[发明专利]一种基于化学信号诱导的刺激-响应磁性纳米粒子的药物释放体系

说明书

本发明属生物化学领域，具体涉及一种基于化学信号诱导的刺激‑响应磁性纳米粒子的药物释放体系。载药体系，其包括5’端修饰有氧化还原性小分子、3’端修饰有生物素(biotin)的发夹型适配体，和与发夹型适配体的生物素相结合的磁性纳米粒子。药物释放体系，包括载药体系和载药体系上担载的药物。本发明提供的基于化学信号诱导的刺激‑响应磁性纳米粒子的载药体系MB‑aptamer用于担载药物，把药物分子嵌入到DNA的双螺旋结构中，避免了药物的在正常细胞中的泄露，从而利用适配体达到载药和需求供药的目的，具有通用性，不仅在能够载癌细胞药物而且可以载抗炎药物，操作简单，在临床应用上具有很广阔的前景。

技术领域：

本发明属生物化学领域，具体涉及一种基于化学信号诱导的刺激-响应磁性纳米粒子的药物释放体系。

背景技术：

化疗药物广泛应用于癌症治疗。然而，他们也有剧毒。如抗癌药物阿霉素尤其对心脏和肾脏有毒，这限制了其治疗应用。药物传递的方式(例如静脉注射)促进了药物有毒的行动^[1]。因此，迫切需要研发新型药物输送系统。个性化医学的范式将有可能彻底改变卫生保健通过传递“正确的药物,在适当的剂量,在正确的时间”^[2]，为了实现这种潜力,在开发能够灵敏的，特异性检测小分子，核酸和蛋白质靶标的生物传感器方面取得了重大进展。然而，这些传感器通常只能够执行单一时间点测量。这就阻碍了他们用于连续、实时监测分子分析物的能力,并且实时检测具有相当大的医学价值。事实上,连续实时监测只能够用于少数通过分析物特异性反应产生容易测量信号的分析物(例如,葡萄糖的检测通过葡萄糖氧化酶活动)。因此通用的,可以连续测量体内的浓度范围广泛的循环生物分子将使潜在地变革性应用与医学；例如,连续监测心脏标记(例如,肌钙蛋白)可以预测一个迎面而来的心脏病发作,测量感染或自身免疫趋化因子可以提供早期预警的冲突，并且化学治疗剂的实时跟踪可以促进对特定癌症患者实现最好的治疗效果和最小副作用。然而，这种传感器的设计带来了非凡的技术挑战。首先,传感器必须能够连续操作，无需样品制备，批处理或添加外源性试剂。第二，它必须达到足够的灵敏度，选择性，动态范围和演示的能力来解决在生理时间尺度分析物浓度的变化。最后，它必须能够抵抗污垢即使长期接触全血和其他复杂的样品,和高信噪比率保持稳定,在这样的环境下长时间运行。到目前为止，没有平台圆满解决这些挑战,仍然是一个迫切需要可概括性的方法能够实现连续在体内实时检测的临床相关的目标分子。

因此为了解决这一问题，基于纳米材料的药物载药应用引起了化学家们的极大兴趣。最常用的纳米材料包括金纳米粒子^[3]，量子点^[1]，二氧化硅纳米粒子^[4]，脂质体^[1]，聚合物胶束^[5]、碳纳米管和石墨烯等相关材料，例如，介孔氧化硅纳米材料具有很好的生物相容性和稳定性，因此用作载药的纳米材料已经被广泛应用。但是这种材料具有很大的局限性，第一，在组织和细胞中能够非特异性药物的聚集：第二，在药物循环中药物的提前释放：第三，在体内复杂的生物环境中，药物的泄露等，这对于药物的释放及治疗都是非常关键的。

参考文献

[1]Shi J,Votruba AR,Farokhzad OC,Langer R.Nanotechnology in DrugDelivery and Tissue Engineering:From Discovery to Applications.Nano Letters2010；10:3223-30.

[2]Ranallo S,Prévosttremblay C,Idili A,Valléebélisle A,RicciF.Antibody-powered nucleic acid release using a DNA-based nanomachine.NatureCommunications 2017；8:15150.