[发明专利]一种表面无机金属离子介导靶向作用的纳米材料及其应用

说明书

本发明公开了一种表面无机金属离子介导靶向作用的纳米材料，所述纳米材料表面具有无机金属离子，其可以和细胞膜上的特定受体蛋白特异性结合，通过调控上述纳米材料中表面无机金属离子的含量以及无机金属离子在纳米材料表面的暴露量，优化纳米材料的靶向性，使纳米材料表面离子成为其靶向作用的活性位点，与细胞膜表面离子转运蛋白选择性结合，实现了纳米材料表面离子介导的靶向作用。本发明属于靶向纳米技术领域，具体是指一种表面无机金属离子介导靶向作用的纳米材料及其应用。

技术领域

本发明属于靶向纳米技术领域，具体是指一种表面无机金属离子介导靶向作用的纳米材料及其应用。

背景技术

无机纳米材料因其良好的生物安全性、丰富的物理化学性质、比表面积大、表面易功能化修饰等优势，所构建的靶向纳米探针在肿瘤、心脑血管疾病的诊断与治疗等领域展现了广阔的应用前景。目前，纳米材料的靶向性主要通过在其表面偶联具有靶向功能的抗体、多肽、核酸等配体分子，与特定生物分子特异性结合，实现靶向作用。因此，配体的特异性对于纳米探针的靶向效率以及诊疗效果至关重要。提高纳米材料的靶向效率一直以来都是一大难题，为此，多篇文章以及专利等文件【Theranostics,2016,6(11):1780.CN202110697471.2，CN202011534812.6，CN202010872013.3】都公开了在纳米材料表面修饰配体分子，实现提高配体介导的纳米探针靶向效率。

尽管通过配体分子表面修饰纳米材料可以实现靶向作用，但是现有的配体分子介导的靶向作用因非定向偶联技术常导致配体分子靶向结合位点难以有效暴露，配体分子在靶向过程中的利用度不足，影响其靶向效率。近年来，随着配体分子的定向偶联技术的发展，配体靶向位点得以充分暴露，但是定向偶联技术工艺较为复杂且制备成本较高，限制了其推广应用。

针对纳米材料生物医学应用中靶向效率不足的问题，本发明提供了一种表面无机金属离子介导靶向的纳米材料，与现有配体分子介导的靶向作用均不同，本发明利用纳米材料表面的无机金属离子和该离子对应的转运蛋白之间的选择性结合作用，在不修饰靶向配体的情况下，通过调控纳米材料中无机金属离子的含量以及表面无机金属离子的暴露量，实现了高效的靶向作用。本发明提供的一种表面金属离子介导靶向的纳米材料，为高特异性纳米探针的设计与构建提供了新思路。

发明内容

为了满足生物医学应用对靶向纳米材料的需求，本发明提供一种表面无机金属离子介导靶向的纳米材料，通过调控纳米材料中无机金属离子的含量以及表面无机金属离子的暴露量，来进一步提高纳米颗粒靶向性的方法，并将其应用于磁共振成像、细胞示踪、磁颗粒成像以及靶向药物递送等领域。

为了实现上述功能，本发明采取的技术方案如下：一种表面无机金属离子介导靶向作用的纳米材料，所述纳米材料表面具有无机金属离子，其可以和细胞膜上的特定受体蛋白特异性结合，从而实现纳米材料对特定组织的靶向富集，纳米材料是对人体无害的纳米材料，如铁氧体纳米颗粒，量子点，上转换纳米材料，贵金属纳米颗粒等等。

优选的，所述纳米材料表面的无机金属离子是人体所含微量元素中的过渡金属元素中的至少一种，所述无机金属离子在所述纳米材料中的质量百分比为12％-60％。

优选的，所述纳米材料尺寸范围是1.5nm-5.5nm，所述的纳米材料形貌为球形、立方体、颗粒状、线状和片状中的至少一种，优选颗粒状。

优选的，所述纳米材料通过高温热分解法、共沉淀法、水热法或溶胶-凝胶法中的至少一种制备，并且通过配体交换或配体加成法进行表面修饰以使所述纳米材料能够分散于水相中。