基于上转换纳米粒子多糖探针的构建及其在肿瘤成像中的应用

摘要

目的 构建一种用上转换纳米颗粒(upconversion nanoparticles, UCNPs)与硫酸软骨素(chondroitin sulfate, CS)连接的探针，开发肝细胞癌(hepatocellular carcinoma, HCC)早期诊断的方法。方法 以己二酸二酰肼(adipic acid hydrazide, ADH)为桥梁，构建UCNPs-CS探针。首先，CS在1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐[1-(3-dimethylaminopropyl)-3-ethylcarbodiimide hydrochloride, EDC]和N-羟基琥珀酰亚胺(N-hydroxysuccinimide, NHS)的催化下合成CS-ADH,CS具有肿瘤靶向性，可作为探针的靶向基团。然后，由溶剂热法制备NaYF4:Yb, Tm@NaYF4核壳结构的UCNPs,制备的UCNPs的荧光发射带在800 nm左右，可作为荧光报告基团用于体内成像。UCNPs通过聚丙烯酸(polyacrylic acid, PAA)衍生转水后由羧基氨基偶联反应制备UCNPs-CS纳米荧光探针。UCNPs经光谱、核磁、透射电镜等对形貌和光学性质进行表征，并通过MTT实验对探针的细胞毒性进行考察。通过构建肝癌小鼠模型，评价探针体内成像和肿瘤靶向能力，并利用体内成像评估不同抗肿瘤药物的活性。结果 制备的核壳结构UCNPs形貌均匀，大小均一，尺寸约35 nm,壳层厚度约3～4 nm,在水中分散性好。构建的UCNPs-CS探针具有良好的发光性能(激发波长980 nm,荧光发射波长800 nm)和细胞相容性(在质量浓度高达500μg/mL时，24 h后的细胞存活率大于60%),具有较强的组织穿透力，可实现动物水平的活体成像。肝癌小鼠体内成像结果表明，构建的UCNPs-CS探针具有较好的肿瘤靶向性，且成像光辐射强度与肿瘤体积呈正相关。结论 构建的UCNPs-CS探针为HCC早期可视化诊断提供一种新工具，同时也为抗肿瘤药物的活性筛选提供一种新思路。

关键词

硫酸软骨素 / 上转换纳米颗粒 / 肝细胞癌 / 生物成像 / 药物活性筛选