[发明专利]一种以核酸适配体为模板合成的双模态纳米羟基磷灰石的方法

说明书

本发明公开了一种以核酸适配体为模板合成的双模态纳米羟基磷灰石的方法，该方法以核酸适配体为模板合成纳米羟基磷灰石的过程中掺入具有成像功能的稀土离子，核酸适配体为AS1411，具有成像功能的稀土离子是具有荧光成像功能的Tb³⁺以及具有MRI成像能力的Gd³⁺。本发明采用以核酸适配体为模板的仿生合成方法，简单快速地实现了具有特异性识别细胞/组织的nHAp的合成，并在合成过程中掺杂具有不同成像功能的稀土离子，实现了荧光/MRI纳米成像探针的制备(AS1411‑nHAp:Gd/Tb)，纳米材料具有生物相容性良好、理化性能优良、稀土离子掺杂率高、功能多元化等特性。

技术领域

本发明涉及的是一种以核酸适配体为模板一步合成稀土离子共掺杂的双模态纳米羟基磷灰石的方法。

背景技术

纳米羟基磷灰石(nano-Hydroxyapatite,nHAp)为人体和动物矿化组织如骨骼、牙齿和钙化肌腱中无机相的主要组成，具有优异的生物相容性、生物活性和生物亲和性，可诱导骨组织再生，已广泛应用于骨缺损修复及骨组织工程领域。其晶体结构及表面特性赋予其强大的离子交换能力、络合能力和吸附能力。作为药物载体，已被广泛应用于癌症、骨质疏松、骨膜炎等疾病的治疗。此外，nHAp还具有抗肿瘤活性，对肿瘤细胞如肝癌细胞、肠癌细胞、骨肉瘤细胞、黑色素瘤细胞等活性具有抑制作用，能抑制癌细胞增殖，促进癌细胞凋亡，在高热治疗癌症方面也引起了广泛关注。

近年来，以nHAp为生物相容性载体构建生物成像探针用于细胞及活体成像已成为研究热点之一。特别是利用nHAp独特的晶体结构和较强的离子交换能力，将荧光稀土离子(Eu³⁺、Sm³⁺、Tb³⁺)、顺磁性金属离子(Gd³⁺、Mn²⁺)或放射性同位素(¹⁸F、⁶⁴Cu)通过离子掺杂的方式取代Ca²⁺即可获得不同模式的成像探针。然而，单一模态的成像方式在成像灵敏度、分辨率以及穿透深度等方面的优缺点各有不同。比如核磁共振成像(MRI)具有高的空间分辨率，但成像灵敏度低，成像时间长、成本高；计算机断层扫描成像(CT)具有高的空间分辨率，却无法分辨密度接近的软组织。基于此，近年来，将两种成像功能互补的生物成像技术结合，构建双模态生物成像探针已成为疾病的早期诊断和治疗的重要研究方向之一。如ChenFeng等(Chen Feng,et al.The photoluminescence,drug delivery and imagingproperties of multifunctional Eu³⁺/Gd³⁺dual-doped hydroxyapatite nanorods.Biomaterials 2011.32(34):9031-9039.)以Eu³⁺作为荧光标记离子，Gd³⁺为磁共振成像标记离子，将二者共掺杂到nHAp晶体中，成功实现了小鼠体内MRI和体内光学成像示踪。Annemarie等(Tesch Annemarie,et al.,Luminomagnetic Eu³⁺-and Dy³⁺-dopedhydroxyapatite for multimodal imaging.Mater Sci Eng C Mater Biol Appl,2017.81:p.422-431.)则利用共沉淀法合成Eu³⁺/Dy³⁺共掺杂nHAp构建荧光/核磁双模态纳米成像探针，并获得较好的荧光/核磁成像信号。然而，nHAp本身对细胞及组织不具备特异性识别能力，限制了其在生物体内的应用。