[发明专利]具有检测和热化疗性能的多功能拉曼探针

说明书

技术领域

本发明涉及肿瘤检测与治疗，尤其是涉及主动靶向性的肿瘤检测与局域化热化疗装置技术。

背景技术

 1974年Fleischmann首次在银电极表面测得吡啶的拉曼图谱，被证明是一种在强度上可增强百万倍的表面增强拉曼光谱（SERS）。尽管目前普遍认为这种现象比较复杂，难以用一种理论进行圆满的解释，但是这种千百万倍的增强却独具诱人的发展前景，引起了越来越多的分析工作者的兴趣，被广泛应用于包括化学、生物、表面科学以及定性和定量分析等科学和技术领域，尤其是SERS技术已发展到检测单分子的水平，更为其在生物医学方面的应用开拓了新的局面。目前，SERS在生物和医学领域的应用异常活跃。Lin等通过在金纳米颗粒上修饰IgG并结合拉曼标记分子DTNB进行免疫分析，对A蛋白的检测限达到了1pg/mL。Qian等人在PEG化的金纳米颗粒上修饰拉曼标记分子并结合ScFv对植入裸鼠表皮下的癌细胞进行了In vivo检测。从获得的SERS信号可以准确地区分正常细胞与肿瘤细胞，实现了对肿瘤的特异性靶向和In vivo检测。赵万利等利用银胶体系对四种不同的人类癌症血清与正常血清进行了拉曼谱分析，结果显示不同的癌症血清有不同的拉曼谱，也不同于正常血清的拉曼谱。这一研究结果预示了利用拉曼谱进行早期癌症检测的可行性。

磁感应热疗是热疗的一种，就是将磁性纳米粒子定位于肿瘤部位，磁性粒子在交变磁场的作用下可以产生热量，提高肿瘤部位的温度，使瘤区的温度达到41—46℃就可以杀死肿瘤细胞，达到治疗的目的。自从1979年Gordon等提出采用磁性纳米粒子作为磁感应热疗的加热介质，德国的柏林洪堡大学医学院的Jordan研究组从1993年起就进行了磁感应热疗方面的一系列研究工作，包括细胞内热疗的细胞学实验和对小鼠的肿瘤模型进行的磁感应热疗动物实验。磁感应热疗作为一种新的治疗肿瘤技术，以其特有的靶向、微创、低毒副作用等优点正逐渐受到人们的关注并成为研究的热点。 

然而单独利用热疗很难治愈好肿瘤，所以在热疗的同时能够在靶部位释放药物将有助于肿瘤的根治。目前对于靶部位释放药物研究得较多的是热敏凝胶。热敏凝胶具有低临界溶解温度（LCST）。当聚合物处在低于其LCST的温度时，水分子与聚合物之间通过氢键相互作用，使聚合物链呈伸展状态。此时聚合物是高亲水性的，可溶于水。一旦温度高于它们的LCST，氢键破裂，聚合物疏水基团间的作用力占优势，聚合物链皱缩，水分子从聚合物中被挤出，聚合物沉淀，成为高疏水性、不溶于水的物质。低临界溶解温度可以通过改变聚合物的组成及空间形态来控制，一般说来与亲水共聚单体聚合可以升高聚合物的LCST，反之与疏水共聚单体聚合则可降低聚合物的LCST。利用这一机理可以使聚合物拥有合适的LCST，可以控制在热疗温度40度左右。如果把抗肿瘤药物包埋于热敏凝胶中，当环境温度高于LCST时，药物将被释放出来。因此，利用装载药物的热敏凝胶包裹Fe₃O₄纳米粒子进行磁感应热疗时，通过热疗时的温度就可以把药物释放到肿瘤部位进行协同化疗，提高对肿瘤的治疗效果。

综上所述，在肿瘤的诊治中，人们希望一种灵敏的检测技术能在短时间内准确判断病灶并通过最低伤害和多种治疗技术联合应用来进行肿瘤疾病诊治， 而SERS检测技术和磁感应热化疗的联合应用是一种可发展的联合诊治技术。在本发明中，我们将磁性纳米颗粒及抗肿瘤药物装载到热敏凝胶中，在其表面组装表面增强拉曼光谱（SERS）活性纳米粒子并接上拉曼标记分子和特定抗体，制备具有检测和热化疗性能的多功能拉曼探针，实现检测和治疗一体化。靶向性通过特定抗体来实现；热疗所需温度通过外加交变磁场使磁性纳米颗粒发热来获得；在热疗温度下热敏凝胶释放药物来达到化疗的目的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种装置，进行无损在线肿瘤检测与对肿瘤的局域热化疗。

本发明技术方案是：提供一种具有检测和热化疗性能的多功能拉曼探针装置，包括自外而里设置的抗体、标记分子、表面增强拉曼光谱（SERS）活性纳米粒子、热敏凝胶层、纳米药物和磁性纳米粒子，其特征在于：其中抗体实现靶向性，标记分子和表面增强拉曼光谱（SERS）活性纳米粒子实现高灵敏SERS检测，热敏凝胶层装载纳米药物，磁性纳米粒子在交变磁场下发热致使纳米药物从热敏凝胶层中释放。

抗体是能够与肿瘤细胞特异性结合的蛋白。

标记分子是一种具有拉曼光谱的有机分子。

表面增强拉曼光谱（SERS）活性纳米粒子是对标记分子的拉曼光谱具有表面增强作用的金属或半导体材料纳米粒子。