[发明专利]金纳米簇在制备治疗肿瘤药物中的应用

说明书

本发明属于生物医学领域，具体公开了金纳米簇在制备治疗肿瘤药物中的应用。本发明经过实验研究发现，金纳米簇可通过受体介导的内吞进入细胞、形成内涵体并与溶酶体融合，沉积在溶酶体。在光照条件下，金纳米簇表面发生光化学反应，触发活性氧自由基(ROS)产生，启动细胞凋亡，ROS还可进攻细胞骨架，引起细胞骨架断裂、功能受损。本发明首次提出了金纳米簇可以作为一种新的纳米药物，用于肿瘤的治疗。作为纳米药物，金纳米簇生物相容性好，安全性高。作为惰性金属，金具有良好的生物相容性，对机体/细胞的正常生理活动干扰小，毒性低；只有特定条件下才具有杀伤肿瘤的作用，使用安全性高。

技术领域

本发明属于生物医学领域，具体地说，涉及金纳米簇在制备治疗肿瘤药物中的应用。

背景技术

金纳米簇(gold nanoclusters,Au NCs)是粒径小于2nm的纳米粒子(Au NPs)，通常是由几个到几十个金原子组成，其排列方式更像原子，所以也常被认为是“人工原子”(Artificial atom)。由于Au NCs中的自由电子被限域在一个较小的空间内，不能自由运动，表现出明显的量子限域效应，这是其特性的本质。

Au NCs具有显著的库伦阻塞效应和特殊的磁性质，与半导体类似的电子结构也使它具有特殊的荧光性能。Au NCs表面的配位不饱和原子，使Au NCs具有高的催化活性。因此，Au NCs现已广泛应用于生物、医学、光电原件、检测、催化等领域。在生物医学领域，由于Au NCs具有尺寸小、荧光光稳定性好、荧光可调性、Stokes位移大、制备条件温和、无毒等突出优点，在生物传感、生物成像、细胞标记、药物传递、生物分子(DNA、蛋白质、酶)检测等方面有着巨大的应用潜力。

然而，现有技术中未见到任何关于金纳米簇可直接用于双光子光动力肿瘤治疗方面的相关报道。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供金纳米簇在制备治疗肿瘤药物中的应用。

本发明经过实验研究发现，金纳米簇可通过受体介导的内吞进入细胞、形成内涵体并与溶酶体融合，沉积在溶酶体。并发现，在光照条件下，金纳米簇表面发生光化学反应，触发活性氧自由基(ROS)产生：一方面，在ROS作用下，溶酶体膜的通透性增加、释放水解酶等物质，进而诱发线粒体大量产生ROS、线粒体功能受损、膜电势下降，线粒体膜通透性增大，释放细胞色素c，启动细胞凋亡；另一方面，ROS进攻细胞骨架，细胞骨架断裂、功能受损。

进一步地，本发明通过实验动物肿瘤模型研究发现，金纳米簇在双光子照射下具有高效的肿瘤杀伤作用。

所述金纳米簇由1～200个金原子组成。

所述金纳米簇直径为0.1～10nm。

所述金纳米簇可不由配体保护，但优选由配体保护。

所述配体为巯基烷酸(C3-C18)、牛血清白蛋白(BSA)、L-酪氨酸、谷胱甘肽(GSH)、二氢硫辛酸(DHLA)、酪蛋白、转铁蛋白(transferrin)中的一种或几种。

作为优选，所述金纳米簇是由25个金原子组成、且表面包被二氢硫辛酸的纳米材料(AuNCs@DHLA)，其直径为1.7个纳米。由于其大小处于纳米尺度，金纳米簇具有显著的量子尺寸效应(quantum size effect)，具有异于宏观块体材料的特殊光、电等特性。基于其特殊的结构和理化性质，在300纳米～1400纳米特定波长的光照射下，金纳米簇可以高效杀死肿瘤细胞。

作为优选，在760纳米～1100纳米特定波长的光照射下，金纳米簇对肿瘤细胞的杀伤效果格外显著。

作为优选，所述照射为双光子照射。本发明经研究发现，双光子照射相较于单光子照射，具有更大的穿透深度和空间选择性，从而具有更好的杀肿瘤效果。