用于肿瘤的靶向单光子发射型计算机断层扫描/电子计算机断层扫描双模成像的锝-99m标记的多功能低代树突状聚合物包裹的金纳米粒子的研究外文翻译资料

 2022-08-07 11:26:22

英语原文共 9 页，剩余内容已隐藏，支付完成后下载完整资料

用于肿瘤的靶向单光子发射型计算机断层扫描/电子计算机断层扫描双模成像的锝-99m标记的多功能低代树突状聚合物包裹的金纳米粒子的研究

Xin Li, Zuogang Xiong, Xiaoying Xu, Yu Luo, Chen Peng,*Mingwu Shen,* and

Xiangyang Shi

  1. 化学纤维和聚合物修改国家重点实验室，化学化工学院，东华大学生物技术系，上海201620，中国
  2. 上海第十人民医院放射科，同济大学药学院，上海200072，中国

摘要：

针对肿瘤单光子发射型计算机断层扫描（SPECT）/电子计算机断层扫描（CT）双模成像，开发低成本，高效率的纳米探针仍是一项具有挑战性的任务。在这里，合成了用叶酸修饰并用锝-99m（99mTc)标记的多功能树突状大分子包裹的金纳米粒子(Au DENPs)，用于肿瘤的靶向双模SPECT/CT成像。第2代聚酰胺树突状大分子(G2-NH2)通过酰胺键与环二乙三胺五乙酸酐 (cDTPAA)连接，通过聚乙二醇与叶酸隔离，用于模板化合成金核纳米粒子，然后通过螯合法用99mTc标记。由此产生的多功能金纳米粒子具有良好的特征。结果表明，平均金核直为径1.6nm的颗粒可分散在水中，在多种不同条件中表现稳定，并且在研究的浓度范围内具有细胞相容性。进一步研究证明，多功能纳米粒子能被用于癌症细胞的靶向双模SPETC/CT成像，这一癌细胞的FA受体在体外过度表达，并且在4小时内建立体内皮下肿瘤模型。低代树突状大分子合成的多功能金纳米粒子被用作一种高效的、经济的、用于不同类型FAR表达肿瘤的SPECT/CT显像。

关键词：树突状大分子、金纳米粒子、叶酸靶向、SPECT/CT成像、肿瘤

1.前言

许多常用成像技术，如磁共振、计算机断层扫描（CT）、正电子发射断层扫描和单光子发射计算机断层扫描（SPECT）在肿瘤诊断中发挥着重要作用。每种成像技术具有其固有的优点和缺点。例如，CT具有高空间高密度分辨率，可以提供解剖学结构信息，但是缺乏足够的灵敏度和分子细节。SPETC具有高灵敏度，并且能够获得用于功能成像的信息，但是不能提供解剖信息，且没有足够的分辨率。因此，需要将两种成像方式整合以克服限制性，并结合每种成像模式的优点。SPETCT/CT被认为是一种强大的新型分子成像技术主要是由于它能同时从SPECT获得代谢信息和从CT获得解剖信息，从而大大提高了诊断的精密度。对于高效双模SPECT/CT成像来说，开发所需的造影剂，以整合SPECT和CT的成像要素是很有必要的。

纳米技术在广泛的生物医学领域显示出了巨大的潜力，如疾病诊断和治疗，生物传感和药物或基因传递。特别是对于单模和双模成像的应用，纳米粒子（NP）造影剂由于它们独特的特性已经被开发出来，包括简单的表面功能化、可控的体内行为和延长血液循环时间。对于SPECT/CT双模成像应用，必须在NP系统上或在NP系统内标记放射性核素（例如99mTc）。大多数情况，CT成像的方式只是用来定位动物的骨骼或整个骨骼结构并没有CT成像造影剂被整合到纳米系统上或在纳米系统内；而SPECT模式被用来定位目标器官或疾病部位。例如，最近报道99mTc标记的NPs和被用于前哨淋巴结，小动物的肺癌或给药后体内核糖体和己体的生物分布的双模态SPECT/CT成像。当前，很少有例子可以将SPECT和CT成像组件集成到单个纳米粒子系统中，或用于双模态SPECT/CT成像的应用。

为了开发纳米造影剂，我们必须选择一个合适的载体系统来装载成像剂。聚氨胺（PAMAM）树突状大分子是一个分支大分子家族，具有良好的单分散性，可被认为是用于生物医学应用的负载不同成像剂的理想载体系统。例如，树突状大分子或功能化树突状大分子可以作为模板合成金纳米粒子，也可以作为稳定剂稳定血库、主要器官或肿瘤CT成像的金纳米粒子。这是因为金纳米粒子具有优于商用碘基CT造影剂（例如：三碘三酰苯）的X射线衰减特性，这被认为是由于金的原子序数高于碘。此外，通过对螯合剂/钆配合物和树突状大分子内部金纳米粒子的同时周边修饰，探索了基于树突状大分子的多功能纳米平台在双模式动物器官与肿瘤CT/MR成像的应用。最后，树突状大分子边缘也可以用99mTc标记的二乙烯三胺戊乙酸螯合剂修饰，从而产生用于肿瘤SPECT成像的纳米探针。这些研究强调了利用树状大分子作为一种独特的纳米支架来为不同的成像应用创造多功能纳米探针的意义。

对于翻译医学的应用，最好是使用低成本的低代树突状大分子而不是昂贵的高代树突状大分子（例如：第五代）。在我们最近的研究中已经证明，用聚乙二醇（PEG）表面部分修饰的低代G2PAM树突状大分子可以用来包埋用于肿瘤CT成像的金纳米粒子。使用聚乙二醇修饰的G2树突状大分子的主要优点是聚乙二醇修饰G2树突状大分子可以显著提高对金纳米粒子的包埋能力。以前的成功与使用树状大分子化学制造多功能纳米探针有关，这促使我们推测G2树状大分子也可以作为一个平台来生成一种用于SPECT/CT成像应用的纳米探针。

在本研究中，用叶酸（FA）修饰并用锝-99m标记锝的多功能树突状大分子包裹的金纳米粒子用于肿瘤的SPECT/CT双模成像。用锝-99m标记的螯合剂（DTPA）通过酰胺键预官能化的胺端与G2 PAMAM树突状大分子（G2-NH2）结合和通过PEG间隔的靶向配体FA来包埋金核纳米粒子。通过螯合作用用锝-99m标记，FA靶向锝-99m标记的金纳米粒子就形成了（见图1a）。形成的{（Au0）6-G2-DTPA（99mTc）-PEG-FA}NPs在结构、组成、胶体稳定性、放射稳定性和细胞相容性等方面均有良好的表征。然后，开发的纳米探针用于癌细胞的体外双模靶向SPECT/CT成像和体内肿瘤模型。据我们所知，我们的工作是第一个描述用于SPECT/CT双模成像应用的低代树状大分子纳米探针的开发。

图1（a）FA-PEG-COOH段、{（Au0）6-G2-DTPA（99mTc）-PEG-FA}DENP和{（Au0）6-G2-DTPA（99mT c）-MPEG}DENP的合成示意图。（b）G2-DTPA-PEG-FA和{（Au0）6-G2-DTPA（99mTc）-PEG-FA}DENP的紫外-可见光谱。（c）和（d）是{（Au0）6-G2-DTPA-PEG-FA}DENP的TEM图像和尺寸分布直方图。嵌在c面板上的是Au核粒子的高分辨率TEM图像

2.实验阶段

2.1 材料

所有化学品和材料都是从商业资源购买的，并按收到的方式使用。在所有的实验中，使用的水是根据我们以前的工作净化的。FA-PEG-COOH是根据以前文献报道的流程合成的。

2.2 {(Au0)6-G2-DTPA-PEG-FA} DENPs的合成

将溶解于3mL水中的20.0 mg G2-NH2与溶解于2ml水中的3摩尔当量的cdTPAA（6.6毫克）在搅拌12小时下混合，得到G2-DTPA的原料。然后，在搅拌下，在水（5mL）中用EDC（38.5mg）预激活的FA-PEG-COOH（184.3mg）与上述15摩尔当量（184.3mg）的G2-DTPA溶液反应。三天后，我们用分子量为3000的膜用水（9次，2L）对混合物透析了3天。将透析液冷冻干燥得到G2-DTPA-PEG-FA产品。

利用合成的G2-DTPA-PEG-FA共轭物通过NaBH4还原模板合成金纳米粒子。我们选择树状大分子/金盐的摩尔比为1/6。合成{（Au0）6-G2-DTPA-PEG-FA}NPs的程序与我们先前工作中描述的相同。得到{（Au0）6-G2-DTPA-PEG-FA}DENP和{（Au0）6-G2-DTPA-MPEG}DENP，未经FA改性。

2.3{(Au0)6-G2-DTPA(99mTc)-PEG-FA} DENPs的合成

根据先前报道的方法形成99mTc标记的{（Au0）6-G2-DTPA-PEG-FA}DENP。通常，将{（Au0）6-G2-DTPA-PEG-FA}DENPs（0.2毫克）和SnCl2（100mu;g）添加到含有200mu;L 聚丁二酸丁二醇酯(PBS)（pH7.4）的5毫升小瓶中，在上述混合物中迅速加入无菌的锝-99m高锝酸盐预处理（740MBq，1mL）。在室温下培养30分钟后，用PD-10脱盐柱纯化{（Au0）6-G2-DTPA（99mTc）-PEG-FA}DENP。在相同的实验条件下，还制备了非靶向{（Au0）6-G2-DTPA（99mTc）-MPEG}DENP，以供比较。此外，在相同的实验条件下，还制备了G2-PEG-FA树突状大分子和{（Au0）6-G2-PEG-FA}DENP，并用99mTc标记了未经DTPA修饰的DENP。

2.4 表征技术

1H-核磁共振、紫外-可见光谱、透射电镜成像（TEM）、动态光散射（DLS）、电位测量，X射线衰减特性评价和电感耦合等离子体-光发射光谱（ICP-OES）按照文献报道的标准程序进行的。用CRC-15R放射性同位素剂量校准仪测量放射性。

2.5 放射化学纯度分析

用使用硅胶涂层玻璃薄片的瞬间薄层色谱法（ITLC）法测定{（Au0）6-G2- DTPA（99mTc）-PEG-FA}的放射化学纯度。（蒂森克虏伯股份公司，德国埃森）盐为流动相，并用薄层色谱扫描仪对薄片进行分析。

2.6 体外稳定性试验

根据我们在先前的文献报告中的描述用紫外-可见光谱法在不同pH和温度条件下对{（Au0）6-G2-DTPA-PEG-FA}DENPs的胶体稳定性进行了评价。为了进一步证明{（Au0）6-G2-DTPA-PEG-FA}DENP分散在PBS中的稳定性，在7天内用DLS测量了它们的水动力尺寸。

用ITLC测定用锝-99m标记后的产品的辐射稳定性。{（Au0）6-G2-DTPA（99mTc）PEG-FA}DENPs（200ul，1mg/mL-1）分散在2ml的PBS中。用ITLC估算颗粒在37°C下培养1、4和8h后的放射性化学纯度。

2.7 细胞培养

根据我们以前的工作，海拉癌（Hela)细胞株通常在MEM中常规培养。在FA-游离培养基中过度表达高叶酸受体（FAR）培养的HeLa细胞被认为是HeLa- HFAR，而在游离FA含MEM（[FA]=2mm）培养的HeLa细胞中低水平表达FAR（缩短为HeLa-LFAR）。没有特定的声明，HeLa细胞总是代表HeLa-HFAR细胞。

2.8 体外细胞毒性及细胞摄取试验

根据以前发表的文献报告MTT试验和Hela细胞株的形态学观察被用来推测{（Au0）6-G2-DTPA-PEG-FA}或{（Au0）6-G2-DTPA-mPEG}DENP在不同环境下的毒性。根据文献进行ICP-OES定量分析TEM定性观察，评价HeLa细胞内{（Au0）6 -G2-DTPA-PEG-FA}DENPs的特异性摄取。

2.9 HeLa细胞体外CT及SPECT成像研究

按上述条件培养HeLa-HFAR或HeLa-LFAR细胞，用含PBS、{（Au0）6-G2- DTPA PEG-FA}或{（Au0）6-G2-DTPA-MPEG}DENP的新鲜培养基在不同条件下培养 （1000和4000纳米）3小时。如文献所述，经过适当的治疗后，根据我们先前的工作，通过CT对细胞进行成像。至于SPECT成像，在上述相同条件下培养的细胞和{（Au0）6-G2-DTPA（99mTc）-PEG-FA}和{（Au0）6-G2-DTPA（99mTc）-MPEG}DENP用不同剂量（100

剩余内容已隐藏，支付完成后下载完整资料

资料编号：[246103]，资料为PDF文档或Word文档，PDF文档可免费转换为Word

原文和译文剩余内容已隐藏，您需要先支付 30元 才能查看原文和译文全部内容！立即支付

以上是毕业论文外文翻译，课题毕业论文、任务书、文献综述、开题报告、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找。

您可能感兴趣的文章