[发明专利]一种可用于肿瘤早期诊断的磁纳米传感器的制备方法及应用

说明书

本发明制备了一种可用于肿瘤早期诊断的磁性纳米传感器，具体涉及一种可用于循环肿瘤细胞分析和肿瘤核磁/荧光双模态成像的磁纳米传感器FSC‑D‑P0。其中，FSC‑D‑P0由Fe3O4核、硅碳掺杂纳米层SiO2/C壳通过双链DNA介导的Cy5标记的适配体D‑P0的修饰得到。FSC‑D‑P0，可以与肿瘤表面的MUC1蛋白结合，完成肿瘤细胞的捕获，在硅碳掺杂纳米层SiO2/C与细胞的相互作用下，恢复荧光，实现循环肿瘤细胞的可视化。然后，在外加磁场的作用下，完成肿瘤细胞的富集，在内切酶EcoR1的作用下，释放已捕获的循环肿瘤细胞。同时，基于磁纳米粒和适配体的主动靶向性，特异性荧光恢复以及MRI成像，FSC‑D‑P0可以避免磁纳米粒在组织非靶向性蓄积导致的假阳性，从而准确的完成肿瘤成像。

技术领域

本发明属于材料化学领域，涉及一种可用于肿瘤早期诊断的磁性纳米传感器，具体涉及一种可用于循环肿瘤细胞分析和肿瘤核磁/荧光双模态成像的磁纳米传感器的制备方法及应用。

背景技术

如何在早期进行癌症的诊断和治疗是预防癌症的主要手段。目前，临床上主要通过影像技术结合组织活检来进行癌症的诊断。然而，主流成像技术如磁共振成像MRI通常灵敏度低，无法识别小的良性/恶性肿瘤病灶，对癌症早期的诊断意义不大。而且，造影剂的非靶向积聚，往往会出现假阳性的影像结果，影响临床医生对肿瘤的精准诊断。因此，如何提高现有影像技术对于肿瘤组织成像的靶向性和灵敏性，是改善临床肿瘤诊断面临的主要问题。

近年来，由于合成的简易性和特殊靶向性，基于荧光猝灭-恢复机制的生物传感器在癌症检测研究方面表现出极大的潜力。然而，由于猝灭剂和荧光基团之间不匹配的相互作用，它们的灵敏度经常受到影响。此外，由于不稳定性和非靶向性的递送，这些生物传感器很少实现准确的活体荧光成像。同时，组织活检作为一种被认可的准确的癌症检测方法，由于其侵袭性和患者的耐受性较差，在临床中的广泛应用受到阻碍。因此，增加造影剂的靶向递送以避免其非特异性蓄积，调节生物传感相互作用来提高其成像灵敏性，仍是癌症检测和成像研究面临的难题。

新兴的液体活检术因其无侵袭性和明显的临床意义而引起人们的关注。然而，复杂血液环境下循环肿瘤细胞稀缺，不易被检测仪器捕获、纯化和检测，极大地阻碍了液体活检研究的进行。而且，目前肿瘤成像和活检是通过不同的平台和探针来实现，明显增加了检测的复杂性和成本，影响了结果的一致性。因此，如何将循环肿瘤细胞的捕获、检测和释放以及肿瘤的精准成像整合到一个监测体系中，是科研工作者需要解决的问题。

因此，在本发明中，以磁性纳米粒为基础，通过对其表面进行硅碳掺杂和配体修饰，构建了一种新型的磁纳米传感器FSC-D-P₀，可以与肿瘤表面的MUC1蛋白结合，完成肿瘤细胞的捕获，在硅碳掺杂纳米层SiO₂/C与细胞的相互作用下，恢复荧光，实现循环肿瘤细胞的可视化。然后，在外加磁场的作用下，完成肿瘤细胞的富集，在内切酶EcoR1的作用下，释放已捕获的循环肿瘤细胞。同时，基于磁纳米粒和适配体的主动靶向性，特异性荧光恢复以及MRI成像，FSC-D-P₀可以避免磁纳米粒在组织非靶向性蓄积导致的假阳性。FSC-D-P₀将循环肿瘤细胞的捕获、检测和释放与肿瘤核磁/荧光双模态成像结合在一个平台上，实现了体内外多方位的肿瘤诊断，在临床肿瘤诊疗方面显现出巨大的应用潜力。

发明内容

本发明的目的是针对现有临床上肿瘤检测的不足，提供一种可用于肿瘤早期诊断的磁纳米传感器。具体涉及一种可用于循环肿瘤细胞分析和肿瘤核磁/荧光双模态成像的磁纳米传感器的制备方法及应用，包括如下反应步骤：

步骤(1)：以三价铁化合物如FeCl₃·6H₂O为原料，二甘醇和乙二醇为反应介质进行磁性纳米粒Fe₃O₄的制备；