[01325827]荧光/磁共振/PET多模态适配体纳米靶向探针用于肿瘤活体成像研究

课题来源与背景本项目是广西西自然科学基金重点项目，合同编号： 2015GXNSFDA139025。

研究目的与意义本项目拟以Fe3O4 为核，正硅酸乙酯为硅壳形成原料，以荧光染料Cy5.5 为荧光报告分子、氨丙基硅烷和N-（丙基三甲氧基硅烷）-乙二胺-三乙酸钠为氨基化、羧基化试剂，通过微乳液法合成带有氨基和羧基功能基团的核壳型多功能磁性荧光硅纳米颗粒。

然后以黑色素瘤为肿瘤模型，将对黑色素瘤细胞（B-16）有特异性识别作用的适配体分子（TLS-11a）、能实现PET 成像的新型核素64Cu 修饰到该多功能磁性荧光硅纳米颗粒表面，构建一种同时具有荧光成像、磁共振成像、PET 成像功能，且能特异性识别黑色素瘤的多模态适配体纳米靶向探针，系统研究该探针对黑色素瘤细胞的靶向性及在荷黑色素瘤C57 鼠体内外的荧光/磁共振/PET 三模态活体靶向成像效果及其机制，为其早日应用于临床奠定理论基础和实验依据。

创见与创新

A. 在肿瘤活体成像纳米探针制备技术研究方面：

1) 利用荧光适配体修饰磁性石墨烯复合纳米材料，构建出一种能同时实现荧光成像和磁共振成像检测肝癌细胞的双模态活体成像纳米探针，并开展体外细胞成像的初步验证。研究结果表明，该双模态成像纳米探针特异性识别HepG2细胞。且该纳米探针与HepG2细胞结合后，检测到的荧光信号强度变化与细胞数在5×101到 5×106 cells mL-1范围内成线性关系。此外，本研究工作还证实了当石墨烯与Fe3O4磁性纳米粒复合后，能有效增强Fe3O4磁性纳米粒的横向弛豫差别。该工作已完成，论文正在整理中。

2) 制备出能特异性结合肝癌新生肿瘤血管内皮细胞的磁性mEND-Fe3O4@CMCS纳米探针用于磁共振成像研究。研究结果表明磁性Endoglin适配体探针mEND-Fe3O4@CMCS能有效靶向小鼠肝癌新生血管内皮细胞，可有效地在小鼠肝癌部位富集，且具有较高的T2成像效率，在3.0T MRI场强下清晰显影，可作为T2对比剂提高小鼠移植瘤部位成像对比度。为肝癌的早期分子影像学诊断提供了一种具有广阔应用前景的靶向探针系统。

将能特异性结合白血病细胞的适配体sgc8修饰到包裹有FITC荧光报告分子的硅纳米粒表面，形成能高灵敏识别白血病细胞的适配体荧光硅纳米检测探针，实现对白血病的靶向诊断Nanoscale Research Letters， 2016， 11: 298 （SCI）

B. 生物传感系统的构建研究方面：

1) 利用石墨烯优异的还原能力和催化活性，构建了一种基于石墨烯和酶协同催化银沉积的胆固醇电化学生物传感器。Biosensors and Bioelectronics， 2018， 102: 560-567. （ SCI， IF=8.173）

2) 利用石墨烯/血红素复合纳米材料的类过氧化酶的催化活性，构建了一种用于ATP检测的适配体电化学生物传感器。

Analytical science， 2016， 32: 565-569. （SCI， IF=1.355）

3) 构建了一种以纳米金共修饰HRP酶和抗体分子为检测探针的磁性纳米金准均相反应体系用于肝癌标志物甲胎蛋白的检测;具体实验结果如Fig （13， 14）

Analytical Biochemistry， 2017， 534: 56-63. （SCI， IF=2.275）

4) 通过在基础电极表面修饰一种由纳米金/聚邻氨基苯硫酚组成的复合纳米电聚合高分子导电膜，并在该导电膜上固定阿朴脂蛋白B抗体，构建了一种能特异性识别低密度脂蛋白的电化学生物传感界面用于检测血液样本中的低密度脂蛋白水平。该工作已申请国家发明专利并获授权。

5) 利用天然高分子物质柿单宁与石墨烯、纳米铂、纳米钯形成的复合纳米膜能高效催化过氧化物分解，建立了一种电化学检测过氧化物的非酶型生物传感器。该工作已完成，论文正在整理中。

4、社会经济效益

1) 在本项目资助下，项目组利用荧光适配体修饰磁性石墨烯复合纳米材料，构建出一种能同时实现荧光成像和磁共振成像检测肝癌细胞的双模态活体成像纳米探针;制备出能特异性结合肝癌新生肿瘤血管内皮细胞的磁性mEND-Fe3O4@CMCS纳米探针用于磁共振成像研究;将能特异性结合白血病细胞的适配体sgc8修饰到包裹有FITC荧光报告分子的硅纳米粒表面，形成能高灵敏识别白血病细胞的适配体荧光硅纳米检测探针，实现对白血病的靶向诊断。

2) 此外，在本项目资助下，项目组还开展了以下研究：利用石墨烯优异的还原能力和催化活性，构建了一种基于石墨烯和酶协同催化银沉积的胆固醇电化学生物传感器;利用石墨烯/血红素复合纳米材料的类过氧化酶的催化活性，构建了一种用于ATP检测的适配体电化学生物传感器;构建了一种以纳米金共修饰HRP酶和抗体分子为检测探针的磁性纳米金准均相反应体系用于肝癌标志物甲胎蛋白的检测;通过在基础电极表面修饰一种由纳米金/聚邻氨基苯硫酚组成的复合纳米电聚合高分子导电膜，并在该导电膜上固定阿朴脂蛋白B抗体，构建了一种能特异性识别低密度脂蛋白的电化学生物传感界面。

用于检测血液样本中的低密度脂蛋白水平;

利用天然高分子物质柿单宁与石墨烯、纳米铂、纳米钯形成的复合纳米膜能高效催化过氧化物分解，建立了一种电化学检测过氧化物的非酶型生物传感器。

3) 项目组在本项目资助下，共发表SCI论文3篇，单篇最高影响因子IF=8.173;

4) 国家受理发明专利1项。

5) 培养博士研究生1人，硕士研究生13人。

6) 1人晋升正高职称， 1人入选国家“百千万人才工程”国家级人选，并获“国家有突出贡献中青年专家”称号。