[發明專利]基于金納米棒多功能探針的核素?切倫科夫發光?CT多模成像方法

有效

• 申請號: 201410370072.5
• 申請日: 2014-07-30
• 公開（公告）號: CN104117075B
• 公開（公告）日: 2017-01-18
• 發明（設計）人: 屈曉超;梁敬寧;王彥然;李蕾;李奕辰;梁繼民
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: A61K51/08
• 分類號: A61K51/08;A61K49/04
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙)11350
• 代理人: 湯東鳳

技術領域

本發明涉及生物醫學成像領域，具體涉及一種基于金納米棒多功能探針的核素-切倫科夫發光-CT多模成像方法。

背景技術

納米技術的發展促使一批具有獨特光、電、磁等性質納米材料的誕生，他們廣泛應用于腫瘤的診斷和治療研究中。貴金屬納米材料，尤其是金納米顆粒，其高度可調的光學特性可大大增強對可見光及近紅外光的吸收，其良好的光學性質和表面化學能力能夠對腫瘤組織進行準確定位和高效治療，有望成為癌癥臨床治療的新手段。

目前，在成像領域應用的金納米顆粒多為尺寸均一、膠體穩定性好、小于50nm的金納米顆粒，這些納米顆粒呈球形、殼裝、棒狀、籠狀在CT光聲學MRI等多種分子成像技術方面運用。金納米顆粒能夠有效地延長在血液循環中的停留時間，不但延長了顯像時間，其極低的細胞毒性也降低了對腎臟的毒副作用。金納米顆粒易控的表面化學親和力使其能與一些特定的抗體蛋白耦聯，制備出功能化的納米探針。惡性腫瘤細胞表面有區別于普通細胞的過表達受體，能特異性結合帶有相應蛋白分子的金納米材料。整合素α_vβ₃在多種腫瘤細胞表面和新生血管內皮細胞上高表達,但在成熟血管內皮細胞和絕大多數正常器官系統中α_vβ₃不表達或者很少量的表達。RGD多肽是一類含有精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸(Arg-Gly-Asp)的短肽，將α_vβ₃作為腫瘤的結合位點，通過RGD和α_vβ₃的特異性結合，使得金納米棒與腫瘤細胞特異性結合。將金納米棒(Gold?nanorods,AuNRs)與RGD結合，使得金納米棒能特異性靶向腫瘤細胞。在腫瘤部位，金納米材料能夠很好地衰減X射線，作為CT造影劑進行CT成像，得到腫瘤部位的CT圖像。

金納米光學成像在活體研究及臨床轉化中受到很大限制，很多研究團隊試圖借助其他成像分子探針，如核素探針⁶⁴Cu和¹¹¹In，光學探針ICG，磁共振探針Fe₃O₄等標記金納米材料構建多功能納米探針，進行金納米靶向腫瘤的活體成像和治療研究。將核素成像應用到腫瘤治療中可以得到病灶的詳細信息。但是核素成像，如PET、SPECT成像靈敏度高、不受探測深度的限制，但其設備昂貴，空間分辨率低。目前，在金納米靶向腫瘤的診斷和治療研究中，聯合核素成像和光學成像技術發展多功能納米探針，實現成像和治療一體化，在未來的生物醫學研究中有著重要的意義。切倫科夫效應由科學家Cerenkov在1934年發現，指帶電粒子以超光速在介質中運行時可將其一部分能量轉化為400-900nm波段的可見光和近紅外光。放射性同位素的切倫科夫發光成像(Cerenkov?Luminescence?Imaging，CLI)是利用核素切倫科夫效應產生的光進行的成像。切倫科夫發光成像具有諸多光學成像的優點，比如靈敏度高、價格低廉、成像時間短、易于開展等。更重要的是基于切倫科夫效應，針對同一核素標記分子探針可分別進行光學成像與核素成像，明顯區別于傳統的多重標記分子探針進行的多模態成像，更容易保持分子探針的生物活性，而且基于同一分子探針的體內生物過程分別進行光學與核素成像，有利于進行圖像融合研究。由于多種放射性核素產生的高能帶電粒子均滿足切倫科夫效應發生條件，能夠產生能被高靈敏的光學成像設備采集到的光學信號，因此可利用現有的核素標記分子探針進行臨床光學顯像，能夠克服光學染料毒性較大難以用于臨床的不足。

單一成像模態無法為疾病診斷提供足夠全面的信息。為了實現對重大疾病的早期診斷與精確治療，結合不同成像模式的優勢獲得更靈敏、更準確、更全面的生理病理信息的多模態分子成像成為分子影像發展的熱點和發展趨勢。將CT、核素、切倫科夫成像結合的多模態成像，各模態之間能夠相互彌補各自成像的劣勢，并且利用各自成像的優勢得到腫瘤部位的詳細信息，為診斷和治療提供更加全面和詳細的信息。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明的目的是通過一種特殊的金納米棒多功能探針，利用探針對腫瘤動物模型進行多模態成像。首先利用RGD對腫瘤血管的靶向性，多功能探針特異性聚集在腫瘤部位，金納米棒作為CT造影劑進行CT成像，然后通過放射性核素⁶⁸Ga進行核素成像和切倫科夫發光成像。

為了上述目的，本發明采用如下技術方案：

步驟1，金納米棒多功能分子探針的制備：

步驟1.1，制備金納米棒(AuNRs)