可激活穿膜肽修飾的Fe3O4-金殼納米復(fù)合物的制備及其多模生物成像和光熱治療的應(yīng)用.pdf

1、目的：近年來，多功能的納米粒子因其比單組分材料具有更優(yōu)良的性質(zhì)得到了廣泛的研究。包括磁性和光學(xué)性質(zhì)的納米復(fù)合物由于具有作為藥物傳遞載體、成像造影劑及光熱治療劑等潛力吸引了密切的關(guān)注。大多數(shù)研究主要以增強(qiáng)滲透滯留（EPR）效應(yīng)的機(jī)制實(shí)現(xiàn)多功能納米粒子的腫瘤靶向性，但僅通過 EPR效應(yīng)難以在腫瘤部位獲得理想的的納米粒子富集。本研究設(shè)計(jì)了可激活穿膜肽修飾的超順磁 Fe3O4/金殼納米復(fù)合物以期同時(shí)實(shí)現(xiàn)腫瘤選擇性的多模生物成像及腫瘤光熱治療。<

2、br>　　內(nèi)容：制備金殼包裹的超順磁 Fe3O4-SiO2復(fù)合納米粒子（SSCNs@AuNSs）并在其表面修飾聚乙二醇（ PEG）和可激活穿膜肽（ ACPP）的偶聯(lián)物，得到SSCNs@AuNSs-PEG-ACPP納米復(fù)合物。通過一系列的體內(nèi)及體外實(shí)驗(yàn)表征SSCNs@AuNSs-PEG-ACPP納米復(fù)合物在核磁共振（MR）成像和電子計(jì)算機(jī) X射線斷層掃描（CT）成像中的造影性能和腫瘤光熱治療性能。
　　方法：（1）納米復(fù)合物的制備與

3、表征：通過化學(xué)共沉淀法制備Fe3O4納米粒子并修飾單層油酸（OA）制成油相。以SDS為乳化劑，通過乳化法制備Fe3O4聚集體，再通過St?ber法在Fe3O4聚集體表面包覆SiO2并進(jìn)行表面巰基化修飾。先后以NaBH4和L-抗壞血酸為還原劑，在堿性環(huán)境中還原HAuCl4，通過種子生長(zhǎng)法制備Fe3O4/金殼核殼型納米復(fù)合物，最后利用S-Au配位作用在其表面修飾PEG和ACPP的偶聯(lián)物，得到SSCNs@AuNSs-PEG-ACPP。采用透射

4、電子顯微鏡(TEM）、動(dòng)態(tài)光散射（DLS）、傅立葉變換紅外光譜（FT-IR）、紫外可見近紅外光譜（UV-vis-NIR）、原子吸收分光光度法（AAS）和電感耦合等離子體質(zhì)譜（ICP-MS）等對(duì)其進(jìn)行形態(tài)、結(jié)構(gòu)及金屬含量表征。采用電子溫度計(jì)記錄不同濃度的SSCNs@AuNSs-PEG-ACPP納米復(fù)合物溶液在NIR照射下的溫度變化，考察該納米復(fù)合物的光熱性能。用1.2 T核磁共振（NMR）成像系統(tǒng)測(cè)定不同F(xiàn)e濃度的SSCNs@AuNSs-

5、PEG-ACPP的T2加權(quán)MR成像及弛豫時(shí)間，考察材料的 MR成像造影性能。用臨床 CT掃描系統(tǒng)測(cè)量不同濃度的SSCNs@AuNSs-PEG-ACPP納米復(fù)合物的X射線吸收性能。（2）納米復(fù)合物的體外表征：采用MTT實(shí)驗(yàn)考察SSCNs@AuNSs-PEG-ACPP納米復(fù)合物的細(xì)胞毒性及體外光熱治療性能。通過TEM觀察細(xì)胞對(duì)SSCNs@AuNSs-PEG-ACPP納米復(fù)合物的攝取能力。（3）納米復(fù)合物的體內(nèi)表征：構(gòu)建乳腺癌MCF-7荷瘤鼠

6、模型，瘤內(nèi)注射SSCNs@AuNSs-PEG-ACPP納米復(fù)合物，并經(jīng)NIR激光照射，采用紅外熱相機(jī)測(cè)量小鼠腫瘤部位的升溫情況，并通過H&E染色法分析光熱治療后腫瘤組織的病理學(xué)變化。采用尾靜脈給藥的方式，通過 MR、CT成像考察SSCNs@AuNSs-PEG-ACPP納米復(fù)合物的腫瘤靶向性。
　　結(jié)果：（1） TEM、 DLS、 UV-vis-NIR和 FT-IR表征結(jié)果顯示SSCNs@AuNSs-PEG-ACPP納米復(fù)合物的成功

7、制備。TEM圖片表明各步所得納米粒子均呈球形，大小分布均勻，最后制得的 SSCNs@AuNSs-PEG-ACPP納米復(fù)合物平均粒徑約187 nm。DLS測(cè)量結(jié)果表明納米復(fù)合物有良好的分散性及膠體穩(wěn)定性。UV-vis-NIR光譜顯示SSCNs@AuNSs-PEG-ACPP納米復(fù)合物約在800 nm處有較強(qiáng)的 SPR特征峰，表明了金殼的成功制備。FT-IR光譜顯示SSCNs@AuNSs-PEG-ACPP在1647和1542 cm-1處有兩個(gè)

8、特征吸收峰分別歸屬于酰胺I帶和II帶，該結(jié)果說明ACPP通過酰胺鍵成功修飾到SSCNs@AuNSs表面。光熱性能研究結(jié)果顯示 SSCNs@AuNSs-PEG-ACPP納米復(fù)合物溶液濃度高于80μg Au mL-1時(shí)溶液溫度能達(dá)到60℃以上，表明其具有極好的光熱轉(zhuǎn)換性能。SSCNs@AuNSs-PEG-ACPP納米復(fù)合物的體外T2加權(quán)成像信號(hào)呈Fe濃度依賴性增強(qiáng)，其弛豫率為214 mMFe-1s-1。SSCNs@AuNSs-PEG-ACP

9、P納米復(fù)合物的X光吸收值亦關(guān)于Au濃度呈線性增加。因此可以說明SSCNs@AuNSs-PEG-ACPP納米復(fù)合物具有較好的MR及CT成像性能。（2）細(xì)胞毒性實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，50μg Au mL-1SSCNs@AuNSs-PEG-ACPP納米復(fù)合物培養(yǎng)的MCF-7細(xì)胞在不經(jīng)激光照射時(shí)細(xì)胞存活率高于84％，而50μg Au mL-1SSCNs@AuNSs-PEG-ACPP納米復(fù)合物培養(yǎng)的MCF-7細(xì)胞經(jīng)激光照射后的細(xì)胞存活率僅為12%。該結(jié)果

10、表明， SSCNs@AuNSs-PEG-ACPP具有較低的細(xì)胞毒性，而在激光的照射下能光致發(fā)熱殺死腫瘤細(xì)胞，表明其具有極好的光熱性能。TEM顯示細(xì)胞質(zhì)內(nèi)存在大量的SSCNs@AuNSs-PEG-ACPP表明細(xì)胞對(duì)其有一定的攝取能力。（3）在NIR激光的照射下，MCF-7荷瘤鼠瘤內(nèi)注射SSCNs@AuNSs-PEG-ACPP后腫瘤局部溫度能升高到55℃，此溫度在體內(nèi)能有效消融腫瘤。MR和CT成像結(jié)果顯示，與SSCNs@AuNSs-PEG相

11、比，SSCNs@AuNSs-PEG-ACPP納米復(fù)合物經(jīng)尾靜脈注射后在腫瘤部位有大量的富集。
　　結(jié)論：本研究成功制備了可用于多模生物成像、光熱治療的靶向性多功能SSCNs@AuNSs-PEG-ACPP納米復(fù)合物。SSCNs@AuNSs-PEG-ACPP具有良好的分散性及膠體穩(wěn)定性。體內(nèi)及體外結(jié)果均表明 SSCNs@AuNSs-PEG-ACPP具有極好的光熱性能、CT及MR成像能力。而且，當(dāng)SSCNs@AuNSs-PEG-ACPP