[发明专利]一种铃铛型纳米诊疗剂及其制备方法和应用

说明书

本发明属于纳米药物技术领域，具体涉及一种铃铛型纳米诊疗剂AuNR@H‑MnO₂‑GOD及其制备方法和应用。一种铃铛型纳米诊疗剂AuNR@H‑MnO₂‑GOD，所述的纳米诊疗剂为铃铛型介孔纳米结构，以金纳米棒(AuNR)为核、中空介孔二氧化锰为壳层、负载葡萄糖氧化酶(GOD)、中间具有巨大空腔。本发明的铃铛型介孔二氧化锰空心纳米诊疗剂可以用作三重增强CDT，解决以往肿瘤内CDT疗效差的问题。本发明的铃铛型结构纳米诊疗剂可以用于抗肿瘤药物的负载，实现不同肿瘤的化疗，且在生理溶液中具有良好的生物稳定性，为后续的肿瘤诊疗提供必要条件。

技术领域

本发明属于纳米药物技术领域，具体涉及一种铃铛型纳米诊疗剂AuNR@H-MnO₂-GOD及其制备方法和应用，更具体涉及一种具有三重增强化学动力学性能的铃铛型纳米诊疗剂。

背景技术

活性氧(ROS)，包含羟基自由基(·OH)、过氧化氢(H₂O₂)、单线态氧和超氧阴离子等，可以损毁胞内DNA、蛋白和脂质等生物分子进而有效地杀死肿瘤细胞。近年来，研究者们基于ROS发展了不同的肿瘤治疗策略，其中比较典型的就是化学动力学治疗(CDT)，后者可以利用基于金属离子的芬顿或类芬顿反应将活性较低的H₂O₂转换为毒性更强的·OH，诱导产生氧化应激进而杀伤肿瘤细胞。通常肿瘤细胞内的CDT效果受限于不同因素，如肿瘤细胞内H₂O₂含量有限、肿瘤细胞内的谷胱甘肽会中和CDT产生的·OH、pH和温度影响芬顿性能等。根据Warburg效应，相较于正常细胞，肿瘤细胞会更依赖葡萄糖提供营养，且其胞内葡萄糖水平更高。葡萄糖氧化酶(GOD)可以消耗瘤内葡萄糖，转化为H₂O₂和葡萄糖酸。H₂O₂可以被进一步用作CDT的原料，因此可以增强CDT效果。带有较高近红外吸收的纳米材料被研究者们选择用作光热治疗(PTT)和光声成像(PA)。提升肿瘤原位温度可以增加CDT效果。因此，利用PTT可以提升肿瘤区域温度进而增强CDT。GSH在保护细胞抵抗外界伤害时发挥着关键作用，然而，在药物杀伤肿瘤细胞时，肿瘤细胞内高水平的GSH可以拮抗中和·OH等ROS，从而减弱了CDT效果。因此，降低肿瘤细胞内GSH水平可以提升CDT杀伤肿瘤细胞的效果。因此，以Mn²⁺的CDT为基础，探究不同的影响CDT效果的因素，能够赋予复合型纳米材料最佳的CDT治疗效果。目前报道的用于消灭肿瘤细胞的化学动力学治疗效果往往受限于上述这些条件。

发明内容

本发明的发明目的在于针对现有技术存在的上述问题，提供一种具有三重增强CDT的铃铛型纳米诊疗剂AuNR@H-MnO₂-GOD。

为实现上述发明目的，本发明通过如下方案实现：一种铃铛型纳米诊疗剂AuNR@H-MnO₂-GOD，所述的纳米诊疗剂为铃铛型介孔纳米结构，以金纳米棒(AuNR)为核、中空介孔二氧化锰为壳层、负载葡萄糖氧化酶(GOD)、中间具有巨大空腔。

本发明的铃铛型纳米诊疗剂内含金纳米棒(Au nanorod,AuNR)并负载GOD的铃铛型介孔二氧化锰空心纳米诊疗剂(AuNR@H-MnO₂-GOD)。该铃铛型介孔二氧化锰空心纳米诊疗剂可以实现三重增强CDT，首先，金纳米棒在近红外激光照射下产生光热效应升高肿瘤区域的温度，进而提升CDT效果。其次，GOD可以催化肿瘤细胞内葡萄糖转化为H₂O₂和葡萄糖酸，为CDT提供更多的原料和更佳的pH值。另外，二氧化锰外壳可以消耗肿瘤细胞内的GSH产生Mn²⁺，进而减少其对·OH的中和。最后，金纳米棒可以用于光声成像(PAI)，Mn²⁺可以用于T1加权的核磁共振成像(MRI)，PAI与MRI联合的双模态成像可以用于引导肿瘤治疗、监测肿瘤体积。