專利名稱：一種診斷治療一體化試劑及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種診斷治療一體化試劑及其制備方法。
背景技術：
在傳統(tǒng)的臨床實踐中，疾病的診斷和治療是兩個相對對立的過程，診斷用造影劑和治療用藥也需要分別使用。兩次醫(yī)療過程時間間隔較長，對某些急性疾病來說，容易貽誤最佳的治療時機，同時兩次用藥帶來的副作用疊加也會增加患者的痛苦和風險。于是，為了解決這種情況，在臨床醫(yī)生和科研工作者的共同努力下，近年來一種全新的疾病處理方式——治療診斷學(theranostics)作為一種新的理念逐漸發(fā)展起來。治療診斷學將診斷和治療兩個過程合二為一，在得到診斷結果的同時，立即基于診斷結果進行對癥治療。這樣就提高了診治效率，同時減少了對人體的毒副作用，可以達到事半功倍的效果。同時應用于 診斷和治療兩個過程的試劑被稱為治療診斷一體化試劑(theranostic agent),它尤其適用于癌癥的診斷和治療。這是因為，腫瘤組織的不均一性和癌細胞的自適應耐藥性一直是癌癥治療中一個棘手的問題，治療診斷學的出現(xiàn)使得這一復雜問題的解決重現(xiàn)曙光。使用治療診斷試劑，可以顯現(xiàn)腫瘤內部不同變現(xiàn)的亞型，然后基于不同成像診斷結果進行靶向治療。超聲成像診斷優(yōu)點突出，它對人體無損、無創(chuàng)、無電離輻射，設備造價低廉并且體積小便于攜帶，空間分辨率較高，成像迅速，對于人體軟組織有非常好的分辨效果，最重要的是它能夠提供人體斷面實時的動態(tài)圖像。臨床上為了提高超聲成像的分辨率和對比度，引入了一種診斷輔助試劑——超聲造影劑。傳統(tǒng)的超聲造影劑主要是微米級的微氣泡，由于尺寸較大，不能穿過血管內皮間隙，只能停留在血管內實現(xiàn)血池顯影，限制了它們對血管外病變的探測能力。要想實現(xiàn)從分子水平上評價病變組織及進行靶向治療，就需要一種既能穿透血管壁、又具有較強回聲特性的納米級超聲造影劑。液態(tài)氟碳納米粒子由磷脂或高分子包裹在液態(tài)全氟化碳化合物制備而成，粒徑較小，處于游離分散狀態(tài)下的納米粒子由于對超聲起散射作用的橫截面積較小，回聲信號較弱，只有當納米粒子聚集于組織或者細胞處時，才會由于增大的散射截面而產生較強的回聲信號。這種納米尺寸的造影劑可以被動透過腫瘤處細胞間隙較大的血管而進入腫瘤組織而進行顯影，這種特殊的聚集成像模式可能在腫瘤顯影方面具有很大潛力。光熱治療是一種新興的治療腫瘤的手段。它使用光吸收劑和對于人體組織穿透力較強的近紅外光來進行選擇性治療，可以遠程定點殺死病灶，同時對正常組織幾乎沒有副作用。然而，臨床使用前我們需要準確知道病變位置，治療過程中我們也需要實時監(jiān)控治療進程，治療完成后我們也需要盡快評價治療效果以確定下一步治療方案。這些工作正好可以通過醫(yī)學超聲成像手段解決。因此，我們將用于腫瘤超聲診斷的液態(tài)氟碳納米粒子超聲造影劑和用于光熱治療的金納米殼結合在一起，得到一種新型診斷治療一體化試劑，它同時具有超聲造影診斷和光熱治療功能，使我們可以只需要用一種復合制劑即可同時實現(xiàn)診斷和治療兩種功能，從而減少中間環(huán)節(jié)，大大提高了效率，具有很好的臨床應用潛力。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是為了得到一種診斷治療一體化試劑，解決傳統(tǒng)臨床實踐中診斷或治療單一使用帶來的種種不便，用一種復合制劑同時實現(xiàn)診斷和治療兩種功能。為達到上述目的，本發(fā)明采取以下措施，制備一種診斷治療一體化試劑，該制劑為核殼結構，內部核心為液態(tài)氟碳納米粒子，直徑為50 500納米，外部殼層為厚度為I 100納米厚度的金殼。它的制備方法包括如下步驟(I)采用超聲乳化法制備高分子聚合物包裹的液態(tài)氟碳納米粒子；(2)在聚合物包裹的液態(tài)氟碳納米粒子表面修飾金納米粒子；(3)采用引晶法以聚合物包裹的液態(tài)氟碳納米粒子表面的金納米粒子為晶種，通過鹽酸羥胺原位還原氯金酸得到金納米殼，使之具有吸收近紅外光輻射并轉化為熱能的功倉泛; (4)采用真空冷凍干燥法將試劑凍干保存。本發(fā)明中制備高分子聚合物包裹的液態(tài)氟碳納米粒子所使用的高分子材料包括明膠、葡聚糖、白蛋白、殼聚糖、聚乙交酯、聚丙交酯、聚乙交酯丙交酯共聚物、聚丙交酯乙交酯共聚物、聚乙內酯、聚羥丁酸等。本發(fā)明方法中所使用的液態(tài)氟碳包括全氟戊烷、全氟己烷、全氟庚烷、全氟辛烷、全氟溴辛烷、全氟二氯辛烷、全氟壬烷、全氟癸烷、全氟化萘、全氟三丁胺等。本發(fā)明方法中在液態(tài)氟碳納米粒子表面修飾金納米粒子的方法包括共價結合、靜電吸附、氫鍵作用、配位結合等作用力。本發(fā)明中所用的作為晶種的金納米粒子的直徑為I 100納米，所使用的還原劑鹽酸羥胺的濃度為I 1000mmol/L，所用的氯金酸的濃度O. 001 10% (質量體積比)。本發(fā)明方法中所用對于金納米殼包覆高分子微囊進行真空冷凍干燥的條件為真空度O. I IOOPa ;溫度-10°c _100°C ;時間I 500小時。本發(fā)明具有以下優(yōu)點本發(fā)明的優(yōu)點之一是液態(tài)氟碳納米粒子-金納米殼復合物的制備簡便易行，條件溫和。本發(fā)明的優(yōu)點之二是制備液態(tài)氟碳納米粒子-金納米殼復合物的材料都具有很好的生物相容性，高分子聚合物材料選用可生物降解的無毒的藥用輔料，同時金納米材料也被證明具有很好的生物相容性。本發(fā)明的優(yōu)點之三是制備得到的液態(tài)氟碳納米粒子-金納米殼復合物這種診斷治療一體化試劑最終形態(tài)為凍干粉劑，易于儲存。本發(fā)明的優(yōu)點之四是將診斷和治療兩個原本獨立的過程合二為一，化繁為簡，節(jié)省時間，提高了診治效率，同時減少毒副作用。


圖I為本發(fā)明的制備方法示意圖(I-液態(tài)氟碳，2-高分子聚合物，3-金納米粒子，4-金納米殼,5-高分子聚合物包裹的液態(tài)氟碳納米粒子,6-金納米粒子修飾的液態(tài)氟碳納米粒子，7-液態(tài)氟碳納米粒子-金納米殼復合物)。
圖2為具體實施方式
一得到的液態(tài)氟碳納米粒子-金納米殼復合物的掃描電子顯微鏡照片(粒徑較為均已，平均大小約為150 300nm)。圖3為具體實施方式
一得到的液態(tài)氟碳納米粒子-金納米殼復合物的紫外-可見吸收光譜圖(從圖中可以看到復合物在700nm 900nm這一近紅外光范圍內有很強吸收)。
圖4為注射具體實施方式
二得到的液態(tài)氟碳納米粒子-金納米殼復合物懸液前后的體外超聲造影成像結果(圖4-1、4-2分別為注射復合物懸液前后的橡膠管的造影圖像，可以看到注射之后管腔回聲明顯增強，具有較好對比增強效果)。圖5為具體實施方式
三得到的液態(tài)氟碳納米粒子-金納米殼復合物的近紅外光熱效應(可以看到在IOmin中內升溫接近10°C，說明其具有較高的光熱轉換效率)。
具體實施例方式本發(fā)明技術方案不局限于以下所列舉具體實施方式
，還包括各具體實施方式
間的任意組合。
具體實施方式
一(I)稱取IOOmg聚丙交酯快速攪拌下溶解于4mL 二氯甲烷中，吸取O. 06mL全氟溴辛烷加入溶液中混勻，將有機相緩慢倒入20mL 2%聚乙烯醇溶液中并置于冰浴中，使用探頭超聲儀在300W功率下處理120s，然后磁力攪拌2h，使二氯甲烷完全揮發(fā)后，15000g離心5min，收集沉淀在同樣的離心條件下水洗，得到高分子聚合物包裹的液態(tài)氟碳納米粒子；(2)取100 μ L液態(tài)氟碳納米粒子懸液加入25mL lmg/mL的聚烯丙基胺鹽酸鹽，吸附15min后，15000g離心5min,收集沉淀并在同樣的離心條件下水洗,再加入朽1檬酸鈉穩(wěn)定的金納米粒子，同樣重復吸附-離心-洗滌過程，即得到表面修飾金納米粒子的液態(tài)氟碳納米粒子；(3)將得到的表面修飾金納米粒子的液態(tài)氟碳納米粒子加入24mL 0.1%的氯金酸溶液中攪拌混勻，再加入新配制的400mmol/L鹽酸輕胺ImL,攪拌反應30min后，15000g離心5min，收集沉淀在同樣的離心條件下水洗即可得到金納米殼包覆的液態(tài)氟碳納米粒子;(4)使用真空冷凍干燥機在-54°C，真空度5Pa條件下凍干36小時，4°C冰箱保存。
具體實施方式
二 (I)稱取250mg聚丙交酯快速攪拌下溶解于IOmL 二氯甲烷中，吸取O. ImL全氟戊烷加入溶液中混勻，將有機相緩慢倒入50mL 1%聚乙烯醇溶液中并置于冰浴中，使用探頭超聲儀在500W功率下處理150s，然后磁力攪拌3h，使二氯甲烷完全揮發(fā)后，12000g離心5min，收集沉淀在同樣的離心條件下水洗，得到高分子聚合物包裹的液態(tài)氟碳納米粒子；(2)取50 μ L液態(tài)氟碳納米粒子懸液加入IOmL lmg/mL的聚烯丙基胺鹽酸鹽，吸附15min后，12000g離心5min,收集沉淀并在同樣的離心條件下水洗,再加入朽1檬酸鈉穩(wěn)定的金納米粒子，同樣重復吸附-離心-洗滌過程，即得到表面修飾金納米粒子的液態(tài)氟碳納米粒子；(3)將得到的表面修飾金納米粒子的液態(tài)氟碳納米粒子加入IOmL O. 05%的氯金酸溶液中攪拌混勻，再加入新配制的100mmol/L鹽酸輕胺O. 5mL,攪拌反應20min后，12000g離心5min，收集沉淀在同樣的離心條件下水洗即可得到金納米殼包覆的液態(tài)氟碳納米粒子;(4)使用真空冷凍干燥機在-54°C，真空度5Pa條件下凍干48小時，4°C冰箱保存；(5)使用內徑為5_的橡膠管浸入水中模擬血管進行體外超聲造影成像。將液態(tài)氟碳納米粒子-金納米殼復合物干粉配制為lOmg/mL的懸液，注射入充滿去氣水的橡膠管中，同時使用飛利浦iU22診斷超聲儀的L9-3線陣探頭，取模擬血管縱向切面在脈沖反向諧波模式下造影成像，比較注射前后模擬血管內部的回聲信號對比增強情況，結果如圖4所示。圖4-1和4-2分別為注射入復合物懸液前后的模擬血管內部的增強效果，可以明顯看至IJ，在注入復合物懸液后，橡膠管腔內相比較于注射前出現(xiàn)了亮點狀回聲增強效果，這一結果說明本實施方式得到的液態(tài)氟碳納米粒子-金納米殼復合物具有良好的超聲造影成像功能。
具體實施方式
三
(I)稱取IOOmg聚乙交酯丙交酯共聚物快速攪拌下溶解于5mL三氯甲烷中，吸取
O.05mL全氟溴辛烷加入溶液中混勻，將有機相緩慢倒入25mL 2%聚乙烯醇溶液中并置于冰浴中，使用探頭超聲儀在300W功率下處理100s，然后磁力攪拌2h，使三氯甲烷完全揮發(fā)后，15000g離心3min，收集沉淀在同樣的離心條件下水洗，得到高分子聚合物包裹的液態(tài)氟碳納米粒子；(2)取200 μ L液態(tài)氟碳納米粒子懸液加入25mL lmg/mL的聚烯丙基胺鹽酸鹽，吸附15min后，15000g離心3min,收集沉淀并在同樣的離心條件下水洗,再加入朽1檬酸鈉穩(wěn)定的金納米粒子，同樣重復吸附-離心-洗滌過程，即得到表面修飾金納米粒子的液態(tài)氟碳納米粒子；(3)將得到的表面修飾金納米粒子的液態(tài)氟碳納米粒子加入24mL 0.1%的氯金酸溶液中攪拌混勻，再加入新配制的800mmol/L鹽酸輕胺O. 5mL,攪拌反應30min后，15000g離心3min，收集沉淀在同樣的離心條件下水洗即可得到金納米殼包覆的液態(tài)氟碳納米粒子;(4)使用真空冷凍干燥機在-54°C，真空度5Pa條件下凍干36小時，4°C冰箱保存；(5)配制O. 5mg/mL液態(tài)氟碳納米粒子_金納米殼復合物懸液4mL,加入比色皿中，使用波長為808nm的二極管紅外激光器在2W的輻照功率下照射10分鐘，期間用溫度計每隔IOs記錄升溫情況,結果如圖5所示。結果表明，在IOmin的總時間內，復合物懸液升溫超過8度(室溫約28°C )，并且仍有上升趨勢，說明本實施方式得到的金液態(tài)氟碳納米粒子-金納米殼復合物可以被近紅外激光很快加熱，可作為光吸收劑用于近紅外光熱治療。
權利要求
1.一種診斷治療一體化試劑，其特征在于該制劑為核殼結構，內部核心為液態(tài)氟碳納米粒子，直徑為50 500納米，外部殼層為厚度為I 100納米厚度的金殼。
2.—種診斷治療一體化試劑的制備方法，其特征在于該制備方法包括如下步驟 (1)采用超聲乳化法制備高分子聚合物包裹的液態(tài)氟碳納米粒子； (2)在聚合物包裹的液態(tài)氟碳納米粒子表面修飾金納米粒子； (3)采用引晶法以聚合物包裹的液態(tài)氟碳納米粒子表面的金納米粒子為晶種，通過鹽酸羥胺原位還原氯金酸得到金納米殼，使之具有吸收近紅外光輻射并轉化為熱能的功能； (4)采用真空冷凍干燥法將試劑凍干保存。
3.根據(jù)權利要求I所述的一種診斷治療一體化試劑，其特征在于所述的復合材料同時具有超聲造影診斷和光熱治療的功能。
4.根據(jù)權利要求2所述的一種診斷治療一體化試劑的制備方法，其特征在于所述的高分子聚合物包括但不限于明膠、葡聚糖、白蛋白、殼聚糖、聚乙交酯、聚丙交酯、聚乙交酯丙交酯共聚物、聚丙交酯乙交酯共聚物、聚乙內酯、聚羥丁酸。
5.根據(jù)權利要求2所述的一種診斷治療一體化試劑的制備方法，其特征在于所述的液態(tài)氟碳包括但不限于全氟戊烷、全氟己烷、全氟庚烷、全氟辛烷、全氟溴辛烷、全氟二氯辛烷、全氟壬烷、全氟癸烷、全氟化萘、全氟三丁胺。
6.根據(jù)權利要求2所述的一種診斷治療一體化試劑的制備方法，其特征在于所述的在聚合物包裹的液態(tài)氟碳納米粒子表面修飾金納米粒子的方法包括但不限于共價結合、靜電吸附、氫鍵作用、配位結合。
7.根據(jù)權利要求2所述的一種診斷治療一體化試劑的制備方法，其特征在于所述的作為晶種的金納米粒子的直徑為I lOOnm。
8.根據(jù)權利要求2所述的一種診斷治療一體化試劑的制備方法，其特征在于所述的還原劑鹽酸輕胺的濃度為I 1000mmol/L。
9.根據(jù)權利要求2所述的一種診斷治療一體化試劑的制備方法，其特征在于所述的氯金酸的濃度為0. 001 10% (質量體積比)
10.根據(jù)權利要求2所述的一種診斷治療一體化試劑的制備方法，其特征在于所述的真空冷凍干燥的條件為真空度0. I IOOPa ;溫度-10°c _100°C ;時間I 500小時。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種診斷治療一體化試劑及其制備方法，所制備得到的診斷治療一體化試劑由內部液態(tài)氟碳納米粒子和外部金納米殼構成，它同時具有超聲造影成像診斷和光熱治療的功能，成功地將實時、高效、低價、無輻射的超聲造影診斷，和高選擇性、高療效的近紅外光熱治療結合在一起，只用一種復合試劑即可同時實現(xiàn)診斷和治療兩種功能，將診斷和治療合二為一，減少了中間環(huán)節(jié)，增加了診療效率，同時降低了毒副作用，具有很好的臨床應用潛力。
文檔編號A61N5/06GK102895680SQ20111021143
公開日2013年1月30日 申請日期2011年7月27日 優(yōu)先權日2011年7月27日
發(fā)明者戴志飛, 柯亨特, 王金銳 申請人:戴志飛