[发明专利]一种多聚核苷酸和金纳米棒的纳米复合物及其制备方法和用途

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于表面修饰的金纳米棒作为基因载体并且应用于癌症高效的基因-光热协同治疗，属于生物医药材料以及纳米医学领域。

背景技术

RNA干扰(RNAi)是利用特异性基因序列在转录后能导致基因沉默，在癌症治疗方面有很大的潜力。然而，虽然小干扰RNA(siRNA)技术已经成为一种有效的治疗方案，但是由于siRNA磷酸酯骨架阴离子电荷和分子量较大，导致siRNA的递送受限，在系统给药后得到较差的药代动力学和较低的细胞内化率。所以，至今在临床上仍没有成功地用于肿瘤治疗的siRNA制剂。虽然很多基于阳离子聚合物，阴离子脂质或氨基酸的siRNA递送载体能有效的携带阴离子RNAis达到对肿瘤治疗的效果，但是这些强阳离子载体的严重毒副作用限制其体内应用。为了克服这些障碍，如何不用强阳离子衍生物来研发高效的siRNA递送载体对研究人员来讲仍是一个挑战。

由于二甲基吡啶胺金属有机复合物和磷酸基团的阴离子之间有特异性相互作用，使得其对含磷酸的分子(如治疗基因)有高亲和力，所以很多的二甲基吡啶胺金属有机复合物被用于检测生物上重要的磷酸衍生物。二甲基吡啶胺金属有机复合物的纳米体系与传统的基因递送载体相比，阳离子明显减少，因此，其在充当无毒且高效的治疗诊断基因载体方面，有很大的发展潜力。然而，二甲基吡啶胺金属有机复合物在siRNA递送领域的应用有待深入研究，尤其是基因释放行为方面效率有待进一步优化提高。

表面包裹一层有机或生物分子层的多功能金纳米棒是具有吸引力的递送siRNA的纳米载体。由于其可调节的尺寸，单分散性，低毒，独特的尺寸，可调的表面功能以及光声断层扫描的能力,这些纳米材料在药物递送方面有很大前景。由于金纳米棒的强等离子共振峰，当近红外光与等离子体共振波长匹配的时候，金纳米棒可通过电子-声子碰撞有效的将光能转化成表面局部热能，也即光热转化。热从金纳米棒表面传到周围的细胞环境，在几纳米的距离内呈指数衰减，因此可减少对正常细胞的损坏效应。所以，在对靶向肿瘤细胞或组织进行光热治疗时，这些特性可减少对健康细胞的损伤，同时还能与治疗基因联合进行协同治疗，增强了抗肿瘤效果。

发明内容

本发明的首要目的在于提供一种多聚核苷酸和金纳米棒的纳米复合物；

本发明的另一目的在于提供一种表面用硫辛酸修饰的多聚核苷酸载体化合物功能化的金纳米棒的制备方法；

本发明的再一目的是在于多聚核苷酸和金纳米棒的纳米复合物应用于癌症的基因-光热协同治疗的方法。

本发明的目的可以通过如下技术方案实现：

一种多聚核苷酸和金纳米棒的纳米复合物，其特征为纳米复合物包括金纳米棒、多聚核苷酸和连接它们的有机分子。

其中，所述的金纳米棒包括普通金纳米棒或者掺杂其他金属的金纳米棒中的一种，本发明选择了普通金纳米棒。

其中，所述的有机分子为硫辛酸修饰的多聚核苷酸载体化合物。

其中，所述的多聚核苷酸为ODN，DNA，miRNA或者siRNA中的至少一种，本发明中优选siRNA。

本发明中的多聚核苷酸和金纳米棒的纳米复合物制备方法，包括以下步骤：

1)硫辛酸修饰、可复合siRNA的载体的制备。以5-羟基间苯二甲酸，二甲基吡啶胺、(±)-α-硫辛酸等无原料，通过多步有机合成手段，合成了可与金纳米棒配体交换的化合物。

2)表面修饰CTAB的金纳米棒和硫辛酸修饰的多聚核苷酸载体通过配体交换反应，合成出了二甲基吡啶胺修饰的金纳米棒(ZD-GNRs)。将2mL硫辛酸修饰的二甲基吡啶胺(溶于乙醇)缓慢加到10mL的GNRs胶体(金纳米棒胶体，2nM)中，在室温下搅拌12h，得到的二甲基吡啶胺-GNR溶液在6000rpm的转速下离心三次，每次15min，以除去未反应的硫辛酸修饰的DPA。之后，将ZD-GNRs分散到2mL的蒸馏水中。

3)通过金属有机络合技术来制备siRNA/ZD-GNRs。首先，将硝酸锌(5mL,3mg/mL,10.1mM)与二甲基吡啶胺-GNRs混合(5mL,2mg/mL)，混合物在室温下搅拌30min。然后，离心3次(转速为5000rpm)，以除去未反应的原料，之后将得到的ZD-GNR分散到超纯水中。将2uL ZD-GNR溶液与1uL siRNA(荧火虫荧光素酶siRNA(siLuc)或PLK1siRNA(siPLK))混合均匀，置于室温30min，收集siRNA/ZD-GNRs，用于体外和体内实验。

本发明的有益效果：