一种精准鉴别肺癌多药耐药用磁共振纳米诊断系统

技术领域

本发明属于医药技术领域，具体涉及一种精准鉴别肺癌多药耐药用磁共振纳米诊断系统。

背景技术

非小细胞肺癌(NSCLC)是肺癌最常见的病理类型，约占所有肺癌的85％。目前在临床上，以紫杉醇(Taxol)为主的药物化疗是治疗NSCLC除手术以外的一线治疗方法。然而，相当大比例的NSCLC患者对化疗产生耐药或多药耐药(MDR)，极大地限制了患者的预后。准确区分耐药NSCLC和敏感NSCLC对于优化治疗策略、提高抗癌疗效具有重要意义。但是，目前临床用于肿瘤耐药的评价方法主要为基于肿瘤形态学改变的“实体瘤疗效评价标准(Response Evaluation Criteria in Solid Tumors，RECIST)”，存在特异性低，敏感性不足等局限性。

已有研究报道，紫杉醇诱导的细胞内过氧化氢(H

MRI、CT、超声等医学成像技术的飞速发展，使各种肿瘤的在体、无创、实时诊断成为可能。然而，基于解剖成像的技术在很大程度上限制了常规成像技术在检测TME中的H

T

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种用于肺癌多药耐药鉴别诊断的磁共振成像纳米探针、制备方法及应用。

本发明的第一个目的是提供一种用于肺癌多药耐药鉴别诊断的磁共振成像纳米探针，由内核和外壳组成，所述内核为具有三维孔结构的MIL-53(Fe)纳米粒子，外壳为包覆在MIL-53(Fe)纳米粒子表面的MnO

所述MIL-53(Fe)纳米粒子的粒径为170nm，MnO

本发明的第二个目的是提供一种MnO2纳米诊断系统，所述诊断系统包含所述的用于肺癌多药耐药鉴别诊断的磁共振成像纳米探针。

本发明的第三个目的是提供一种上述用于肺癌多药耐药鉴别诊断的磁共振成像纳米探针的制备方法，包括以下步骤：

S1、三维孔结构的MIL-53(Fe)纳米粒子的制备：

将2-氨基对苯二甲酸溶解于有机溶剂中，加入六水合三氯化铁，在20～80℃油浴中搅拌1～4h，冷却至室温，离心、洗涤，即得到MIL-53(Fe)纳米粒子；

S2、MIL-53(Fe)@MnO

将步骤S1得到的MIL-53(Fe)纳米粒子溶解于水中，得到MIL-53(Fe)纳米粒子水溶液，接着在超声波作用下，加入高锰酸钾水溶液，离心、洗涤，分散于水中，即得到用于肺癌多药耐药鉴别诊断的磁共振成像纳米探针，简称为MIL-53(Fe)@MnO

优选的，步骤S1中，所述有机溶剂为乙醇。

优选的，步骤S1中，所述2-氨基对苯二甲酸与六水合三氯化铁的摩尔比为10：1～1:10。

优选的，步骤S2中，所述高锰酸钾与步骤S1中的2-氨基对苯二甲酸的摩尔比为10：1～1:10。

本发明的第四个目的是提供一种上述用于肺癌多药耐药鉴别诊断的磁共振成像纳米探针在制备用于肺癌多药耐药鉴别诊断试剂中的应用。

优选的，所述的试剂是用于T

本发明与现有技术相比，其有益效果在于：

(1)本发明提供的MIL-53(Fe)@MnO

(2)本发明通过合成的MIL-53(Fe)@MnO

(3)本发明提供的MIL-53(Fe)@MnO

(4)本发明提供的MIL-53(Fe)@MnO

附图说明

图1为本发明实施例提供的MIL-53(Fe)@MnO

图2为本发明实施例提供的MIL-53(Fe)@MnO

图3为本发明实施例提供的MIL-53(Fe)@MnO

图4为本发明实施例中的MIL-53(Fe)纳米颗粒的红外光谱图；

图5为本发明实施例提供的MIL-53(Fe)@MnO

图6为本发明实施例提供的MIL-53(Fe)@MnO

图7为本发明实施例提供的MIL-53(Fe)@MnO

图中，图7(a)为不同pH、不同浓度H

图8为本发明实施例提供的MIL-53(Fe)@MnO

图中，图8(a)为T

图9为本发明实施例中的MIL-53(Fe)+游离Mn

图中，图9(a)为T

图10为A549和A549/Taxol肺癌细胞在不同浓度紫杉醇中的细胞活力图；

图11为A549和A549/Taxol肺癌切片的P-gp(棕红色)免疫组化图；

图中，图11(a)和11(b)为A549肺癌切片免疫组化图；图11(c)和11(d)为A549/Taxol肺癌切片免疫组化图；

图12为A549和A549/Taxol细胞的DCFH-DA染色的共聚焦荧光图；

图13为A549和A549/Taxol细胞的DCFH-DA染色的相对荧光强度图；

图14为A549和A549/Taxol肺癌细胞在不同浓度H

图中，图14(a)为H

图15为MIL-53(Fe)@MnO

图中，图15(a)为T

图16为肌内注射MIL-53(Fe)@MnO

图中，图16(a)为T

图17为瘤内注射MIL-53(Fe)@MnO

图中，图17(a)为T

图18为静脉注射MIL-53(Fe)@MnO

图中，图18(a)为T

图19为A549细胞与不同浓度MIL-53(Fe)@MnO

图20为静脉注射150μLMIL-53(Fe)@MnO

图21为静脉注射150μL MIL-53(Fe)@MnO

图中，图21(a)-21(c)为血清生化指标(ALT、AST、ALP、BUN、CRE)检测数据图；图21(d)-21(l)为血液学指标(WBC、RBC、HCT、HGB、MCH、MCV、MCHC、RDW-SD、LYM)检测数据图；

图22为静脉注射150μLMIL-53(Fe)@MnO

图23为静脉注射MIL-53(Fe)@MnO

图中，图23(a)-23(c)为T

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

实施例1

本发明实施例提供了一种用于肺癌多药耐药鉴别诊断的磁共振成像纳米探针，具体由内核和外壳组成，所述内核为具有三维孔结构的MIL-53(Fe)纳米粒子，外壳为包覆在MIL-53(Fe)纳米粒子表面的MnO

所述MIL-53(Fe)纳米粒子的粒径为170nm，MnO

如图1所示，本发明实施例还提供了一种上述用于肺癌多药耐药鉴别诊断的磁共振成像纳米探针的制备方法，具体包括以下步骤：

S1、三维孔结构的MIL-53(Fe)纳米粒子的制备：

在25mL三颈烧瓶中，将0.1mmol的2-氨基对苯二甲酸(NH

S2、MIL-53(Fe)@MnO

将步骤S1得到的MIL-53(Fe)纳米粒子溶解于10ml的去离子水中，得到MIL-53(Fe)纳米粒子水溶液，接着在超声波作用下，频率为1-100MHz，时间1-20min，将高锰酸钾水溶液(用10mL去离子水溶解0.1mmol高锰酸钾制备得到)滴加入到MIL-53(Fe)纳米粒子水溶液中，离心后，并用去离子水(煮沸)洗涤3次，然后分散于10mL的去离子水中，即得到用于肺癌多药耐药鉴别诊断的磁共振成像纳米探针，简称为MIL-53(Fe)@MnO

实施例2

本发明实施例提供了一种用于肺癌多药耐药鉴别诊断的磁共振成像纳米探针，具体由内核和外壳组成，所述内核为具有三维孔结构的MIL-53(Fe)纳米粒子，外壳为包覆在MIL-53(Fe)纳米粒子表面的MnO

所述MIL-53(Fe)纳米粒子的粒径为170nm，MnO

如图1所示，本发明实施例还提供了一种上述用于肺癌多药耐药鉴别诊断的磁共振成像纳米探针的制备方法，具体包括以下步骤：

S1、三维孔结构的MIL-53(Fe)纳米粒子的制备：

在25mL三颈烧瓶中，将0.1mmol的2-氨基对苯二甲酸(NH

S2、MIL-53(Fe)@MnO

将步骤S1得到的MIL-53(Fe)纳米粒子溶解于10ml的去离子水中，得到MIL-53(Fe)纳米粒子水溶液，接着在超声波作用下，频率为1-100MHz，时间1-20min，将高锰酸钾水溶液(用10mL去离子水溶解0.01mmol高锰酸钾制备得到)滴加入到MIL-53(Fe)纳米粒子水溶液中，离心后，并用去离子水(煮沸)洗涤3次，然后分散于10mL的去离子水中，即得到用于肺癌多药耐药鉴别诊断的磁共振成像纳米探针，简称为MIL-53(Fe)@MnO

实施例3

本发明实施例提供了一种用于肺癌多药耐药鉴别诊断的磁共振成像纳米探针，具体由内核和外壳组成，所述内核为具有三维孔结构的MIL-53(Fe)纳米粒子，外壳为包覆在MIL-53(Fe)纳米粒子表面的MnO

所述MIL-53(Fe)纳米粒子的粒径为170nm，MnO

如图1所示，本发明实施例还提供了一种上述用于肺癌多药耐药鉴别诊断的磁共振成像纳米探针的制备方法，具体包括以下步骤：

S1、三维孔结构的MIL-53(Fe)纳米粒子的制备：

在25mL三颈烧瓶中，将0.1mmol的2-氨基对苯二甲酸(NH

S2、MIL-53(Fe)@MnO

将步骤S1得到的MIL-53(Fe)纳米粒子溶解于10ml的去离子水中，得到MIL-53(Fe)纳米粒子水溶液，接着在超声波作用下，频率为1-100MHz，时间1-20min，将高锰酸钾水溶液(用10mL去离子水溶解1mmol高锰酸钾制备得到)滴加入到MIL-53(Fe)纳米粒子水溶液中，离心后，并用去离子水(煮沸)洗涤3次，然后分散于10mL的去离子水中，即得到用于肺癌多药耐药鉴别诊断的磁共振成像纳米探针，简称为MIL-53(Fe)@MnO

一、下面对本发明实施例合成的MIL-53(Fe)@MnO

本发明实施例合成的MIL-53(Fe)@MnO

本发明实施例合成的MIL-53(Fe)@MnO

本发明实施例合成的MIL-53(Fe)@MnO

本发明实施例合成的MIL-53(Fe)@MnO

图6为MIL-53(Fe)@MnO

本发明实施例合成的MIL-53(Fe)@MnO

二、下面对本发明实施例合成的MIL-53(Fe)@MnO

1、对MIL-53(Fe)@MnO

根据水溶液pH值及H

2、对游离Mn

通过图9(a)可以看出，水溶液的T

三、下面对本发明实施例合成的MIL-53(Fe)@MnO

1、肿瘤细胞的生物学评价

在进行细胞MRI实验前，首先对所使用的Taxol敏感(A549细胞)与耐药(A549/Taxol)的肿瘤细胞模型进行了相关生物表征。

①四甲基偶氮唑盐(MTT)法评价两种细胞对化疗药物Taxol的敏感性：

两种肿瘤细胞分别与不同浓度的Taxol共同孵育48小时后，耐药的A549/Taxol细胞，即使在Taxol浓度高达625μg/L的环境中仍有50％以上的细胞存活，而药物敏感的A549细胞在Taxol浓度156μg/L的环境中，即有半数的细胞死亡，如图10所示。

②P-gp免疫组织化学染色法评价两种肿瘤细胞P-gp的表达情况：

通过图11可以看出，耐药细胞株A549/Taxol的细胞膜表面高表达P-gp，以上结果的获得为后续实验的成功进行提供了有效保障。

2、比较敏感和耐药肺癌细胞中H

使用H

3、细胞MR成像：

基于上述结果，本发明在细胞水平验证了纳米探针Fe-MOFs@MnO

四、下面对本发明实施例合成的MIL-53(Fe)@MnO

1、首先，将一定量的MIL-53(Fe)@MnO

2、接着，将一定量的MIL-53(Fe)@MnO

3、在以上结果的基础之上，我们进一步采用经小鼠尾静脉注入纳米探针MIL-53(Fe)@MnO

五、下面对本发明实施例合成的MIL-53(Fe)@MnO

1、MIL-53(Fe)@MnO

①细胞水平：MTT法对经过酸性H

②活体水平：将MIL-53(Fe)@MnO

如图20所示，两组小鼠30天内体重变化无显著差异。

如图21所示，两组小鼠在第3天和第30天的血清生化和血液学结果无显著差异。

如图22所示，两组小鼠在第3天和第30天的主要器官(心、肝、脾、肺、肾)的组织学切片H&E染色检测结果无显著差异。以上结果进一步证明纳米探针MIL-53(Fe)@MnO2对正常组织具有较低的毒副作用，因而具有作为MRI对比剂应用于临床的潜在价值。

2、MIL-53(Fe)@MnO

本发明经尾静脉向荷瘤小鼠体内注入一定量的MIL-53(Fe)@MnO

综上所述，本发明实施例提供的本发明提供的MIL-53(Fe)@MnO

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。