[发明专利]靶向修饰掺杂稀土金属的中空二氧化硅纳米微球及其应用

说明书

技术领域

本发明属于多功能中空二氧化硅微球技术领域，涉及一种靶向修饰掺杂稀土金属的中空二氧化硅纳米微球及其应用，具体涉及一种前列腺干细胞抗原抗体修饰的掺杂稀土金属中空二氧化硅靶向纳米材料及其应用。

背景技术

中空二氧化硅纳米微球是一种新型的纳米级空心材料，具有独特的结构与形态：具有超大的内部空腔及纳米级别的壳厚度、低密度、高比表面积、高稳定性、高分散性等优点。其空腔部分可容纳大量的客体分子，由于其独特的优越性能，常被用作催化剂载体、形状选择吸收剂以及药物、颜料等的可控运输和释放体系，从而在医学和制药邻域应用范围很广；此外低密度、高比表面积、高稳定性等特性，使纳米中空二氧化硅微球的应用范围不断扩展，已扩展到材料科学、染料工业、水污染处理等众多领域。

目前常见的中空二氧化硅纳米微球的制备方法可分为模板法与无模板法。模板法是制备中空二氧化硅微球最典型的方法，其优点在于模板法可制备得到微球粒径可控、壁厚可控、性质可控的中空二氧化硅纳米微球，但是对于模板法，为了使模板与包覆层比较好的结合，需加入修饰剂对模板进行表面的改性与修饰，故而对于模板法，每一步反应都要将溶液中的残余介质去除干净，使得操作的复杂性和繁琐性增加。无模板法制备中空二氧化硅微球的方法，其优点在于省去了选择模板，去除模板等繁琐步骤，但是无模板法不易控制微球的粒径大小及壁厚。

水溶性顺磁性的纳米材料，可以作为核磁共振造影剂，顺磁性的金属离子包括 Fe³⁺、Fe²⁺、Gd³⁺、Ho³⁺和Dy³⁺。基于Ho的材料是顺磁性的，没有饱和磁化强度，并且具有较多的单电子，因此可以用于高场造影，与低场相比，可以缩短成像获得时间，提高信噪比。MRI技术能够十分有效地显示出软组织的解剖学细节，而造影剂能使图像更加清楚，从而实现生理活动的实时观察。

超声成像造影剂成像的原理是利用造影剂微泡在超声的作用下会发生振动，散射强的超声信号。由于超声的物理特性和人体器官组织声学性质上具有一定的差异，从而对疾病进行相应的诊断与检查。超声造影剂最重要的特性即为增强背向散射信号。近年来，超声造影剂在治疗超声领域的应用已经开始被研究。由于超声造影剂中微气泡可加强空化效应，从而促进超声生物效应，因此超声造影剂在超声溶栓、介导基因转移、药物输送(drug delivery)和高强聚焦超声(Hifu)等治疗方向上也开始研究。超声造影剂的应用范围不断扩大，应用价值不断提升。

近几年前列腺癌的发病率呈现逐年上升的趋势。前列腺癌是男性生殖系统中最常见的恶性肿瘤，其发病率随年龄的增长而增长。随着肿瘤分子细胞生物学的发展，人们对前列腺癌的分子靶向治疗也进行了一定的研究，并取得了突破性的进展。前列腺干细胞抗原(PSCA)是前列腺癌细胞膜表面糖基磷脂酰肌醇锚定的细胞表面的抗原，具有很高的前列腺特异性。PSCA分子质量较大，并且位于细胞表面，在前列腺癌病程各阶段均有较高的表达水平，是前列腺癌靶向诊断和治疗的一个很有前景的靶点。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种靶向修饰掺杂稀土金属的中空二氧化硅纳米微球及其应用。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种靶向修饰掺杂稀土金属的中空二氧化硅纳米微球，该微球通过以下方法制得：在掺杂稀土金属的中空二氧化硅纳米微球表面修饰Silane-PEG-COOH，生成 HSNs-Ho-PEG-COOH，将HSNs-Ho-PEG-COOH的羧基活化并与mAb_PSCA的氨基通过酰胺反应结合，得到所述的靶向修饰掺杂稀土金属的中空二氧化硅纳米微球。

作为优选的技术方案，所述的掺杂稀土金属的中空二氧化硅纳米微球是以粒径均一的实心二氧化硅纳米微球为硬模板和硅源，以包覆在实心二氧化硅纳米微球表面的含稀土金属的刻蚀剂在高温下产生的气体为软模板，产生的稀土金属的硅酸盐逐渐沉积在表面，从而形成掺杂稀土金属的中空二氧化硅纳米微球。

本发明中，掺杂稀土金属的中空二氧化硅纳米微球的形成是一个双模板表面刻蚀原位堆积的反应过程。克服了之前单独用模板法或者无模板法制备中空二氧化硅的不足，包覆在实心二氧化硅纳米微球表面的含稀土金属的刻蚀剂在高温下产生的气体包括CO₂、水蒸气、CH₄和H₂。制备时一步合成壁厚为7±1nm、具有孔径为 3.9nm的掺杂稀土金属的中空二氧化硅纳米微球。