梯度型(graded)合金化而向外地增大。这些实施方案可用于在体外和体内(例如，实时)检测外泌体和检测癌症。

在某些实施方案中，光响应性量子点(QD)包括具有配体相互作用剂和表面改性配体的水溶性QD纳米粒子。水溶性QD纳米粒子可以通过在包含六甲氧基甲基蜜胺的溶液中将配体相互作用剂和表面改性配体化学添加至QD来形成。在特别的实施方案中，配体相互作用剂是C₈-C₂₀脂肪酸、胆固醇或其酯，而表面改性配体是单甲氧基聚环氧乙烷。

在一个实施方案中，基于量子点的荧光波长(如例如，绿色、黄色或红色)，多个量子点纳米粒子中的各个量子点纳米粒子与特定的(特异的或具体的，specific)外泌体特异性结合配体缀合。一旦与特定的外泌体结合，在荧光下，将获得独特的发射代码(独特的发射指纹)，其可能与该类型的外泌体和释放该特定外泌体的特定类型的癌症相关。