RU2777103C2 - Способ получения частиц для специфического таргетинга клеток - Google Patents
Способ получения частиц для специфического таргетинга клеток Download PDFInfo
- Publication number
- RU2777103C2 RU2777103C2 RU2020134602A RU2020134602A RU2777103C2 RU 2777103 C2 RU2777103 C2 RU 2777103C2 RU 2020134602 A RU2020134602 A RU 2020134602A RU 2020134602 A RU2020134602 A RU 2020134602A RU 2777103 C2 RU2777103 C2 RU 2777103C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- particles
- acid
- hematite
- receptor
- hematite particles
- Prior art date
Links
- 239000002245 particle Substances 0.000 title claims abstract description 104
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 5
- 229910052595 hematite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 85
- 239000011019 hematite Substances 0.000 claims abstract description 85
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims abstract description 60
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 27
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims abstract description 24
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims abstract description 24
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 20
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims abstract description 6
- 230000021615 conjugation Effects 0.000 claims abstract description 5
- 238000007792 addition Methods 0.000 claims abstract description 4
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 36
- 229920001888 polyacrylic acid Polymers 0.000 claims description 23
- BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N formic acid Chemical compound OC=O BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- 229920002873 Polyethylenimine Polymers 0.000 claims description 16
- 239000004584 polyacrylic acid Substances 0.000 claims description 16
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N HCl Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 claims description 13
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 claims description 13
- 229920002307 Dextran Polymers 0.000 claims description 9
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 claims description 6
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 claims description 5
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 claims description 5
- -1 lactoglobulin Proteins 0.000 claims description 5
- 239000011707 mineral Substances 0.000 claims description 5
- 229920000805 Polyaspartic acid Polymers 0.000 claims description 4
- 108010039918 Polylysine Proteins 0.000 claims description 4
- 229920000656 polylysine Polymers 0.000 claims description 4
- 150000001718 carbodiimides Chemical class 0.000 claims description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 3
- 108020004707 nucleic acids Proteins 0.000 claims description 3
- 150000007523 nucleic acids Chemical group 0.000 claims description 3
- 230000001225 therapeutic Effects 0.000 claims description 3
- 229920002395 Aptamer Polymers 0.000 claims description 2
- 108090001008 Avidin Proteins 0.000 claims description 2
- 229920002134 Carboxymethyl cellulose Polymers 0.000 claims description 2
- 229920001661 Chitosan Polymers 0.000 claims description 2
- 229960000304 Folic Acid Drugs 0.000 claims description 2
- OVBPIULPVIDEAO-LBPRGKRZSA-N Folic acid Natural products C=1N=C2NC(N)=NC(=O)C2=NC=1CNC1=CC=C(C(=O)N[C@@H](CCC(O)=O)C(O)=O)C=C1 OVBPIULPVIDEAO-LBPRGKRZSA-N 0.000 claims description 2
- 101710015954 HVA1 Proteins 0.000 claims description 2
- 101700065814 LEA2 Proteins 0.000 claims description 2
- 101700021338 LEC Proteins 0.000 claims description 2
- 101700077545 LECC Proteins 0.000 claims description 2
- 101700028499 LECG Proteins 0.000 claims description 2
- 101700063913 LECT Proteins 0.000 claims description 2
- 101710034340 Os04g0173800 Proteins 0.000 claims description 2
- 108010090804 Streptavidin Proteins 0.000 claims description 2
- 102000004338 Transferrin Human genes 0.000 claims description 2
- 108090000901 Transferrin Proteins 0.000 claims description 2
- YBJHBAHKTGYVGT-ZKWXMUAHSA-N biotin Chemical compound N1C(=O)N[C@@H]2[C@H](CCCCC(=O)O)SC[C@@H]21 YBJHBAHKTGYVGT-ZKWXMUAHSA-N 0.000 claims description 2
- 229960002685 biotin Drugs 0.000 claims description 2
- 235000020958 biotin Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000011616 biotin Substances 0.000 claims description 2
- 239000001768 carboxy methyl cellulose Substances 0.000 claims description 2
- 235000010948 carboxy methyl cellulose Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000008112 carboxymethyl-cellulose Substances 0.000 claims description 2
- 230000001085 cytostatic Effects 0.000 claims description 2
- 239000000824 cytostatic agent Substances 0.000 claims description 2
- 230000001472 cytotoxic Effects 0.000 claims description 2
- 231100000433 cytotoxic Toxicity 0.000 claims description 2
- 235000019152 folic acid Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000011724 folic acid Substances 0.000 claims description 2
- 125000003929 folic acid group Chemical group 0.000 claims description 2
- 101700036391 lecA Proteins 0.000 claims description 2
- 239000002523 lectin Substances 0.000 claims description 2
- 230000005291 magnetic Effects 0.000 claims description 2
- 239000011976 maleic acid Substances 0.000 claims description 2
- 101700001016 mbhA Proteins 0.000 claims description 2
- 108010087904 neutravidin Proteins 0.000 claims description 2
- 229920000172 poly(styrenesulfonic acid) Polymers 0.000 claims description 2
- 229920001184 polypeptide Polymers 0.000 claims description 2
- 229940005642 polystyrene sulfonic acid Drugs 0.000 claims description 2
- 229920002689 polyvinyl acetate Polymers 0.000 claims description 2
- 239000011118 polyvinyl acetate Substances 0.000 claims description 2
- 229920000036 polyvinylpyrrolidone Polymers 0.000 claims description 2
- 239000001267 polyvinylpyrrolidone Substances 0.000 claims description 2
- 235000013855 polyvinylpyrrolidone Nutrition 0.000 claims description 2
- 230000002285 radioactive Effects 0.000 claims description 2
- 150000003384 small molecules Chemical group 0.000 claims description 2
- 239000012581 transferrin Substances 0.000 claims description 2
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 abstract description 75
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 28
- 230000002194 synthesizing Effects 0.000 abstract description 21
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 abstract description 20
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 abstract description 4
- 230000003000 nontoxic Effects 0.000 abstract description 2
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 210000004027 cells Anatomy 0.000 description 31
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 27
- 108090001123 antibodies Proteins 0.000 description 20
- 102000004965 antibodies Human genes 0.000 description 20
- 102000005962 receptors Human genes 0.000 description 17
- 108020003175 receptors Proteins 0.000 description 17
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 210000003743 Erythrocytes Anatomy 0.000 description 13
- 239000002953 phosphate buffered saline Substances 0.000 description 12
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 11
- 229910000460 iron oxide Inorganic materials 0.000 description 11
- 235000013980 iron oxide Nutrition 0.000 description 11
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 10
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 9
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 108091003117 Bovine Serum Albumin Proteins 0.000 description 8
- 229940098773 Bovine Serum Albumin Drugs 0.000 description 8
- 101710024851 LNPK Proteins 0.000 description 8
- 102100005430 LNPK Human genes 0.000 description 8
- 101710011271 NUSAP1 Proteins 0.000 description 8
- DLYUQMMRRRQYAE-UHFFFAOYSA-N Phosphorus pentoxide Chemical compound O1P(O2)(=O)OP3(=O)OP1(=O)OP2(=O)O3 DLYUQMMRRRQYAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 201000011510 cancer Diseases 0.000 description 8
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 8
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 8
- 238000004566 IR spectroscopy Methods 0.000 description 7
- 102000018358 Immunoglobulins Human genes 0.000 description 7
- 108060003951 Immunoglobulins Proteins 0.000 description 7
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 7
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000011449 brick Substances 0.000 description 6
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 6
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 6
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229940079593 drugs Drugs 0.000 description 6
- 238000000684 flow cytometry Methods 0.000 description 6
- 229910052598 goethite Inorganic materials 0.000 description 6
- AEIXRCIKZIZYPM-UHFFFAOYSA-M hydroxy(oxo)iron Chemical compound [O][Fe]O AEIXRCIKZIZYPM-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 6
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 6
- 101700025368 ERBB2 Proteins 0.000 description 5
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 5
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 5
- 239000007850 fluorescent dye Substances 0.000 description 5
- 235000019253 formic acid Nutrition 0.000 description 5
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 5
- 230000003287 optical Effects 0.000 description 5
- 229920001601 polyetherimide Polymers 0.000 description 5
- 238000003325 tomography Methods 0.000 description 5
- 238000001890 transfection Methods 0.000 description 5
- 241000283707 Capra Species 0.000 description 4
- 102000027760 ERBB2 Human genes 0.000 description 4
- 239000005089 Luciferase Substances 0.000 description 4
- 108060001084 Luciferase family Proteins 0.000 description 4
- 239000007987 MES buffer Substances 0.000 description 4
- 125000002485 formyl group Chemical group [H]C(*)=O 0.000 description 4
- 238000003018 immunoassay Methods 0.000 description 4
- 238000002595 magnetic resonance imaging Methods 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 4
- 210000000056 organs Anatomy 0.000 description 4
- 238000004627 transmission electron microscopy Methods 0.000 description 4
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 4
- 229940072221 IMMUNOGLOBULINS Drugs 0.000 description 3
- RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K Iron(III) chloride Chemical compound Cl[Fe](Cl)Cl RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 3
- 210000004185 Liver Anatomy 0.000 description 3
- 229920000272 Oligonucleotide Polymers 0.000 description 3
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 3
- 241000700159 Rattus Species 0.000 description 3
- 235000011054 acetic acid Nutrition 0.000 description 3
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 3
- 238000002296 dynamic light scattering Methods 0.000 description 3
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 3
- 230000002068 genetic Effects 0.000 description 3
- 238000000338 in vitro Methods 0.000 description 3
- VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N iron(2+);oxygen(2-) Chemical class [O-2].[Fe+2] VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 235000005985 organic acids Nutrition 0.000 description 3
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 3
- 239000012460 protein solution Substances 0.000 description 3
- 108020000948 Antisense Oligonucleotides Proteins 0.000 description 2
- 230000037177 Biodistribution Effects 0.000 description 2
- 210000004369 Blood Anatomy 0.000 description 2
- 108090000331 Firefly luciferases Proteins 0.000 description 2
- 229940022353 Herceptin Drugs 0.000 description 2
- 108010010691 Trastuzumab Proteins 0.000 description 2
- 241000545067 Venus Species 0.000 description 2
- 230000002378 acidificating Effects 0.000 description 2
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000074 antisense oligonucleotide Substances 0.000 description 2
- 230000000903 blocking Effects 0.000 description 2
- 239000008280 blood Substances 0.000 description 2
- UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M buffer Substances [Na+].OC([O-])=O UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 239000000084 colloidal system Substances 0.000 description 2
- 230000000875 corresponding Effects 0.000 description 2
- 229920003013 deoxyribonucleic acid Polymers 0.000 description 2
- 238000002524 electron diffraction data Methods 0.000 description 2
- 238000002149 energy-dispersive X-ray emission spectroscopy Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- VTLYFUHAOXGGBS-UHFFFAOYSA-N fe3+ Chemical compound [Fe+3] VTLYFUHAOXGGBS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000007306 functionalization reaction Methods 0.000 description 2
- 229910000041 hydrogen chloride Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 231100000053 low toxicity Toxicity 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 108010045030 monoclonal antibodies Proteins 0.000 description 2
- 102000005614 monoclonal antibodies Human genes 0.000 description 2
- 239000012218 nanoagent Substances 0.000 description 2
- 239000002159 nanocrystal Substances 0.000 description 2
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 description 2
- 238000004626 scanning electron microscopy Methods 0.000 description 2
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 2
- 159000000000 sodium salts Chemical class 0.000 description 2
- RPENMORRBUTCPR-UHFFFAOYSA-M sodium;1-hydroxy-2,5-dioxopyrrolidine-3-sulfonate Chemical compound [Na+].ON1C(=O)CC(S([O-])(=O)=O)C1=O RPENMORRBUTCPR-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 2
- 208000007502 Anemia Diseases 0.000 description 1
- 102100010782 EGFR Human genes 0.000 description 1
- 101700039191 EGFR Proteins 0.000 description 1
- 102100016662 ERBB2 Human genes 0.000 description 1
- 102000001554 Hemoglobins Human genes 0.000 description 1
- 108010054147 Hemoglobins Proteins 0.000 description 1
- NCNCGGDMXMBVIA-UHFFFAOYSA-L Iron(II) hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Fe+2] NCNCGGDMXMBVIA-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- BAUYGSIQEAFULO-UHFFFAOYSA-L Iron(II) sulfate Chemical compound [Fe+2].[O-]S([O-])(=O)=O BAUYGSIQEAFULO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- RUTXIHLAWFEWGM-UHFFFAOYSA-H Iron(III) sulfate Chemical compound [Fe+3].[Fe+3].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O RUTXIHLAWFEWGM-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 1
- 210000002540 Macrophages Anatomy 0.000 description 1
- 206010027476 Metastasis Diseases 0.000 description 1
- 206010028980 Neoplasm Diseases 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene (PE) Substances 0.000 description 1
- XPPKVPWEQAFLFU-UHFFFAOYSA-N Pyrophosphoric acid Chemical compound OP(O)(=O)OP(O)(O)=O XPPKVPWEQAFLFU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 101710037934 QRSL1 Proteins 0.000 description 1
- 210000003324 RBC Anatomy 0.000 description 1
- 238000000692 Student's t-test Methods 0.000 description 1
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- IZQZNLBFNMTRMF-UHFFFAOYSA-N acetic acid;phosphoric acid Chemical compound CC(O)=O.OP(O)(O)=O IZQZNLBFNMTRMF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001243 acetic acids Chemical class 0.000 description 1
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 125000003277 amino group Chemical group 0.000 description 1
- 239000000427 antigen Substances 0.000 description 1
- 102000038129 antigens Human genes 0.000 description 1
- 108091007172 antigens Proteins 0.000 description 1
- 238000005102 attenuated total reflection Methods 0.000 description 1
- 238000004166 bioassay Methods 0.000 description 1
- 238000002512 chemotherapy Methods 0.000 description 1
- 238000007374 clinical diagnostic method Methods 0.000 description 1
- 230000002860 competitive Effects 0.000 description 1
- 230000002596 correlated Effects 0.000 description 1
- 238000004163 cytometry Methods 0.000 description 1
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 1
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 1
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 1
- 238000002003 electron diffraction Methods 0.000 description 1
- 230000002121 endocytic Effects 0.000 description 1
- 230000000925 erythroid Effects 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 229940032296 ferric chloride Drugs 0.000 description 1
- 229940044631 ferric chloride hexahydrate Drugs 0.000 description 1
- 239000011790 ferrous sulphate Substances 0.000 description 1
- 235000003891 ferrous sulphate Nutrition 0.000 description 1
- 238000002073 fluorescence micrograph Methods 0.000 description 1
- 238000000799 fluorescence microscopy Methods 0.000 description 1
- 238000001215 fluorescent labelling Methods 0.000 description 1
- 238000004156 green chemistry Methods 0.000 description 1
- 238000001027 hydrothermal synthesis Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000002329 infrared spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 235000014413 iron hydroxide Nutrition 0.000 description 1
- 229910000359 iron(II) sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000360 iron(III) sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000006249 magnetic particle Substances 0.000 description 1
- 239000003550 marker Substances 0.000 description 1
- 239000011859 microparticle Substances 0.000 description 1
- 150000007522 mineralic acids Chemical class 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000006011 modification reaction Methods 0.000 description 1
- 229920000620 organic polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000005298 paramagnetic Effects 0.000 description 1
- 238000002428 photodynamic therapy Methods 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229940005657 pyrophosphoric acid Drugs 0.000 description 1
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 1
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 1
- KEAYESYHFKHZAL-UHFFFAOYSA-N sodium Chemical compound [Na] KEAYESYHFKHZAL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 238000001308 synthesis method Methods 0.000 description 1
- 238000002560 therapeutic procedure Methods 0.000 description 1
- 210000001519 tissues Anatomy 0.000 description 1
- 231100000167 toxic agent Toxicity 0.000 description 1
- 239000003440 toxic substance Substances 0.000 description 1
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 1
- 230000001131 transforming Effects 0.000 description 1
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 description 1
- 229960000575 trastuzumab Drugs 0.000 description 1
Images
Abstract
Изобретение относится к области биомедицины и наномедицины, в частности к способу получения частиц на основе гематита, способных специфически распознавать и связываться с клетками-мишенями. Для осуществления указанного способа сначала смешивают суспензию частиц ферригидрита с раствором кислоты, выбранной из серной, азотной, соляной, муравьиной, фосфорной и уксусной. Указанная кислота является концентрированной, а её концентрация после указанного смешения составляет не менее 50 мас.%. Далее полученную смесь инкубируют при температуре от 0 до +4 градусов Цельсия с целью формирования частиц гематита. Затем указанные частицы гематита переводят в водный раствор с рН более 2 с дальнейшим добавлением к суспензии указанных частиц раствора положительно-заряженного полимера для его сорбции на поверхность указанных частиц. После чего осуществляют конъюгацию специфичного к указанным клеткам рецептора с указанными молекулами полимера на поверхности указанных частиц. Настоящее изобретение позволяет получать нетоксичные наночастицы гематита контролируемого размера, функционализированные специфическими рецепторными молекулами, с использованием легко доступных реагентов способом, обладающим возможностью легкой масштабируемости условий синтеза. 29 з.п. ф-лы, 14 пр., 7 ил.
Description
Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к области биомедицины и наномедицины, в том числе к способам получения (синтеза) наночастиц на основе гематита, способных специфически распознавать и связываться с клетками-мишенями.
Уровень техники
В последнее время наблюдается активный рост использования нанотехнологий в биологии и медицине, а также других областях науки и техники. При лечении и диагностики (а также тераностики) заболеваний наночастицы имеют ряд преимуществ перед обычными молекулярными лекарствами, особенно таких как возможности создания более сложной структуры, позволяющей осуществлять контролируемое высвобождение активного компонента только в случае необходимости, возможности добавления различных механизмов для его адресной доставки и др. Наибольший интерес представляют частицы, обладающие свойствами, позволяющими детектировать их неинвазивно при помощи широко используемых в медицине аналитических методов таких как магнитно-резонансная томография (МРТ) и при этом обладающими низкой токсичностью. Ввиду этого одними из самых перспективных материалов для создания наночастиц являются оксиды железа, которые в зависимости от структуры могут обладать как Т1 так и Т2 контрастирующими свойствами в МРТ а также обладают самой низкой токсичностью среди переходных металлов. Одними из наиболее интересных наночастиц являются частицы гематита, как самого стабильного оксида железа. Они обладают высокой химической стабильностью, хорошими МРТ-контрастирующими свойствами, способностью деградировать в тканях организма естественным путем, в том числе осуществляя терапевтический эффект в отношении анемии (введение таких частиц, увеличивает уровень гемоглобина в крови).
Поэтому одной из важных задач современной медицины является разработка подходов для создания эффективных методик синтеза наночастиц гематита, обладающих следующими характеристиками:
1) Малое время проведения реакции,
2) Легкодоступные реагенты,
3) Возможность масштабирования синтеза без изменения параметров синтезируемых частиц таких как выход, размер и распределение по размерам,
4) Эффективная иммобилизация рецепторов, обеспечивающих высокоспецифичное связывание с клетками-мишенями.
Для решения данной проблемы известен близкий способ (US 20130251624 А1), в котором частицы гематита получают гидротермальным гидролизом раствора хлорида железа(III)
Недостатки этого способа заключаются в том, что:
1) Реакция проводится при повышенной температуре (от 90°С до 250°С).
2) Реакция проводится в течение продолжительного времени (более суток).
3) Реакция проводится при повышенном давлении.
Известен наиболее близкий способ (Nanomaterials 2020, 10, 323; doi:10.3390/nanol0020323), в котором частицы гематита получают из ферригидрита путем медленной трансформации в водных растворах.
Недостатки этого метода состоят в том, что:
1) Реакция проходит в течение нескольких месяцев.
2) Реакционные условия не предполагают масштабирования.
Таким образом, требуемый технический результат состоит в создании эффективного метода синтеза нетоксичных наночастиц оксида железа - гематита, функционализированных специфическими рецепторными молекулами, позволяющий получать частицы контролируемого размера с использованием легко доступных реагентов, и обладающий возможностью легкой масштабируемости условий синтеза.
Описание изобретения
Для достижения указанного технического результата предложен способ получения частиц гематита для специфического таргетинга (таргетной доставки к) клеток, включающий в себя, по крайней мере: i) смешение частиц ферригидрита с раствором по крайней мере одной кислоты и инкубацию полученной смеси при температуре не выше +4 градусов Цельсия с целью формирования частиц гематита, причем концентрация упомянутой кислоты после смешения с упомянутыми частицами ферригидрита составляет не менее 50% от концентрации концентрированной кислоты, ii) перевод упомянутых частиц гематита в водный раствор с рН более 2 с дальнейшим добавлением к суспензии упомянутых частиц гематита раствора полимера для его сорбции на поверхность частиц; iii) конъюгацию специфичного к упомянутым клеткам рецептора с упомянутыми молекулами полимера на поверхности упомянутых частиц.
Кроме того, способ, в котором упомянутый полимер принадлежит группе декстран, карбоксиметилдекстран, полиэтиленимин, полилизин, полиаспарагиновая кислота, полиакриловая кислота.
Кроме того, способ, в котором упомянутый полимер включает в себя карбоксильные группы и упомянутую конъюгацию проводят карбодиимидным способом.
Кроме того, способ, в котором упомянутый рецептор является пептидом, полипептидом или белком.
Кроме того, способ, в котором упомянутый рецептор является нуклеиновой кислотой. Кроме того, способ, в котором упомянутый рецептор является аптамером.
Кроме того, способ, в котором упомянутый рецептор является белком из группы: трансферрин, лактоглобулин, авидин, стрептавидин, нейтравидин, лектин.
Кроме того, способ, в котором упомянутый рецептор является антителом.
Кроме того, способ, в котором упомянутый рецептор является моноклональным антителом.
Кроме того, способ, в котором упомянутый рецептор является фрагментом антитела.
Кроме того, способ, в котором упомянутый рецептор является антителом против эритроцитов.
Кроме того, способ, в котором упомянутый рецептор является антителом против эритроцитов, причем введение упомянутой частицы характеризуется более длительным временем циркуляции в кровотоке, чем для таких же антител без упомянутых конъюгированных антител.
Кроме того, способ, в котором упомянутый рецептор является низкомолекулярным рецептором.
Кроме того, способ, в котором упомянутый рецептор является фолиевой кислотой или ее аналогом.
Кроме того, способ, в котором упомянутый рецептор является биотином или его аналогом.
Кроме того, способ, включающий в себя, по крайней мере: смешение частиц ферригидрита с раствором по крайней мере одной кислоты и инкубацию полученной смеси при температуре не выше +4 градусов Цельсия, причем концентрация упомянутой кислоты после смешения с упомянутыми частицами ферригидрита составляет не менее 50% от концентрации концентрированной кислоты.
Кроме того, способ, в котором концентрация упомянутой кислоты после смешения с упомянутыми частицами ферригидрита составляет не менее 70% от концентрации концентрированной кислоты.
Кроме того, способ, в котором концентрация упомянутой кислоты после смешения с упомянутыми частицами ферригидрита составляет не менее 90% от концентрации концентрированной кислоты.
Кроме того, способ, в котором упомянутую инкубацию осуществляют не более 10 минут.
Кроме того, способ, в котором упомянутую инкубацию осуществляют не более 1 часа.
Кроме того, способ, в котором упомянутую инкубацию осуществляют не более 24 часов.
Кроме того, способ, в котором упомянутая кислота является сильной минеральной кислотой.
Кроме того, способ, в котором упомянутая кислота является сильной минеральной кислотой из группы: серная, азотная, соляная.
Кроме того, способ, в котором упомянутая кислота является органической кислотой.
Кроме того, способ, в котором упомянутая кислота является органической кислотой из группы: муравьиная, уксусная.
Кроме того, способ, в котором упомянутую инкубацию проводят при температуре от 0.5 до 1 градуса Цельсия.
Кроме того, способ, в котором упомянутую инкубацию проводят при температуре 1.5-2.5 градуса Цельсия.
Кроме того, способ, который кроме того включает шаг синтеза упомянутого ферригидрита, который в свою очередь включает в себя, по крайней мере:
Кроме того, способ, в котором упомянутые частицы гематита имеют средний размер менее 100 нм.
Кроме того, способ, в котором упомянутые частицы гематита имеют средний размер менее 200 нм.
Кроме того, способ, в котором упомянутые частицы гематита имеют средний размер менее 1000 нм.
Кроме того, способ, в котором упомянутые частицы гематита имеют средний гидродинамический размер менее 100 нм.
Кроме того, способ, в котором упомянутые частицы гематита имеют средний гидродинамический размер менее 200 нм.
Кроме того, способ, в котором упомянутые частицы гематита имеют средний гидродинамический размер менее 1000 нм.
Кроме того, способ, в котором на упомянутые частицы гематита дополнительно сорбируют полимер.
Кроме того, способ, в котором на упомянутые частицы гематита коллоидно-стабильны.
Кроме того, способ, в котором на упомянутые частицы гематита имеют индекс полидисперсности менее 0.05.
Кроме того, способ, в котором на упомянутые частицы гематита имеют индекс полидисперсности менее 0.1.
Кроме того, способ, в котором на упомянутые частицы гематита имеют индекс полидисперсности менее 0.2.
Кроме того, способ, в котором на упомянутые частицы гематита дополнительно сорбируют полимер из группы: декстран, карбоксиметилдекстран, карбоксиметилцелюлюза, разветвленный полиэтиленимин, линейный полиэтиленимин, поливинилпирролидон, поливинилацетат, хитозан, полилизин, полиаспарагиновая кислота, полиакриловая кислота, полиоктадецен-альт-малеиновая кислота, полистиролсульфоновая кислота.
Кроме того, способ, в котором упомянутые частицы гематита дополнительно конъюгируют с меткой из группы: флуоресцентную, магнитную, МРТ-контрастирующую, рентгентоконтрастирующую, люминесцентную, радиоактивную.
Кроме того, способ, в котором упомянутые частицы гематита дополнительно включают в себя цитостатические, цитотоксические или терапевтические соединения.
Кроме того, способ получения частиц гематита, включающий в себя, по крайней мере:
i) смешение частиц ферригидрита с раствором по крайней мере одной концентрированной кислоты, выбранной из группы: серная, азотная, соляная, фосфорная, уксусная, муравьиная,
ii) инкубацию полученной смеси при температуре не выше +4 градусов Цельсия, причем:
в случае, когда упомянутая кислота является серной кислотой, концентрация упомянутой кислоты после смешения с упомянутыми частицами ферригидрита составляет не менее 90 массовых процентов, а время упомянутой инкубации составляет не более 30 минут,
в случае, когда упомянутая кислота является азотной кислотой, концентрация упомянутой кислоты после смешения с упомянутыми частицами ферригидрита составляет не менее 90 массовых процентов, а время упомянутой инкубации составляет не более 30 минут,
в случае, когда упомянутая кислота является соляной кислотой, концентрация упомянутой кислоты после смешения с упомянутыми частицами ферригидрита составляет не менее 90 массовых процентов, а время упомянутой инкубации составляет не более 30 минут,
в случае, когда упомянутая кислота является фосфорной кислотой, концентрация упомянутой кислоты после смешения с упомянутыми частицами ферригидрита составляет не менее 90 массовых процентов, а время упомянутой инкубации составляет не более 30 минут,
в случае, когда упомянутая кислота является уксусной кислотой, концентрация упомянутой кислоты после смешения с упомянутыми частицами ферригидрита составляет не менее 90 массовых процентов, время упомянутой инкубации составляет не более 24 часов, а упомянутая инкубация проводится при температуре не выше +20 градусов Цельсия,
в случае, когда упомянутая кислота является муравьиной кислотой, концентрация упомянутой кислоты после смешения с упомянутыми частицами ферригидрита составляет не менее 90 массовых процентов, время упомянутой инкубации составляет не более 24 часов, а упомянутая инкубация проводится при температуре не выше +20 градусов Цельсия.
Кроме того, способ получения (синтеза) частиц гематита, включающий в себя, по крайней мере: смешение частиц ферригидрита с раствором по крайней мере одной концентрированной кислоты (90 массовых процентов и выше для серной кислоты, 60 массовых процентов и выше для азотной кислоты, 30 массовых процентов и выше для соляной кислоты, 80 массовых процентов и выше для фосфорной кислоты 90 массовых процентов и выше для уксусной и муравьиной кислоты) и инкубацию полученной смеси при температуре не выше +4 градусов Цельсия в течение не более 10 минут при использовании минеральных кислот, и при температуре не выше +20 градусов Цельсия и не более 24 часов при использовании органических кислот причем эффективная концентрация упомянутой кислоты после смешения с упомянутыми частицами ферригидрита составляет не менее 70% от концентрации исходной концентрированной кислоты.
Характеристики и преимущества способов согласно данному изобретению будут далее проиллюстрированы в следующем подробном описании. Хотя изготовление и использование различных вариантов настоящего изобретения подробно обсуждается ниже, следует понимать, что настоящее изобретение обеспечивает множество применимых изобретательских концепций, которые могут быть воплощены в широком спектре конкретных контекстов. Конкретные варианты осуществления, обсуждаемые здесь, просто иллюстрируют различные способы создания и использования изобретения и не ограничивают объем изобретения. Все содержание приведенных здесь (ранее и далее) включено в настоящее описание посредством ссылки во всей их полноте для всех целей.
Следует отметить, что во всей заявке альтернативы записаны в группах Маркуша, например, каждое положение терапевтического агента, может содержать более одного возможного терапевтического агента. В частности, предполагается, что каждый член группы Маркуша следует рассматривать отдельно, тем самым, содержащий другой вариант осуществления, и группа Маркуша не должна читаться как единое целое. Кроме того, все цитируемые ссылки включены в настоящее описание посредством ссылки.
Подробное описание воплощений изобретения.
Разработка новых способов получения наноразмерных материалов с четко определенной формой, узким распределением по размерам и высокой стабильностью имеет огромное значение для такой быстро развивающейся области науки, как нанотехнологии. Мы обнаружили необычное взаимодействие между аморфным ферригидритом и концентрированной серной или другими минеральными и органическими кислотами. Вместо ожидаемого растворения ферригидрита мы наблюдали образование новых кирпично-красных наночастиц (НЧ) гематита, обладающих узким распределением по размерам. Согласно данным сканирующей (СЭМ) и просвечивающей электронной микроскопии (ПЭМ) (в том числе в режиме дифракционного контраста), рентгенофазового анализа (РФА), инфракрасной спектроскопии (ИКС) и энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии проведение реакции с различными кислотами производит к образованию схожих наночастиц. Раскрытая здесь реакция гидроксида железа с концентрированными кислотами идет по другому пути, что открывает новые возможности для синтеза устойчивых к воздействию кислот наночастиц оксида железа. Описанный ниже новый способ синтеза может быть полезен для разработки наноматериалов на основе оксида железа для таких требовательных к специфичности приложений, как наносенсоры, визуализация и терапия. Частицы легко модифицируются полимерами, флуоресцентными метками, антителами, и нуклеиновыми кислотами. Примеры применения наночастиц: i) специфический таргетинг эритроцитов для создания системы доставки лекарств на базе эритроцитов (red blood cell-hitchhiking); ii) таргетинг раковых клеток in vitro; iii) инфракрасная биовизуализация ex vivo.
Реакция свежеосажденного ферригидрита с разбавленной серной кислотой является важным примером проявления основности железа(III) [Schwertmann, U. et al. Schwertmann, U., Cornell, R.M., Eds.; Wiley: Weinheim, Germany, 2000]. Более того, эта реакция представляет интерес для ученых, работающих в области так называемой планетной химии, поскольку предполагается, что подобные реакции могут происходить на Марсе во время столкновения с астероидами [Dehouck, Ε. et al. J. Geophys. Res. Planets, 2017], а также могут протекать на Венере [Sill, G.T. American Geophysical Union: Washington, DC, USA, 1976]. Обычно считается, что эта реакция заканчивается быстрым растворением осадка с образованием полностью прозрачного раствора сульфата железа(III). С другой стороны, сообщалось, что реакция ферригидрита с разбавленными кислотами может длиться месяцами или даже годами и приводит к образованию микро- и наночастиц гематита и гетита [Schwertmann, U. et al. Schwertmann, U., Cornell, R.M., Eds.; Wiley: Weinheim, Germany, 2000; Schwertmann, U. et al. Clays Clay Miner., 1983; Waychunas, G.A. et al. J. Nanoparticle Res., 2005; Burleson, D.J. et al. Langmuir, 2006; Cudennec, Y. et al. J. Solid State Chem., 2006; Das, S. et al. Environ. Sci. Technol., 2011; Jiang, Z. et al. Sci. Rep., 2016]. Кроме того, известно, что получить наночастицы гематита можно с помощью принудительного гидролиза солей железа(III) [Raming, Т.P. et al. J. Colloid Interface Sci., 2002], гидротермальным методом [Wang, S.B. et al. J. Phys. Chem. C, 2007] и методами зеленой химии [Basavegowda, N. et al. Adv. Nat. Sci. Nanosci. Nanotechnol., 2017]. Недавно авторы работы [Lunin, A.V. et al. J. Colloid Interface Sci., 2019] сообщили о быстром и простом синтезе наночастиц водного оксида железа путем индуцированного азотной кислотой превращения ферригидрита. Из-за в целом низкой токсичности наночастиц гематита [Lunin, A.V. et al. RSC Adv., 2020] такие материалы перспективны для различных областей биомедицины. Более того, наночастицы с контролируемой формой и узким распределением по размерам могут быть использованы в качестве строительных блоков для самых требовательных и передовых приложений на сегодняшний день, таких как разработка «умных» агентов для диагностики in vitro [Shevchenko, K.G. et al. Biosens. Bioelectron., 2017; Cherkasov, V.R. et al. ACS Nano, 2020] и доставки лекарств [Sokolov, I.L. et al. Biochim. Biophys. Acta Gen. Subj., 2017; Tregubov, A.A. et al. Chem. Rev., 2018; Zelepukin, I.V. et al. Nanoscale, 2019]. В связи с этим мы попытались провести этот синтез более тщательно и обнаружили необычную реакцию между концентрированными кислотами и ферригидритом. Эта реакция вела к образованию почти монодисперсных наночастиц гематита вместо их полного растворения.
Нас заинтересовала идея о том, что в сильнокислой среде возможно образование гематита и других оксидов железа вместо их полного растворения. Поэтому была проведена попытка изучения свойств ферригидрита в условиях, похожих на условия на поверхности Венеры, ранней Земли и Марса во время интенсивных столкновений с астероидами. В качестве критических факторов в нашей упрощенной модельной системе были использованы низкие температуры и серная кислота, которая в избытке присутствует в данных условиях. Для моделирования природных условий на Марсе было изучено взаимодействие между ферригидритом и 35%-ным раствором серной кислоты при типичной для поверхности этой планеты температуре (-60°С). Ферригидрит был синтезирован реакцией между водными растворами хлорида железа и аммиака; ферригидритная паста на водной основе была приготовлена центрифугированием суспензии ферригидрита.
После добавления этой пасты в раствор серной кислоты цвет смеси сразу становился кирпично-красным. Мы отбирали образцы для анализа во время реакции, и, к удивлению, обнаружили, что несколько капель раствора, оставшихся на пипетке, оставались мутными и кирпично-красными в течение, по меньшей мере, нескольких часов при комнатной температуре. Только через два дня смесь превратилась в полностью прозрачный раствор, что указывало на образование сульфата железа. Поэтому мы решили провести аналогичную реакцию с концентрированной серной кислотой (98 мас.%) при более высокой температуре (0-4°С). Реакцию проводили следующим образом: серную кислоту охлаждали на ледяной бане, затем при интенсивном перемешивании к ней добавляли ферригидритную пасту, перемешивали в течение 5 мин, останавливали реакцию резким выливанием смеси в лед. Полученную смесь дважды центрифугировали и промывали водой. Для анализа образца использовали рентгенофазовый анализ. Рентгенограмма, приведенная на Фиг. 1, полностью соответствует фазе чистого гематита α-Fe2O3 (карточка JCPDS: №00-033-0664) без значительных примесей других фаз. Парамагнитная природа полученных частиц была подтверждена методом количественного определения магнитных частиц (MPQ-цитометрия) [Nikitin, М.Р. et al. Nanoscale, 2018], который выявил отсутствие ферро- и суперпарамагнитных фракций на уровне 0,1 нг/мл.
Методом сканирующей электронной микроскопии установлено, что осадок состоит из почти что кубических частиц размером примерно 50 нм (Фиг. 2). Дальнейший анализ с помощью просвечивающей электронной микроскопии (ПЭМ) выявил более сложные формы частиц, которые отличались от кубической и были похожи на описанные ранее в литературе нанокристаллы гематита (Фиг. 2) [Echigo, Т. et al. Am. Mineral., 2013]. Анализ методом энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии показал, что наночастицы (НЧ) не содержат никаких следов других элементов. Атомное соотношение Fe:O в образце составляет примерно 1:2,8, что ниже ожидаемого для гематита из-за низкой точности метода при анализе легких элементов (z<11). Таким образом, составы стандартного образца гематита, приготовленного по литературной методике [Schwertmann, U. et al. Schwertmann, U., Cornell, R.M., Eds.; Wiley: Weinheim, Germany, 2000] и приготовленного нами, показали примерно одинаковое соотношение Fe:O.
Кристаллическую структуру частиц определяли с использованием анализа электронной дифракции на выбранной площади (режим дифракционного контраста в ПЭМ), результаты показаны на Фиг. 2. Здесь видны яркие кольца, соответствующие большому количеству нанокристаллов гематита, и точечные рефлексы, которые относятся к отдельным частицам гетита. Некоторые из основных параметров решетки гематита или гетита совпадают. Единственный способ отличить эти фазы на электронограммах - это наличие кольца с параметром решетки 0,369 нм, соответствующим плоскости (012) гематита. Это кольцо расположено рядом с центральным пятном луча и несколькими одиночными пятнами со слабой интенсивностью, полученными от плоскостей (101) и (201) гетита (с межплоскостным расстоянием 0,416 и 0,336 нм, соответственно). Таким образом, НЧ состоят из смеси гематита (α-Fe2O3) и следов гетита (α-FeO (ОН)). ИК-спектр полученных НЧ содержит пики, которые идентичны пикам в спектре стандартного образца гематита (Фиг. 3), а также содержит пики при 905 см-1 и 811 см-1, характерные для гидратированных разновидности оксида железа, такие как гетит [RRUFF ID: R050142.1]. Поскольку ИК-спектроскопия в режиме отражения показывает в основном природу поверхности наночастиц и не зависит от кристаллической структуры анализируемого соединения, а также, принимая во внимание результаты РФА, можно предположить, что наночастицы состоят из ядра гематита с тонким слоем в основном аморфного гидратированного оксида железа на поверхности.
Выход в реакции составил около 5%, поэтому мы изучили возможность его увеличения. Мы протестировали для этой реакции множество концентрированных кислот, чтобы сравнить их способность образовывать наночастицы гематита. В случае концентрированной азотной кислоты аналогичные НЧ образовывались с гораздо меньшим выходом, при этом осадок оставался стабильным в кислоте в течение, по крайней мере, пары дней.
Соляная кислота дает все тот же осадок гематита, который, однако полностью растворяется менее чем за 30 мин. Органические кислоты, такие как чистая муравьиная и ледяная уксусная кислоты, также образовывали небольшие количества НЧ гематита (≈1%). Однако для завершения реакции, за которым следили по изменению цвета от темно-коричневого до кирпично-красного, требовалось 24-часовое перемешивание при комнатной температуре. С другой стороны, концентрированная фосфорная кислота дала результат, аналогичный серной кислоте, с таким же выходом 5%.
Предполагалось, что образование наночастиц гематита зависит не только от силы кислоты, но и от ее дегидратирующей способности. Поэтому при использовании «100% фосфорной кислоты» (известной как равновесная смесь фосфорной кислоты, пирофосфорной кислоты и воды) выход НЧ был почти вдвое выше (9%). Такой же результат (10%) был получен при использовании смеси серной кислоты и пятиокиси фосфора. Таким образом, сильные кислотные дегидратирующие агенты способны превращать ферригидрит в менее гидратированные оксиды железа, а не растворять их. Поскольку ферригидритная паста, использованная в экспериментах, содержала воду, которая могла привести к разбавлению кислоты и снижению ее дегидратирующей способности, в одном из экспериментов воду заменили этанолом, что, однако не привело к увеличению выхода НЧ. Наконец, был проведен эксперимент по масштабированию методики с использованием примерно 10-кратных количеств исходных реагентов и смеси серной кислоты и пятиокиси фосфора. Были получены те же НЧ с выходом 9,7% (0,51 г).
Чтобы оценить потенциал полученных наночастиц гематита для биомедицинских применений, поверхность наночастиц была покрыта несколькими видами полимеров для облегчения последующего биоконъюгирования. Полимеры с карбоксильными группами, такие как натриевая соль карбоксиметилдекстрана (КМД, Μn ~ 15000), натриевая соль полиакриловой кислоты (ПАК, Μn ~ 5100), а также полиэтиленимин (ПЭИ, Μn ~ 25000), содержащий аминогруппы, были иммобилизованы на поверхности частиц с помощью простой процедуры инкубации с избытком полимеров в горячих водных растворах. Гидродинамические радиусы полученных таким образом НЧ, определенные методом динамического рассеяния света (ДРС), составили 65±9 нм, 62±8 нм и 76±8 нм для ГНЧ@КМД, ГНЧ@ПАК и ГНЧ@ПЭИ, соответственно. Радиусы оказались немного меньше по сравнению с 90±8 нм для непокрытых ГНЧ, что говорит о более высокой стабилизации НЧ полимерами и, как следствие, более низкой агрегации. Присутствие органического покрытия было также подтверждено с помощью ИК-спектроскопии, результаты показаны на Фиг.3. В случае покрытия КМД и ПАК характерные полосы карбоксильных групп КМД (1618 см-1 и 1560 см-1) и ПАК (1556 см-1 и 1601 см-1) уширены и немного сдвинуты из-за наличия неэквивалентных групп, так как только часть карбоксильных групп скоординирована с поверхностью оксида железа. Аналогичным образом, более сложная картина наблюдалась для ПЭИ после координации с поверхностью НЧ.
Возможность функционализации наночастиц с помощью антител была исследована методом проточной цитометрии и флуоресцентного иммуноанализа, как показано на Фиг.4. Эритроциты являются удобной моделью для разработки агентов для доставки лекарств, поскольку эти клетки лишены эндоцитарного аппарата; таким образом, на анализ взаимодействия мембрана-ГНЧ не влияет поглощение [Shang, L. et al. J. Nanobiotechnol., 2014]. Установлено, что наночастицы, модифицированные положительно заряженным ПЭИ, имеют тенденцию неспецифически связываться с клетками, в то время как частицы, покрытые КМД и ПАК не проявляют подобных свойств. Поэтому ГНЧ, покрытые КМД и ПАК, были сконъюгированы карбодиимидным методом [Hermanson, G.T. Academic Press: New York, NY, USA, 2008] с моноклональным антителом TER-119 (TER), которое распознает эритроид-специфические антигены TER-119. Полученные ГНЧ@КМД@TER и ГНЧ@ПАК@TER были помечены флуоресцентным красителем Су3 путем обработки НЧ н-гидроксисульфосукцинимидным эфиром Су3 (Су3-sulfo-NHS). Эффективность покрытия частиц антителами и флуоресцентными метками оценивали с помощью прямого флуоресцентного иммуноанализа [Luppa, Р.В. et al. Clin. Chim. Acta, 2001]. В этом эксперименте козий антимышиный иммуноглобулин (Ig), общий Ig человека и бычий сывороточный альбумин (БСА) адсорбировались на полистирольной поверхности 96-луночного планшета с последующим добавлением ГНЧ@КМД@TER-Су3 и ГНЧ@ПАК@TER-Cy3. После тщательной промывки эффективность флуоресцентного мечения оценивали по флуоресцентному сигналу (Фиг. 4), что подтвердило успешную модификацию обоих типов ГНЧ, которые специфически связывались только с козьим антимышиным Ig. Для оценки неспецифического взаимодействия ГНЧ ГНЧ@КМД@TER-Су3 и ГНЧ@ПАК@TER-Су3 вместе с ГНЧ, сконъюгированными с несвязывающими эритроциты антителами в качестве отрицательного контроля, использовали для изучения с помощью метода проточной цитометрии с визуализацией (Фиг. 4). Результаты продемонстрировали более высокую специфичность ГНЧ, модифицированных ПАК, к эритроцитам, чем ГНЧ, модифицированные КМД. Кроме того, специфичность TER-конъюгированных ГНЧ была подтверждена в конкурентном анализе с использованием свободных TER антител вместе с ГНЧ в растворе во время инкубации с клетками. Высокая эффективность связывания TER-конъюгированных НЧ с эритроцитами также подтверждается изображениями, полученными методом визуализирующей проточной цитометрии (Фиг. 4). Таким образом, TER-модифицированные ГНЧ являются перспективными кандидатами для успешной доставки лекарств методом RBC-hitchhiking при лечении рака [Sokolov, I.L. et al. Biochim. Biophys. Acta Gen. Subj., 2017].
Далее была продемонстрирована высокая специфичность полученных агентов для таргетинга раковых клеток (Фиг. 4). В качестве модели для изучения таргетинга мы выбрали клетки ВТ-474, оверэкспрессирующие рецептор эпидермального фактора роста HER2/neu, очень важный клинический маркер рака, который оверэкспрессируется на многих типах злокачественных опухолей у человека [Yan, Μ. et al. Cancer Metastasis Rev., 2015]. Клетки CHO использовали в качестве HER2/neu-отрицательного контроля. Мы использовали антитело к HER2/neu трастузумаб, которое было сконъюгировано с ГНЧs@ПАК и помечено Су3. Как видно из фигуры, наночастицы, сконъюгированные с трастузумабом, специфически связываются с клетками ВТ-474. Таким образом, НЧ показали высокую специфичность к рецептору HER2/neu и могут быть использованы для таргетинга раковых клеток. Соответственно, у нас есть возможность разработать наноагенты для различных применений (например, для биосенсорики или удаления токсичных агентов) посредством функционализации соответствующими антителами.
Также мы сконъюгировали ГНЧ@ ПАК с общим человеческим иммуноглобулином IgG и пометили конъюгат с помощью Cy7.5-sulfo-NHS (ГНЧ@ПАК @IgG-Cy7.5) и изучили его биораспределение. НЧ вводили мышам, и после 40-минутной инкубации извлеченные органы мыши исследовали с использованием инфракрасной оптической визуализации (Фиг. 5). Флуоресцентный анализ показал, что почти все НЧ накапливались в печени. Этот результат можно объяснить существованием ассоциированной с печенью субпопуляции макрофагов, которая поглощает НЧ. Этот факт позволяет сделать вывод, что НЧ являются подходящим агентом для адресной доставки лекарств благодаря своему незначительному неспецифическому накоплению НЧ почти во всех органах (кроме печени). Дальнейшие исследования будут сосредоточены на рецептор-специфичной доставке НЧ в опухоли и на адсорбции агентов для химиотерапии или фотодинамической терапии на поверхности НЧ.
Удивительно, но ожидаемое полное растворение гидратированного оксида с образованием растворимых солей произошло только в небольшом количестве случаев. Реакция оказалась более сложной, она протекает только с частичным растворением с параллельным образованием наночастиц гематита. Выход НЧ возрастает с увеличением дегидратирующей способности смеси кислот. Реакцию можно легко масштабировать для получения значительных количеств наночастиц с выходом до 10%. В нашей работе полученные наночастицы были модифицированы различными органическими полимерами и использованы для успешного таргетинга in vitro раковых клеток после биомодификации. Таким образом, описанные НЧ являются перспективным материалом для разработки функционализированных наноагентов для различных биомедицинских приложений.
Предложенный способ предпочтительно реализовывать при использовании высокого содержания кислоты, это позволяет существенно сократить время синтеза частиц гематита. Предпочтительно достигать концентрации кислоты в смеси (комбинации) с частицами ферригидрита, более 30%, предпочтительно более 40%, предпочтительно более 50%, предпочтительно более 60%, предпочтительно более 70%, предпочтительно более 80%, предпочтительно более 90%, предпочтительно более 95% от концентрации концентрированной кислоты. Под концентрированной кислотой понимают стандартную в области техники максимальную концентрацию кислоты, например:
В частности, в одних воплощениях изобретения финальная концентрация кислот (в моль/л) (по крайней мере не менее): Серная кислота 18.3, Азотная кислота 15.7, Соляная кислота (40 мас.%) 13.1, Фосфорная кислота 14.6, Уксусная кислота (ледяная) 17.4, Муравьиная кислота 26.5.
Работа предлагаемого способа иллюстрируется чертежами фиг. 1-7.
Список фигур чертежей.
Фиг. 1 - Рентгенограмма полученных наночастиц и эталонный образец.
Фиг. 2 - Фото образцов НЧ, полученных с помощью сканирующей электронной микроскопии; просвечивающей электронной микроскопии; в режиме дифракционного контраста (электронограмма на выбранных участках наночастиц).
Фиг. 3 - Спектры, полученные методом ИК-спектроскопии при ослабленном полном отражении. Сравнение спектра наночастиц гематита (ГНЧ) со спектром стандартного образца; спектры ГНЧ с полимерным покрытием в диапазоне 770-3200 см-1 в сравнении со спектрами чистых полимеров.
Фиг. 4. Флуоресцентный иммуноанализ и визуализирующая проточная цитометрия. Связывание ГНЧ@ПАК@TER-Су3 и ГНЧ@КМД@TER-Су3, соответственно, с общим иммуноглобулином человека (IgG), бычьим сывороточным альбумином (БСА) и антителами козы к иммуноглобулинам крысы, адсорбированных на полистироле; данные представлены как среднее ± стандартное отклонение (n=3). Изучение методом визуализирующий проточной цитометрии взаимодействия между ГНЧ@ПАК@TER-Су3 и ГНЧ@КМД@TER-Су3 с эритроцитами; в качестве контроля была произведена инкубация клеток с частицами в смеси, содержащей моноклональные TER-119 антитела (TER), кроме того, была изучена специфичность частиц, несущих неспецифичные к клеткам антитела (КА - контрольные антитела); проточно-цитометрический анализ взаимодействия клеток ВТ-474 (HER2/neu-положительные) и СНО (HER2/neu-отрицательные) с ГНЧ@ПАК@Трастузумаб-Су3. Изображения взаимодействия между эритроцитами и двумя типами наночастиц, покрытых натриевой солью полиакриловой кислоты (ПАК), конъюгированных с эритроцит-связывающими и эритроцит-несвязывающими антителами (в светлом поле, Су3-канал и канал бокового рассеяния). Масштаб - 10 мкм. Статистическая значимость была рассчитана с использованием непарного одностороннего t-критерия (* p<0,05; ** p<0,01; *** p<0,001; n.s. р>0,05).
Фиг. 5. Флуоресцентное ex vivo изображение органов мыши, которой были вколоты флуоресцентно меченные частицы гематита.
Фиг. 6. Распределение по размерам НЧ, синтезированных с использованием различных кислот слева направо сверху вниз: серная кислота; азотная кислота; уксусная кислота; фосфорная кислота; соляная кислота; смесь серной кислоты и пятиокиси фосфора (размеры определены с использованием изображений СЭМ; размер каждой НЧ рассчитывался как среднее от ее максимального и минимального размера. Значения представлены как среднее ± стандартное отклонение (n=100); изображения обрабатывались с помощью программы Fiji/ImageJ).
Фиг. 7. Гидродинамические радиусы синтезированных наночастиц согласно данным ДРС-анализа слева направо: ГНЧ@ПАК, ГНЧ@КМД, ГНЧ@ПЭИ, ГНЧ@ПАК@TER, ГНЧ, ГНЧ@КМД@TER.
ПРИМЕРЫ
Варианты реализации изобретения разнообразны. Приведем различные примеры. Нижеприведенные примеры даны в качестве иллюстрации данного изобретения и не ограничивают его применения.
Пример 1. Синтез ферригидрита
100 мл 0,33 Μ водного раствора гексагидрата хлорида железа (17,8 г твердого FeCl3⋅6Н2О) смешивали с 25 мл водного раствора аммиака (25 мас.%). Реакционную смесь перемешивали при 90°С в течение 2 ч, центрифугировали при 1000 × g в течение 1 мин, промывали 3 раза водой Milli-Q с последующим центрифугированием при 1000 × g с получением ферригидритной пасты (концентрация сухого содержимого составляла 20 мг/мл), которая затем использовалась в синтезе наночастиц гематита.
Пример 2. Синтез наночастиц гематита с использованием серной кислоты
10 мл концентрированной серной кислоты охлаждали на ледяной бане в стакане объемом 50 мл с Х-образной мешалкой, затем при интенсивном перемешивании добавляли 3 мл пасты ферригидрита (концентрация сухого содержимого составляла 20 мг/мл), через 5 минут реакцию останавливали, добавляя 100 мл льда. Объем ферригидритной пасты измеряли с помощью шприца с открытым горлом (диаметром 1 см). Центрифугирование при 2300 × g с последующим повторным промыванием холодной водой Milli-Q привело к получению осадка кирпично-красного цвета, который промывали этанолом, диэтиловым эфиром и сушили в течение ночи при комнатной температуре.
Пример 3. Синтез наночастиц гематита с использованием смеси серной кислоты и пентоксида фосфора.
Смесь серной кислоты и Р4О10 получали растворением 5 г Р4О10 в 10 мл 98%-ной серной кислоты. Полученную смесь охлаждали на ледяной бане в стакане объемом 50 мл с Х-образной мешалкой, затем при интенсивном перемешивании добавляли 3 мл пасты ферригидрита (концентрация сухого содержимого составляла 20 мг/мл), через 5 минут реакцию останавливали, добавляя 100 мл льда. Объем ферригидритной пасты измеряли с помощью шприца с открытым горлом (диаметром 1 см). Центрифугирование при 2300 × g с последующим повторным промыванием холодной водой Milli-Q привело к получению осадка кирпично-красного цвета, который промывали этанолом, диэтиловым эфиром и сушили в течение ночи при комнатной температуре.
Пример 4. Синтез наночастиц гематита с использованием муравьиной кислоты.
10 мл муравьиной кислоты охлаждали на ледяной бане в стакане объемом 50 мл с Х-образной мешалкой, затем при интенсивном перемешивании добавляли 3 мл пасты ферригидрита (концентрация сухого содержимого составляла 20 мг/мл), через 24 часа перемешивания при комнатной температуре реакцию останавливали, добавляя 100 мл льда. Объем ферригидритной пасты измеряли с помощью шприца с открытым горлом (диаметром 1 см). Центрифугирование при 2300 × g с последующим повторным промыванием холодной водой Milli-Q привело к получению осадка кирпично-красного цвета, который промывали этанолом, диэтиловым эфиром и сушили в течение ночи при комнатной температуре.
Пример 5. Синтез наночастиц гематита покрытых полиэтиленимином.
10 мг сухих наночастиц гематита обрабатывали ультразвуком с 1 мл 0,1 Μ HCl, промывали водой Milli-Q с последующим трехкратным центрифугированием и смешивали с 2 мл 20 мас.% раствора полиэтиленимина (Μn ~ 25000, >99% чистоты). Смесь инкубировали в течение 5 ч при 95°С, промывали водой Milli-Q с последующим трехкратным центрифугированием и ресуспендировали в воде Milli-Q для с получением раствора модифицированных частиц. Наличие полимера на поверхности проверяли с помощью инфракрасной спектроскопии.
Пример 6. Синтез наночастиц гематита покрытых полиакриловой кислотой.
10 мг сухих наночастиц гематита обрабатывали ультразвуком с 1 мл 0,1 Μ HCl, промывали водой Milli-Q с последующим трехкратным центрифугированием и смешивали с 2 мл 20 мас. % раствора полиакриловой кислоты (Μn ~ 5100). Смесь инкубировали в течение 5 ч при 95°С, промывали водой Milli-Q с последующим трехкратным центрифугированием и ресуспендировали в воде Milli-Q для с получением раствора модифицированных частиц. Наличие полимера на поверхности проверяли с помощью инфракрасной спектроскопии.
Пример 7. Синтез специфичных наночастиц гематита покрытых полиакриловой кислотой и флуоресцентно-меченными белками.
Белки конъюгировали с наночастицами, покрытыми полиакриловой кислотой следующим образом 600 мкг покрытых полиакриловой кислотой ГНЧ инкубировали в 40 мкл буфера MES (рН=5,0) в течение 30 мин с 7 мг ЭДК и 3,5 мг sulfo-NHS. Затем ГНЧ центрифугировали и промывали MES. Наконец, ГНЧ промывали водой Milli-Q и смешивали с 40 мкл раствора белка 1 мг/мл в фосфатно-солевом буфере. Смесь инкубировали в течение ночи при комнатной температуре. Наконец, ГНЧ центрифугировали и трижды промывали фосфатно-солевым буфером. Чтобы прикрепить флуоресцентную метку Су3 к НЧ, 600 мкг ГНЧ, сконъюгированных с белком, диспергировали в 50 мкл 0,1% раствора БСА в фосфатно-солевом буфере. Раствор смешивали с 17 мкг Су3-сульфо-NHS в 50 мкл фосфатно-солевого буфера и инкубировали в течение 4 ч при комнатной температуре с получением целевых флуоресцентно-меченных частиц с белком на поверхности.
Пример 8. Синтез специфичных наночастиц гематита покрытых карбоксиметилдекстраном (КМД) и флуоресцентно-меченными белками.
Белки конъюгировали с наночастицами, покрытыми КМД следующим образом 600 мкг покрытых полиакриловой кислотой ГНЧ инкубировали в 40 мкл буфера MES (рН=5,0) в течение 30 мин с 7 мг ЭДК и 3,5 мг sulfo-NHS. Затем ГНЧ центрифугировали и промывали MES. Наконец, ГНЧ промывали водой Milli-Q и смешивали с 40 мкл раствора белка 1 мг/мл в фосфатно-солевом буфере. Смесь инкубировали в течение ночи при комнатной температуре. Наконец, ГНЧ центрифугировали и трижды промывали фосфатно-солевым буфером. Чтобы прикрепить флуоресцентную метку Су3 к НЧ, 600 мкг ГНЧ, сконъюгированных с белком, диспергировали в 50 мкл 0,1% раствора БСА в фосфатно-солевом буфере. Раствор смешивали с 17 мкг Су3-сульфо-NHS в 50 мкл фосфатно-солевого буфера и инкубировали в течение 4 ч при комнатной температуре с получением целевых флуоресцентно-меченных частиц с белком на поверхности.
Пример 9. Частицы гематита для специфического таргетинга клеток-мишеней.
Свежесобранные эукариотические клетки СНО (0,25 миллиона), ВТ-474 (0,25 миллиона) и эритроциты (конечная концентрация 0,5%) инкубировали в 50 мкл фосфатно-солевого буфера с 3 мкг покрытых полимером ГНЧ или 10 мкг ГНЧ, покрытых конъюгированным с антителом (TER-119 против эритроцитов или Герцептин против ВТ-474), в течение 10 мин и дважды промывали фосфатно-солевым буфером. Флуоресцентное окрашивание клеток не использовали, чтобы минимально повлиять на взаимодействия клетки с наночастицами. Эритроциты изучали с помощью проточного цитометра ImageStream X Mark II (Luminex Corporation, Остин, Техас, США) с использованием 488-нм (50 мВт) лазера для возбуждения флуоресценции. Герцептин использовали в качестве отрицательного контроля в экспериментах с эритроцитами. Клетки СНО и ВТ-474 исследовали на проточном цитометре CellStream (Luminex Corporation) с использованием лазера 561 нм (1 мВт). Для ImageStream мы использовали рекомендованную производителем стратегию гейтирования.
Пример 10. Флуоресцентный иммуноанализ.
60 мкл раствора белка (антитела против иммуноглобулина человека, иммуноглобулины крысы), с концентрацией 10 мкг/мл в фосфатно-солевом буфере помещали в лунку 96-луночного полистирольного планшета и инкубировали в течение 8 ч при 4°С. Затем раствор заменяли 60 мкл 1% раствора БСА в фосфатно-солевом буфере (блокирующий буфер). Через 30 мин при комнатной температуре раствор удаляли, а лунки промывали 100 мкл фосфатно-солевого буфера. После этого в лунки добавляли 60 мкл блокирующего буфера с различными концентрациями ГНЧ, конъюгированных с Су3-мечеными белками (TER-119, общий иммуноглобулин человека, БСА или антитела козы к иммуноглобулинам крысы), и инкубировали в течение 30 мин при комнатной температуре. Наконец, лунки пять раз промывали 100 мкл фосфатно-солевого буфера, и флуоресценцию, вызванную Су3, измеряли с помощью ридера для микропланшетов ClarioStar (BMG LABTECH, Дарем, Северная Каролина, США). Частицы демонстрировали высокую специфичность как показано на Фиг. 4.
Пример 11. Флуоресцентная оптическая томография с использованием флуоресцентно-меченных частиц гематита
Флуоресцентную оптическую томографию выполняли на системе биовизуализации VerumSight (Abisense, Россия) с использованием источника света 750±20 нм для возбуждения и фильтра 800+ нм. 2 мг ГНЧ@ПАК сконъюгировали с общим человеческим IgG, а затем пометили 50 мкг красителя Cy7,5-sulfo-NHS, как описано в Примере выше. Каждая введенная доза содержала 500 мкг НЧ в 300 мкл физиологического раствора. Для эксперимента использовали самок мышей BALB/c (около 20 г). Через 40 мин после инъекции мышей умерщвляли и регистрировали флуоресценцию частиц в экстрагированных органах. Кроме того, проводили МРТ-томографию для детекции биораспределения частиц. Результаты оптической томографии коррелировали с результатами МРТ-томографии.
Пример 12. Доставка генетических конструкций в клетки с использованием трансфецирующих частиц на основе гематита: доставка гена GFP.
4.6 мкг частиц гематита, покрытых полиэтиленимином в Milli-Q смешивали с 1 мкг ДНК в Milli-Q содержащей ген GFP в 0.5 мл клеточной среды и затем смешивали с 40 тыс клеток HEK 293, инкубировали в течение суток, затем наблюдали эффективность трансфекции с помощью оптической флуоресцентной микроскопии. Наблюдали эффективность трансфекции не менее 40%.
Пример 13. Доставка генетических конструкций в клетки с использованием трансфецирующих частиц на основе гематита: доставка гена люциферазы светлячка.
4.6 мкг частиц гематита, покрытых полиэтил енимином в Milli-Q смешивали с 1 мкг ДНК в Milli-Q содержащей ген Firefly Luciferase в 0.5 мл клеточной среды и затем смешивали с 40 тыс клеток HEK 293, инкубировали в течение суток, затем добавляли субстрат люциферазы и регистрировали люминесцентный сигнал, превышавший шум не менее, чем в 100 раз.
Пример 14. Доставка генетических конструкций в клетки с использованием трансфецирующих частиц на основе гематита: доставка антисенс олигонуклеотида.
4.6 мкг частиц гематита, покрытых полиэтиленимином в Milli-Q смешивали с 1 мкг антисенс олигонуклеотида против гена люциферазы в Milli-Q в 0.5 мл клеточной среды и затем смешивали с клетками HEK 293, стабильно экспрессировавшими ген люциферазы. Затем после инкубации, добавляли субстрат люциферазы и регистрировали люминесцентный сигнал, который оказывался на 20% ниже, чем в контрольном образце, в который добавляли частицы инкубированные с неспецифическим олигонуклеотидом.
Claims (33)
1. Способ получения частиц на основе гематита, способных специфически распознавать и связываться с клетками-мишенями, включающий:
i) смешение частиц ферригидрита с раствором кислоты, выбранной из серной, азотной, соляной, муравьиной, фосфорной и уксусной, при этом кислота является концентрированной, а концентрация упомянутой кислоты после смешения с частицами ферригидрита составляет не менее 50 мас.% и инкубацию полученной смеси при температуре от 0 до +4 градусов Цельсия с целью формирования частиц гематита;
ii) перевод упомянутых частиц гематита в водный раствор с рН более 2 с целью получения суспензии, с дальнейшим добавлением к суспензии упомянутых частиц гематита раствора положительно-заряженного полимера, для его сорбции на поверхность частиц;
iii) конъюгацию специфичного к упомянутым клеткам рецептора с упомянутыми молекулами полимера на поверхности упомянутых частиц.
2. Способ по п. 1, в котором концентрация упомянутой кислоты после смешения с частицами ферригидрита составляет не менее мас.70%.
3. Способ по п. 1, в котором концентрация упомянутой кислоты после смешения с частицами ферригидрита составляет не менее мас.90%.
4. Способ по п. 1, в котором упомянутую инкубацию осуществляют не более 10 минут.
5. Способ по п. 1, в котором упомянутую инкубацию осуществляют не более 1 часа.
6. Способ по п. 1, в котором упомянутую инкубацию осуществляют не более 24 часов.
7. Способ по п. 1, в котором упомянутая кислота является сильной минеральной кислотой из группы: серная, азотная, соляная.
8. Способ по п. 1, в котором упомянутая кислота является органической кислотой из группы: муравьиная, уксусная.
9. Способ по п. 1, в котором упомянутую инкубацию проводят при температуре от 0.5 до 1 градуса Цельсия.
10. Способ по п. 1, в котором упомянутую инкубацию проводят при температуре 1.5-2.5 градуса Цельсия.
11. Способ по п. 1, в котором упомянутые частицы гематита имеют средний размер менее 100 нм.
12. Способ по п. 1, в котором упомянутые частицы гематита имеют средний размер менее 200 нм.
13. Способ по п. 1, в котором упомянутые частицы гематита имеют средний размер менее 1000 нм.
14. Способ по п. 1, в котором на упомянутые частицы гематита дополнительно сорбируют полимер.
15. Способ по п. 1, в котором на упомянутые частицы гематита коллоидно-стабильны.
16. Способ по п. 1, в котором на упомянутые частицы гематита имеют индекс полидисперсности менее 0.05.
17. Способ по п. 1, в котором на упомянутые частицы гематита имеют индекс полидисперсности менее 0.1.
18. Способ по п. 1, в котором на упомянутые частицы гематита имеют индекс полидисперсности менее 0.2.
19. Способ по п. 1, в котором на упомянутые частицы гематита дополнительно сорбируют полимер из группы: декстран, карбоксиметилдекстран, карбоксиметилцелюлюза, разветвленный полиэтиленимин, линейный полиэтиленимин, поливинилпирролидон, поливинилацетат, хитозан, полилизин, полиаспарагиновая кислота, полиакриловая кислота, полиоктадецен-альт-малеиновая кислота, полистиролсульфоновая кислота.
20. Способ по п. 1, в котором упомянутые частицы гематита дополнительно конъюгируют с меткой из группы: флуоресцентную, магнитную, МРТ-контрастирующую, рентгентоконтрастирующую, люминесцентную, радиоактивную.
21. Способ по п. 1, в котором упомянутые частицы гематита дополнительно включают в себя цитостатические, цитотоксические или терапевтические соединения.
22. Способ по п. 1, в котором упомянутый полимер принадлежит группе декстран, карбоксиметилдекстран, полиэтиленимин, полилизин, полиаспарагиновая кислота, полиакриловая кислота.
23. Способ по п. 1, в котором упомянутый полимер включает в себя карбоксильные группы и упомянутую конъюгацию проводят карбодиимидным способом.
24. Способ по п. 1, в котором упомянутый рецептор является пептидом, полипептидом или белком.
25. Способ по п. 1, в котором упомянутый рецептор является нуклеиновой кислотой.
26. Способ по п. 1, в котором упомянутый рецептор является аптамером.
27. Способ по п. 1, в котором упомянутый рецептор является белком из группы: трансферрин, лактоглобулин, авидин, стрептавидин, нейтравидин, лектин.
28. Способ по п. 1, в котором упомянутый рецептор является низкомолекулярным рецептором.
29. Способ по п. 1, в котором упомянутый рецептор является фолиевой кислотой или ее аналогом.
30. Способ по п. 1, в котором упомянутый рецептор является биотином или его аналогом.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020134602A RU2777103C2 (ru) | 2020-10-21 | Способ получения частиц для специфического таргетинга клеток |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020134602A RU2777103C2 (ru) | 2020-10-21 | Способ получения частиц для специфического таргетинга клеток |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2020134602A RU2020134602A (ru) | 2022-04-26 |
RU2020134602A3 RU2020134602A3 (ru) | 2022-04-26 |
RU2777103C2 true RU2777103C2 (ru) | 2022-08-01 |
Family
ID=
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
MACERA L. ET AL., Nano-sized Fe(III) oxide particles starting from an innovative and eco-friendly synthesis method, Nanomaterials, 14.02.2020, 10, 323; doi:10.3390/nano10020323. ТУРАНСКАЯ С.П. и др., Взаимодействие магнитных наночастиц с клетками, Поверхность, 2013, 5(20), 227-246. МАССАЛИМОВ И.А. и др., Сорбционные свойства нанодисперсного гематита, Башкирский химический журнал, 2013, Т.20, No. 4, 76-78. ОЛТАРЖЕВСКАЯ Н.Д., Методы доставки лекарств при лечении онкологических заболеваний, Biomedical Chemistry: Research and Methods 2019, 2(1), e00089. DOI: 10.18097/bmcrm00089. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Cherkasov et al. | Antibody-directed metal-organic framework nanoparticles for targeted drug delivery | |
KR101043251B1 (ko) | 아연이 함유된 금속 산화물 자성 나노 입자를 포함하는자기 공명 영상제 | |
JP5709292B2 (ja) | ナノ機能性シリカ粒子およびその製造方法 | |
Wang et al. | The synthesis and bio-applications of magnetic and fluorescent bifunctional composite nanoparticles | |
KR100851933B1 (ko) | 망간 산화물 나노입자를 포함하는 자기공명 영상제 | |
Haghighi et al. | Antibody conjugated onto surface modified magnetic nanoparticles for separation of HER2+ breast cancer cells | |
Rashid et al. | Effective surface modification of MnFe2O4@ SiO2@ PMIDA magnetic nanoparticles for rapid and high-density antibody immobilization | |
EP0645048A1 (en) | Preparation of controlled size inorganic particles for use in separations, as magnetic molecular switches, and as inorganic liposomes for medical applications | |
Brown et al. | Intracellular in situ labeling of TiO 2 nanoparticles for fluorescence microscopy detection | |
Lunin et al. | Synthesis of highly-specific stable nanocrystalline goethite-like hydrous ferric oxide nanoparticles for biomedical applications by simple precipitation method | |
JP6960696B2 (ja) | 磁性−光学複合ナノ構造体 | |
Oghabian et al. | Detectability of Her2 positive tumors using monoclonal antibody conjugated iron oxide nanoparticles in MRI | |
K Sharma et al. | Advances in multifunctional magnetic nanoparticles | |
Huang et al. | Fluorescent-magnetic multifunctional nanoparticles for imaging and drug delivery | |
CN111195512B (zh) | 蛋白a包覆磁性纳米团簇以及制备方法及其在捕获抗体方面的应用 | |
RU2777103C2 (ru) | Способ получения частиц для специфического таргетинга клеток | |
RU2770641C1 (ru) | Способ получения частиц гематита с помощью сильных минеральных кислот | |
RU2780664C2 (ru) | Способ получения частиц на основе гематита для доставки генетических конструкций в клетку | |
JP2007216134A (ja) | 水分散性の磁性ナノ粒子 | |
Rezaeipoor et al. | Fc-directed antibody conjugation of magnetic nanoparticles for enhanced molecular targeting | |
Ahmad et al. | Unique properties of surface-functionalized nanoparticles for bio-application: functionalization mechanisms and importance in application. Nanomaterials. 2022; 12 (8): 1333 | |
KR101233439B1 (ko) | 파이렌 고분자를 이용한 자극 감응형 자성 나노복합체 및 상기 나노복합체를 포함하는 조영제 조성물 | |
JP2007217331A (ja) | 水分散性の磁性ナノ粒子 | |
Rudakovskaya et al. | Сore–shell magnetite–gold nanoparticles: Preparing and functionalization by chymotrypsin | |
KR101615734B1 (ko) | 멀티코어-셸 나노입자 |