[發(fā)明專利]一種細胞膜靶向納米探針及其制備和在光響應調控神經(jīng)元鈣離子流動上的應用

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210315339.5
• 申請日: 2022-03-28
• 公開（公告）號: CN114767850A
• 公開（公告）日: 2022-07-22
• 發(fā)明（設計）人: 陳俊孜;吳迪
• 申請（專利權）人: 浙江中醫(yī)藥大學
• 主分類號: A61K41/00
• 分類號: A61K41/00;A61K33/242;A61K47/60;A61K47/68;A61P25/00;B22F1/054;B22F9/24;B82Y5/00;B82Y40/00
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務所(特殊普通合伙) 33240
• 代理人: 朱亞冠

本發(fā)明公開一種細胞膜靶向納米探針及其制備和在光響應調控神經(jīng)元鈣離子流動上的應用。本發(fā)明采用以小尺寸、高長徑比的金納米棒為主體結構，以HS?PEG?NHS和Anti?TRPV?1抗體為靶向修飾材料，組裝后得到的探針可實現(xiàn)非入侵、非破壞式的遠程式安全探針。以小尺寸、高長徑比的金納米棒為主體結構，并引入Anti?TRPV?1抗體的修飾提高了納米探針的細胞膜靶向特性，可將納米探針結合到神經(jīng)元膜表面的TRPV?1抗體上。TRPV?1對熱刺激敏感的特征與金納米棒對近紅外光刺激的光熱轉化不謀而合，起到了協(xié)同作用，在金納米棒的熱轉化下，可快速刺激TRPV?1通道的開關，進而實現(xiàn)了可逆調控神經(jīng)元鈣離子運動。

技術領域

本發(fā)明屬于醫(yī)用材料技術領域，具體涉及一種細胞膜靶向納米探針及其制備和在光響應調控神經(jīng)元鈣離子流動上的應用。

背景技術

隨著納米技術的快速發(fā)展，納米探針的出現(xiàn)為調控細胞活動提供了一種更為精準的干預策略。其中，由于無創(chuàng)、無損、非入侵式等特點，將納米探針結合光刺激來調控細胞生命活動受到了生命醫(yī)學領域研究人員的關注。通過調節(jié)光的波長、刺激時間、刺激時長、刺激位置等參數(shù)，研究人員可以實現(xiàn)時空特異性干預細胞的生命活動，從而進一步調控體內生物化學變化、輔助疾病治療。

鈣離子是人體的重要組成元素，在各項生理活動中都發(fā)揮著特殊作用，尤其是在腦活動中扮演了傳遞者的角色。當鈣離子通過細胞膜內流或者外溢后，神經(jīng)元便產(chǎn)生了神經(jīng)沖動，即神經(jīng)電信號。電信號的產(chǎn)生促使神經(jīng)元分泌神經(jīng)遞質，并傳給下一個神經(jīng)元。當下一個神經(jīng)元接受到遞質后，又進一步產(chǎn)生鈣離子流動，然后將電信號逐級傳遞。通過離子流動、信號傳遞的周而反復，人們才能夠形成意識、情感并學會認知、學習、記憶等高級技能。當神經(jīng)元鈣離子流動出現(xiàn)異常時，就有可能出現(xiàn)認知困難、反應遲鈍，甚至導致老年癡呆、癲癇等疾病發(fā)生。因此，在鈣離子活動異常后，有必要對其流動進行人為干預，以達到預防或是治療疾病的目的。

目前，可以實現(xiàn)調控神經(jīng)元鈣離子流動的方案主要有兩類，分別是藥物治療和電極刺激兩種。其中，藥物治療是指服用或注射鈣離子受體拮抗劑或是激動劑，以抑制鈣離子的內流或是外溢，這種僅適用于廣泛區(qū)域的鈣離子流動異常，卻無法在特定空間(腦區(qū))進行干預。另一種電極刺激的方案雖然精準，但卻需要破壞性地植入腦內進行刺激，這種入侵式的干預策略必然不適用于長期調控?；谏鲜鋈毕?，亟需一種安全、精準調控鈣離子流動的干預策略，對于基礎研究和臨床應用均具有重要意義。

發(fā)明內容

本發(fā)明的第一個目的在于針對現(xiàn)有鈣離子流動調控技術上無法同時實現(xiàn)非破壞式調控、可逆調控、響應時間不足的缺陷，提供一種神經(jīng)元細胞膜靶向納米探針的制備方法。該納米探針可響應組織深度高，靈敏度好，單分散性好，合成路徑清晰，可重復性強，調控鈣離子時操作簡便，適用于不同種類神經(jīng)元鈣離子流動的調控及相關疾病的防治研究。

本發(fā)明涉及的納米探針是采用分步法逐級制備。

步驟(1)：長度為30-70nm、直徑為5-10nm、長徑比不小于5的金納米棒制備；

作為優(yōu)選，步驟(1)具體是將十六烷基苯磺酸鈉、氯酸金混合后加入硝酸銀攪拌一段時間，然后調節(jié)pH至1-2后再加入還原劑氫醌水溶液，制備得到金納米種子(goldnanoseeds)；將金納米種子置于一定溫度(4-60℃)水浴中反應15分鐘以上，快速加入硼氫化鈉溶液作為老化劑，促使金納米種子縱向生長形成金納米棒。

更為優(yōu)選，步驟(1)具體是配制10mL濃度為0.01-0.2M十六烷基苯磺酸鈉溶液作為穩(wěn)定劑，加入500μL濃度為1-20mM氯酸金溶液快速攪拌，然后再加入20μL濃度為0.1-2M的硝酸銀溶液攪拌，最后加入10-30μL濃度為1M的鹽酸調節(jié)pH后加入500μL濃度為0.1-1M的氫醌水溶液作為還原劑，制備得到金納米種子；將上述金納米種子在一定溫度(4-60℃)水浴中反應15分鐘以上，快速加入硼氫化鈉溶液作為老化劑，促使金納米種子縱向生長形成金納米棒。