本文描述了一種ＰＥＧ包覆的核－殼納米顆粒，其表現了降低的聚集和／或降低的非特異性或不需要的連接特性。這些熒光納米顆粒包括：基于二氧化硅的核（其具有包含巰基取代基的有機官能團、有機熒光化合物）、二氧化硅的殼、和硅烷－ＰＥＧ化合物。所述納米顆粒的二氧化硅的殼包封基于二氧化硅的核，并且硅烷－ＰＥＧ化合物與二氧化硅的殼偶聯。
【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本申請總體上涉及納米顆粒，更具體而言涉及包覆聚乙二醇(“PEG”)的熒光納米 顆粒。此外本專利技術還描述了 PEG包覆的熒光納米顆粒的制備方法和應用。
技術介紹
U.S.專利公開No. 2004/0101822 Al和2006/0245971 Al (它們通過引用的方式全 部并入本文)描述了熒光核-殼二氧化硅納米顆粒(下文中稱為“Cs納米顆粒”)，其具有 與它們的表面連接的各種配體和加入它們的核和/或殼中的熒光染料。在CS納米顆粒的 一個實施方案中，納米顆粒在激發后能夠發射出近紅外光譜范圍的光。因此，CS納米顆粒 可應用于各種檢測方法中。例如，由于它們較小的尺寸和較高的信號輸出，因此CS納米顆 粒可在體內成為系統的部分，從而允許進行手術的受試者的血管系統可視化。納米級顆粒的體內應用經常遇到顆粒聚集的挑戰。顆粒聚集或凝聚(納米級顆粒 通過共價和非共價相互作用以形成較大聚集體的過程)可產生較大尺寸的聚集體，從而抑 制納米級顆粒的移動和應用。納米級顆粒還可與組織非特異性連接，這也限制了它們的應 用。需要改善的CS納米顆粒，其具有降低的聚集和/或非特異性或不期望的連接特 性。專利技術概述本文描述了 PEG包覆的CS納米顆粒，其具有降低的聚集和/或非特異性或不期 望的連接特性。為了防止聚集和粘結，CS納米顆粒包覆與二氧化硅顆粒表面關聯的化合 物(配體)，所述化合物(配體)含有至少一個親水性部分。關聯可通過(例如)共價硅 烷基偶聯化學來獲得。含有親水性部分的示例性化合物為硅烷-PEG(硅烷-聚乙二醇)化 合物。在一個示例性實施方案中，硅烷-PEG為甲氧基(聚氧乙烯)丙基]_三甲氧基硅烷 (CH3 (OC2H4) 6-9 (CH2) OSi (OCH3) 3)。使用親水性化合物(例如改性PEG)包覆納米顆粒可具有許多優點。首先，其可減 少納米顆粒聚集。其次，其可降低血液中其他化合物(例如蛋白)與顆粒表面的非特異性 結合，從而防止它們保留在器官和其他組織中，進而允許它們在血流中循環至它們通過腎 排泄清除為止。附圖簡要說明附圖說明圖1示出對示例性PEG包覆的CS納米顆粒、非PEG包覆的CS納米顆粒和游離的染 料前體進行熒光掃描比較的結果。Y軸為熒光單位(相對于游離的染料前體輸出歸一化)， X軸為熒光波長；圖2示出PEG包覆CS納米顆粒、包覆后過濾和尺寸選擇的示例性方法；圖3示出通過這樣的方案合成的CS顆粒的尺寸分布，在所述方案中所述核包覆 PEG包覆化合物(例如[甲氧基(聚氧乙烯)丙基]_三甲氧基硅烷)或雜-雙官能PEG化 合物的殼，使得制得的CS顆粒的直徑小于7nm ；3圖4示出在各種緩沖鹽溶液中14天后6nm的CS顆粒通過熒光相關光譜法的尺寸 表征；圖5示出使用本文所述的示例性PEG包覆的CS納米顆粒來使腎血管系統、特別是 尿道可視化的可能的示例性方法；圖6示出水(對照)、非PEG包覆的CS納米顆粒和PEG包覆的CS納米顆粒的體內 分布比較；圖7示出非PEG包覆的CS納米顆粒和PEG包覆的CS納米顆粒在血液和尿液中的 濃度/時間比較；圖8示出作為CS納米顆粒排泄函數的包覆的CS納米顆粒尺寸相對于熒光的分 析。專利技術詳述1.包覆的CS納米顆粒本文描述了熒光核_殼二氧化硅納米顆粒，其具有與它們表面關聯的一種或多種 配體。并未進行限定，下列CS納米顆粒可以是U. S.專利公開No. 2004/0101822A1和/或 2006/0245971A1中所述的任意CS納米顆粒。例如，CS納米顆粒可以是核包含巰基官能團 的二氧化硅納米顆粒，或者核中加入第一參照染料并且殼中加入第二傳感染料的二氧化硅 納米顆粒。CS納米顆粒可關聯配體。可與CS納米顆粒關聯的配體包括U. S.專利公開 No. 2004/0101822A1中所述的配體和本文中所述的配體。例如，其中可與CS納米顆粒關聯 的配體包括生物聚合物、合成聚合物、抗原、抗體、病毒或病毒組分、受體、半抗原、酶、激素、 化合物、病原體、微生物或其組分、毒素、表面改性劑(例如當與納米顆粒關聯時改變納米 顆粒或分析物的表面性能或組織相容性的表面活性劑)、及其組合。例如，優選的配體為抗 體，如單克隆或多克隆抗體。與CS納米顆粒關聯的配體還可以是熒光猝滅劑分子，如特用 于猝滅由CS納米顆粒發射出的熒光的Black Hole Quencher(BHQ)分子。該猝滅劑分子直 接與CS納米顆粒的二氧化硅表面連接，或者通過可切除的連接劑(例如肽或核苷酸)連接 在PEG分子上。例如，所述連接劑通過特用于某些氨基酸序列的蛋白酶或通過特用于某些 核苷酸序列的核酸酶來切除。按照這種方式，由于猝滅劑分子從CS納米顆粒表面去除并且 熒光可被檢測，因此可以檢測連接劑切除劑(例如蛋白酶或核酸酶)的存在。熒光猝滅劑 分子的應用由Zheng，G.，J.Chen，et al.(其通過引用方式并入本文)、Zheng，G.，J. Chen, et al. , (2007). Photodynamic molecularbeacon as an activatable photosensitizer based on protease-controlledsinglet oxygen quenching and activation. Proc Natl Acad Sci USA 104(21) :8989_94 所述。在一個實施方案中，與CS納米顆粒關聯的配體為含有至少一個親水性部分 的配體，例如Pluronic⑧型聚合物(通式為HO(C2H4O)a(-C3H6O)b(C2H4O)aH的非離子聚 氧乙烯-聚氧丙烯嵌段共聚物)、三嵌段共聚物聚(乙二醇-b-(DL-乳酸-co-乙醇 酸)-b-乙二醇)(PEG-PLGA-PEG)、二嵌段共聚物聚己酸內酯-PEG(PCL-PEG)、聚(偏二氟乙 烯)-PEG (PVDF-PEG)、聚(乳酸-co_PEG) (PLA-PEG)、聚(甲基丙烯酸甲酯)-PEG (PMMA-PEG) 等。在具有這種部分的實施方案中，親水性部分為PEG部分，例如[甲氧基(聚氧乙烯)丙 基]-三甲氧基硅烷(例如CH3 (OC2H4)6_9 (CH2) OSi (OCH3) 3)、[甲氧基(聚氧乙烯)丙基]-二4甲氧基硅烷(例如CH3(OC2H4)6_9(CH2)OSi (OCH3)2)、或[甲氧基(聚氧乙烯)丙基]_單甲氧 基硅烷(例如CH3 (OC2H4)6_9 (CH2) OSi (OCH3))。在另一個實施方案中，連接足夠量的配體以包 覆CS納米顆粒。理論上，包覆化合物的鏈的長度可在1至100單體長度之間，優選在4至 25單位之間。在使用PEG鏈的實施方案中，聚合物末端可以是羥基(-0H)而不是甲氧基。在使用較短PEG鏈的實施方案中，所得CS納米顆粒具有更小的直徑。在本文所述 的PEG包覆的CS納米顆粒的使用方法的一個實施方案中，相對于較大直徑的CS納米顆粒， 相對較小的直徑允許用于腎排泄或改善腎排泄。例如，在另外的分離步驟后，獲得較短PEG 包覆的CS納米顆粒，其流體動力學半徑為4nm，并且通過熒光相關光譜法測定窄的粒徑分 布。參照圖1和U. S.專利公開No. 2004/0101822A1本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種熒光納米顆粒，包含： 基于二氧化硅的核，包含： 含有巰基取代基的有機官能團；和 有機熒光化合物； 二氧化硅的殼；以及 硅烷－ＰＥＧ化合物； 其中所述二氧化硅的殼包封所述基于二氧化硅的核；并且所述硅烷－ＰＥＧ化合物與所述二氧化硅的殼偶聯。
【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】US 2007-8-31 60/969,561一種熒光納米顆粒，包含基于二氧化硅的核，包含含有巰基取代基的有機官能團；和有機熒光化合物；二氧化硅的殼；以及硅烷 PEG化合物；其中所述二氧化硅的殼包封所述基于二氧化硅的核；并且所述硅烷 PEG化合物與所述二氧化硅的殼偶聯。2.權利要求1所述的納米顆粒，其中所述熒光納米顆粒的直徑為IOnm或更小。3.權利要求1所述的納米顆粒，其中所述硅烷-PEG化合物包含25或更少的重復的PEG單元。4.權利要求3所述的納米顆粒，其中所述硅烷-PEG化合物選自[甲氧基(聚氧乙烯) 丙基]-三甲氧基硅烷、[甲氧基(聚氧乙烯)丙基]-二甲氧基硅烷和[甲氧基(聚氧乙 烯)丙基]-單甲氧基硅烷。5.權利要求1所述的納米顆粒，其中所述納米顆粒在激發時能夠發射波長大于650nm 的熒光。6.權利要求1所述的納米顆粒，其中所述二氧化硅的殼包含硅醇；并且其中所述硅 烷-PE...
【專利技術屬性】
技術研發人員：U威斯納，H歐，
申請(專利權)人：混合硅晶科技公司，
類型：發明
國別省市：US
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