[发明专利]巨噬细胞担载不同表面电荷的Au纳米棒及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种巨噬细胞担载不同表面电荷的Au纳米棒及其制备方法和应用，首先通过配体交换将一端带有巯基另一端带其他基团的巯基聚乙二醇与超小金纳米棒进行配体交换，得到不同表面电荷的超小金纳米棒，再以巨噬细胞为载体，用不同表面电荷的超小金纳米棒对巨噬细胞进行孵育得到巨噬细胞担载的超小金纳米棒。与现有技术相比，本发明制备方法简单，制备的超小金纳米棒拥有很好的近红外吸收并且巨噬细胞对表面带负电荷的超小金纳米棒表现出更高的吞噬量。同时，巨噬细胞能够携带超小金纳米棒靶向到肿瘤的乏氧区，在近红外激光的照射下能够达到彻底根治肿瘤的目的。

技术领域

本发明属于无机纳米材料和分子影像学技术领域，涉及一种巨噬细胞装载的不同表面电荷的超小金纳米棒的制备及其应用。

背景技术

近年来，基于无机纳米材料的近红外诊疗平台广泛的应用于癌症的诊断和治疗，其中包括碳材料，半导体材料，贵金属材料等。金纳米材料尤其是金纳米棒由于其特殊的性质包括较大的吸收截面积、有效的光热转换效率、可协调的纵向等离子波长、高的化学稳定性、低毒性而在众多的近红外诊疗平台中赢得了广泛的关注。

超小的金纳米棒应用于癌症的诊疗还有一些隐藏的优点：(1)超小金纳米棒的纵向表面等离子体的吸收峰可以随着金纳米棒的长径比和整体尺寸的变化进行调控，主要集中在650-1350nm；(2)该区域的光几乎不被组织和血液吸收，因而具有更高的组织穿透性；(3)研究发现，金纳米棒的吸收-散射比随着直径的减小而增加。直径小于10nm的金纳米棒是以吸收为主导的。因此，超小的金纳米棒具有更有效的光热转化效率；(4)利用Au-S键之间的强相互作用，可以对超小的金纳米棒进行表面修饰使其成为可应用于生物医学的非常有趣的材料。(5)小粒径的纳米粒子进入生物体后能够更好的躲避网状内皮系统(RES)即肝脏、脾脏等截留，更好地到达肿瘤部位。(6)小粒径的金纳米棒能够及时的从身体内清除，降低潜在的生物毒性。

近年来，研究发现巨噬细胞介导的药物或纳米颗粒的递送在癌症治疗中具有很大的潜力，因为巨噬细胞可以穿过一般纳米粒子不可渗透的生物屏障到达肿瘤乏氧区。同时，基于巨噬细胞先天性的吞噬能力可以更容易的负载药物和纳米颗粒。另外，巨噬细胞作为一种免疫细胞可以躲避机体免疫系统的截留，更好的到达肿瘤乏氧区。

光声成像技术结合了组织纯光学成像和组织纯声学成像的优点，可以得到高对比度和高分辨率的重建图像，且具有无副作用的优点，为生物组织的无损检测技术提供了一种重要检测手段，正逐步成为生物组织无损检测邻域的一个新的研究热点。

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巨噬细胞担载不同表面电荷的Au纳米棒及其制备方法和应用，该巨噬细胞担载不同表面电荷的Au纳米棒具有良好的靶向肿瘤乏氧区的能力，可以应用在光声、CT影像介导的光热、光动力治疗药物上，实现诊疗一体化。

本发明的另一个目的是提供一种不同表面电荷超小金纳米棒的制备方法。利用Au-S键之间的强相互作用，以一端带巯基另一端带不同基团的巯基聚乙二醇与超小金纳米棒进行配体交换，得到不同表面电荷的超小金纳米棒。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种巨噬细胞担载不同表面电荷的Au纳米棒的制备方法，将一端带有巯基另一端带不同基团的巯基聚乙二醇与超小金纳米棒进行配体交换，得到不同表面电荷的超小金纳米棒，然后用不同表面电荷的超小金纳米棒对巨噬细胞进行孵育，得到巨噬细胞担载不同表面电荷的Au纳米棒。

优选地，超小金纳米棒的长度≤25nm，宽≤6nm。

优选地，一端带有巯基另一端带不同基团的巯基聚乙二醇分别为HS-PEG、HS-PEG-COOH和HS-PEG-N₃，所述的不同表面电荷的超小金纳米棒的制备方法包括以下步骤：