CN108144074A - 一种放射性碘标记的黑色素纳米颗粒、水凝胶及制法、应用 - Google Patents

一种放射性碘标记的黑色素纳米颗粒、水凝胶及制法、应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种放射性碘标记的黑色素纳米颗粒、水凝胶及制法、应用，所述放射性碘标记的黑色素纳米颗粒利用黑色素纳米颗粒结合金属银离子再结合放射性碘离子的方法标记得到，所述放射性碘标记的黑色素纳米颗粒水凝胶由放射性碘标记的黑色素纳米颗粒，四臂聚乙二醇巯基和水混合震荡得到。本发明制备的放射性碘标记的黑色素纳米颗粒标记率不低于75％，稳定性高，制备的水凝胶具有可注射、可靶向给药、可降解等特点，放射性碘标记的黑色素纳米颗粒在肿瘤细胞内驻留时间长，对***，***，肠癌，***癌具有良好的治疗效果。

Description

一种放射性碘标记的黑色素纳米颗粒、水凝胶及制法、应用
技术领域
本发明涉及一种放射性碘标记的黑色素纳米颗粒、水凝胶及制法、应用，属于生物医药技术领域。
背景技术
肿瘤是严重危害人类健康的疾病之一,现在发病率高，全世界每年约600万人死于恶性肿瘤，且每年呈递增趋势,而我国病例数相当庞大，有资料显示占全世界病例数的55％。目前，肿瘤的非手术治疗方法主要有化疗法和放疗法，但两方法均缺乏对肿瘤细胞的特异性。
纳米技术的出现为肿瘤的早期诊断和治疗带来了新的希望，由纳米技术和医学结合形成的纳米医学在疾病的诊断和治疗等方面已取得突破性进展，表现出了强劲的发展势头，这主要是由于肿瘤部位的淋巴循环较正常组织的渗透率低，当以静脉给药的方式注射入纳米粒子后，纳米粒子能从肿瘤有隙漏的内皮组织血管中溢出而滞留在肿瘤内，从而延长药物在肿瘤中的存留时间，采用纳米粒子可以将化疗与放疗药物靶向肿瘤组织，提高药物在肿瘤中的浓度，对正常组织的不良反应可降至最低。
黑色素是一种无定形、不规则的功能性生物高分子，它存在于许多组织器官，包括人体的皮肤，眼睛等，具有抗氧化、抗肿瘤、抗蛇毒、抗病毒、护肝、防辐射等多种生物活性，其作为一种天然材料，安全、无毒，具有较好的生物相容性、无免疫原性，可尝试根据不同的使用目的对结构进行修饰，制成相应的纳米粒子，并作为一种新型的多功能体内放射治疗载体。
内放射性碘治疗法是肿瘤核医学的特色，其中，放射性碘是较为常用的一种治疗用碘，常用的放射性碘有131I，124I，125I，123I等。目前，放射性碘的主要标记方法有氯胺T法，乳过氧化物酶法，Iodogen碘化法和酰化试剂(Bolton和Hunter试剂)法，其中，氯胺T法标记效率高、操作简单、重复性好、试剂便宜易得，是目前使用最多的碘标记方法，但该方法存在标记率低，标记物的稳定性差、靶向性差等缺点。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为解决现有肿瘤诊断、治疗技术存在的问题，提供一种放射性碘标记的黑色素纳米颗粒、水凝胶及制法、应用。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种放射性碘标记的黑色素纳米颗粒的制备方法，包括以下步骤：
取黑色素纳米颗粒水溶液，将黑色素纳米颗粒水溶液与可溶性银盐溶液混合均匀并加热进行反应，去除自由银离子；
将去除自由银离子的溶液与可溶性放射性碘盐溶液进行混合反应，去除自由碘离子，得到含有放射性碘标记的黑色素纳米颗粒的溶液，除去放射性碘标记的黑色素纳米颗粒溶液中的水分，得到放射性碘标记的黑色素纳米颗粒。
优选地，黑色素纳米颗粒的直径为3-6nm。
优选地，黑色素纳米颗粒水溶液的获得方法为：将黑色素溶解于pH不小于12的碱性溶液中，搅拌5-30min，然后调节pH至6-8，并在10-20W的超声功率下超声振荡1-3min，将黑色素纳米颗粒水溶液通过超滤去除自由银离子，冷冻干燥除水，得黑色素纳米颗粒，再将黑色素纳米颗粒溶于水中得到黑色素纳米颗粒水溶液。
优选地，黑色素纳米颗粒水溶液与可溶性银盐溶液混合后，先将混合溶液调节pH至5-6，再在30-50℃下搅拌反应0.5-1.5h。
优选地，所述黑色素纳米颗粒与可溶性银盐的质量比为1:0.01-0.2。
优选地，将去除自由银离子的溶液与可溶性放射性碘盐溶液进行混合反应时，与黑色素相结合的Ag+与可溶性放射性碘盐反应的摩尔比为1:0.5-50。
优选地，所述可溶性银盐为硝酸银、亚硝酸银、氟化银或高氯酸银中的一种或多种；所述放射性碘为131I、124I、125I或123I中的一种或多种。
一种根据上述制备方法制备的放射性碘标记的黑色素纳米颗粒。
一种放射性碘标记的黑色素纳米颗粒水凝胶，包括：放射性碘标记的黑色素纳米颗粒，四臂聚乙二醇巯基，以及适量水，所述四臂聚乙二醇巯基的结构式为：C(CH2O(CH2CH2O)nCH2CH2SH)4，式中所述n为5-100之间的整数。
优选地，所述放射性碘标记的黑色素纳米颗粒与四臂聚乙二醇巯基反应的质量比为1:2-20，所述放射性碘标记的黑色素纳米颗粒与四臂聚乙二醇巯基的质量之和在水凝胶中的质量百分比为5％-50％。
一种放射性碘标记的黑色素纳米颗粒在治疗***和/或乳腺癌和/或肠癌和/或***癌和/或肺癌中的应用。
本发明的有益效果是：
(1)本发明制备的放射性碘标记的黑色素纳米颗粒标记率不低于75％，与传统氯胺T法制备的标记物相比，标记率大大提高。
(2)本发明制备的放射性碘标记的黑色素纳米颗粒(标记物)与传统的氯胺T法制备的标记物相比，在血浆与生理盐水中稳定性有明显的提高。
(4)本发明制备放射性碘标记的黑色素纳米颗粒水凝胶时以安全无毒且具有较好的生物相容性、无免疫原性的黑色素作为放射治疗载体，加入安全无毒、可生物降解、具有良好水溶性的四臂聚乙二醇巯基，四臂聚乙二醇巯基与黑色素的醌键发生加成反应，形成交联网络，制备的水凝胶具有可注射、可靶向给药、可降解等特点，放射性碘标记的黑色素纳米颗粒在肿瘤细胞内驻留时间长，对***、乳腺癌、肠癌、***癌、肺癌具有良好的治疗效果。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是实施例3制备的123I标记的黑色素纳米颗粒在血浆与生理盐水中稳定性示意图；
图2是对比例1制备的124I标记的黑色素纳米颗粒在血浆与生理盐水稳定性示意图；
图3是实施例6制备的131I标记黑色素纳米颗粒对***细胞的杀伤效果图；
图4是将实施例6制备的131I标记黑色素纳米颗粒水凝胶注入患***(异种移植肿瘤)小鼠体内的单光子发射计算机断层成像术(SPECT)显像图。
具体实施方式
现在对本发明作进一步详细的说明。
实施例1
将黑色素溶解于0.01N的氢氧化钠溶液中，搅拌5min，然后加入0.01N盐酸溶液调pH至6-8，在10W的超声功率下超声3min，得黑色素纳米颗粒水溶液，将该溶液超滤，水洗2次除去杂质，干燥除水，即得直径为3-6nm的黑色素纳米颗粒；
将所得的黑色素纳米颗粒配制成浓度为1mg/mL的黑色素纳米颗粒水溶液后，取1mL黑色素纳米颗粒水溶液加入20μL浓度为10mg/mL的硝酸银溶液中，调节溶液的PH至5-6，然后在30℃下搅拌反应1.5h，超滤除去多余的银离子，即可将Ag+连接至MNP，得MNP-Ag+；
将所得MNP-Ag+与Na123I按1:50的摩尔比搅拌反应0.5h，超滤，得MNP-Ag-123I，标记率为78％。
实施例2
将黑色素溶解于0.1N的氢氧化钠溶液中，搅拌30min，然后加入0.1N盐酸溶液调pH至6-8，在20W的超声功率下超声1min，得黑色素纳米颗粒水溶液，将该溶液超滤，水洗4次除去杂质，干燥除水，即得直径为3-6nm的黑色素纳米颗粒；
将所得的黑色素纳米颗粒配制成浓度为1mg/mL的黑色素纳米颗粒水溶液后，取1mL黑色素纳米颗粒水溶液加入20μL浓度为0.5mg/mL的亚硝酸银溶液中，调节溶液的pH至5-6，然后在50℃下搅拌反应0.5h，超滤除去多余的银离子，即可将Ag+连接至MNP，得MNP-Ag+；
将所得MNP-Ag+与Na124I按1:0.5的摩尔比搅拌反应1.5h，超滤，得MNP-Ag-124I，标记率为76％。
实施例3
将黑色素溶解于0.05N的氢氧化钠溶液中，搅拌10min，然后加入0.05N盐酸溶液调pH至6-8，在15W的超声功率下超声2min，得黑色素纳米颗粒水溶液，将该溶液超滤，水洗3次除去杂质，干燥除水，即得直径为3-6nm的黑色素纳米颗粒；
将所得的黑色素纳米颗粒配制成浓度为1mg/mL的黑色素纳米颗粒水溶液后，取1mL黑色素纳米颗粒水溶液加入20μL浓度为8.5mg/mL的硝酸银溶液中，调节溶液的PH至5-6，然后在40℃下搅拌反应1h，超滤除去多余的银离子，即可将Ag+连接至MNP，得MNP-Ag+；
将所得MNP-Ag+与Na131I按1:10的摩尔比搅拌反应1h，超滤，得MNP-Ag-131I，标记率为75％。
实施例4
将实施例1制备的黑色素纳米颗粒与四臂聚乙二醇巯基(C(CH2O(CH2CH2O)5CH2CH2SH)4)按1:2的质量比加入水中，混合震荡30min，得放射性碘标记的黑色素纳米颗粒水凝胶，所述放射性碘标记的黑色素纳米颗粒与四臂聚乙二醇巯基的质量之和在水凝胶中的质量百分比为50％。
实施例5
将实施例2制备的黑色素纳米颗粒与四臂聚乙二醇巯基(C(CH2O(CH2CH2O)100CH2CH2SH)4)按1:20的质量比加入水中，混合震荡5min，得放射性碘标记的黑色素纳米颗粒水凝胶，所述放射性碘标记的黑色素纳米颗粒与四臂聚乙二醇巯基的质量之和在水凝胶中的质量百分比为5％。
实施例6
将实施例3制备的黑色素纳米颗粒与四臂聚乙二醇巯基(C(CH2O(CH2CH2O)50CH2CH2SH)4)按1:10的质量比加入水中，混合震荡15min，得放射性碘标记的黑色素纳米颗粒水凝胶，所述放射性碘标记的黑色素纳米颗粒与四臂聚乙二醇巯基的质量之和在水凝胶中的质量百分比为25％。
对比例1
将实施例3制备的黑色素纳米颗粒配制成浓度为1mg/mL的黑色素纳米颗粒水溶液后，将Na131I水溶液加入1mL黑色素纳米颗粒水溶液中，使MNP与Na131I的摩尔比为1:10，再加入0.2mL浓度为15mg/mL的氯胺T溶液中，再加入PBS调节溶液的PH至6-8，磁力搅拌反应1h，超滤，得MNP-Ag-131I，标记率为31％。
效果例1放射性碘标记的黑色素纳米颗粒的稳定性考察
本效果例对放射性碘标记的黑色素纳米颗粒(标记物)的稳定性考察，采用标记物在37℃下，在不同介质中孵育不同时间后的放射化学纯度来表示。
如图1所示，将实施例3制备的标记物在血浆及生理盐水(0.9％的NaCl溶液)于37℃水浴锅中放置1，2，4，8，24，48h后，其放射化学纯度呈现缓慢下降的趋势，实施例3制备的标记物在血浆中放置48h后的放射化学纯度高达98％，在生理盐水中放置48h后的放射化学纯度仍高达96％，说明实施例3制备的标记物在血浆和生理盐水中具有较好的稳定性。
如图2所示，将对比例1制备的标记物在血浆及生理盐水(0.9％的NaCl溶液)于37℃水浴锅中放置1，2，4，8，24，48h后，其放射化学纯度下降较快，对比例1制备的标记物在血浆中放置48h后的放射化学纯度为68％，在生理盐水中放置48h后的放射化学纯度仅为46％，说明对比例1制备的标记物在血浆和生理盐水中的稳定性较差。
效果例2放射性碘标记的黑色素纳米颗粒水凝胶对***细胞的杀伤效果考察
将***细胞培育在96孔板中，每孔约10000个细胞；
将实施例3制备的MNP-Ag-131I用细胞培养基分别稀释成5，10，20，50，100，200μCi/mL的溶液，分别加入到96孔板中，每组6个复孔，并设不加MNP-Ag-131I的对比例；
培养24h后，加入10μL浓度为5mg/mL的MTT溶液，孵育2h，用酶标仪读取490nm处吸光度，通过与无MNP-Ag-131I处理的吸光度对比，计算得到***细胞的存活率。
由图3可知，随着MNP-Ag-131I浓度的升高，***细胞的存活率逐渐降低，尤其是当MNP-Ag-131I浓度达50μCi/mL时，***细胞的存活率降低较多，当MNP-Ag-131I浓度达200μCi/mL时，培养24h后***细胞的存活率约为20％
效果例3将放射性碘标记的黑色素纳米颗粒水凝胶注入患***小鼠体内的SPECT显像情况
本效果例对放射性碘标记的黑色素纳米颗粒(标记物)制成的水凝胶注射至患有***(异种移植肿瘤)的小鼠体内，利用发射计算机断层成像术(SPECT)对标记物在肿瘤内的滞留时间及全身分布情况进行了分析。
SPECT显像结果表明，将100μL实施例6制备的放射性碘标记的黑色素纳水凝胶注射至患有***(异种移植肿瘤)的小鼠体内8h后，标记物几乎全部富集在肿瘤细胞内(结果如图4所示)，注射24h后，标记物才开始由肿瘤中心向周围组织扩散，但此时放射性碘标记的黑色素纳米颗粒已对肿瘤细胞有了明显的杀伤效果，注射36h后，标记物进一步向周围组织扩散，且肿瘤中心的放射性剂量明显减弱。
可见，本发明制备的放射性碘标记的黑色素纳米颗粒水凝胶可靶向给药，放射性碘标记的黑色素纳米颗粒在肿瘤细胞内驻留时间长，对***具有良好的治疗效果。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.一种放射性碘标记的黑色素纳米颗粒的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
取黑色素纳米颗粒水溶液，将黑色素纳米颗粒水溶液与可溶性银盐溶液混合均匀并加热进行反应，去除自由银离子；
将去除自由银离子的溶液与可溶性放射性碘盐溶液进行混合反应，去除自由碘离子，得到含有放射性碘标记的黑色素纳米颗粒的溶液，除去放射性碘标记的黑色素纳米颗粒溶液中的水分，得到放射性碘标记的黑色素纳米颗粒。
2.根据权利要求1所述的放射性碘标记的黑色素纳米颗粒的制备方法，其特征在于，
黑色素纳米颗粒的直径为3-6nm。
3.根据权利要求2所述的放射性碘标记的黑色素纳米颗粒的制备方法，其特征在于，
黑色素纳米颗粒水溶液的获得方法为：将黑色素溶解于pH不小于12的碱性溶液中，搅拌5-30min，然后调节pH至6-8，并在10-20W的超声功率下超声振荡1-3min，将黑色素纳米颗粒水溶液通过超滤去除自由银离子，冷冻干燥除水，得黑色素纳米颗粒，再将黑色素纳米颗粒溶于水中得到黑色素纳米颗粒水溶液。
4.根据权利要求1-3任一项所述的放射性碘标记的黑色素纳米颗粒的制备方法，其特征在于，
黑色素纳米颗粒水溶液与可溶性银盐溶液混合后，先将混合溶液调节pH至5-6，再在30-50℃下搅拌反应0.5-1.5h，所述黑色素纳米颗粒与可溶性银盐的质量比为1:0.01-0.2。
5.根据权利要求1-4任一项所述的放射性碘标记的黑色素纳米颗粒的制备方法，其特征在于，
将去除自由银离子的溶液与可溶性放射性碘盐溶液进行混合反应时，与黑色素相结合的Ag+与可溶性放射性碘盐反应的摩尔比为1:0.5-50。
6.根据权利要求1-5任一项所述的放射性碘标记的黑色素纳米颗粒的制备方法，其特征在于，所述可溶性银盐为硝酸银、亚硝酸银、氟化银或高氯酸银中的一种或多种；所述放射性碘为131I、124I、125I或123I中的一种或多种。
7.一种根据权利要求1-6任一项所述的制备方法制备的放射性碘标记的黑色素纳米颗粒。
8.一种放射性碘标记的黑色素纳米颗粒水凝胶，其特征在于，
包括：放射性碘标记的黑色素纳米颗粒，四臂聚乙二醇巯基，以及适量水，所述四臂聚乙二醇巯基的结构式为：C(CH2O(CH2CH2O)nCH2CH2SH)4，式中n为5-100之间的整数。
9.根据权利要求8所述的放射性碘标记的黑色素纳米颗粒水凝胶，其特征在于，所述放射性碘标记的黑色素纳米颗粒与四臂聚乙二醇巯基反应的质量比为1:2-20，所述放射性碘标记的黑色素纳米颗粒与四臂聚乙二醇巯基的质量之和在水凝胶中的质量百分比为5％-50％。
10.一种放射性碘标记的黑色素纳米颗粒在治疗***和/或乳腺癌和/或肠癌和/或***癌和/或肺癌中的应用。
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