一種基于聲場操控的納米粒子靶向遞送方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本申請涉及聲操控技術(shù)，尤其涉及一種基于聲場操控的納米粒子革E向遞送方法。
【背景技術(shù)】
[0002]聲操控主要是利用聲場中粒子受到聲輻射力、聲流引起的拽力或剪切力等實現(xiàn)對粒子的捕獲、排列、移動、旋轉(zhuǎn)和釋放等功能。由于超聲已廣泛應用于臨床成像檢測中，并已經(jīng)證實低強度超聲不會對機體造成明顯的損傷，超聲操控粒子是一種非接觸、無創(chuàng)、便捷的操控方法。因此，基于該技術(shù)實現(xiàn)納米藥物載體的靶向遞送，對于腫瘤等重大疾病的精準治療具有十分重要的意義和實際應用價值。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中，醫(yī)用超聲頻率的聲操控都只針對微米粒子或納米線。這些粒子的結(jié)構(gòu)尺寸偏大，不適合載藥體系的構(gòu)建和實際應用。相比于微米粒子或納米線，三維尺度均在納米級別的粒子更容易被腫瘤細胞吞噬或更容易通透細胞間隙進入腫瘤組織內(nèi)部，并且具有更低的免疫原性和靶向性。然而，由于納米粒子尺度遠小于波長，且受到布朗運動和溶液的粘力作用的影像，難以被醫(yī)用超聲頻段的聲場操控。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本申請要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于聲場操控的納米粒子靶向遞送方法。
[0005]本申請要解決的技術(shù)問題通過以下技術(shù)方案加以解決:
一種基于聲場操控的納米粒子革E向遞送方法，包括:
構(gòu)建聲場及操控系統(tǒng)，所述聲場包括腔室，所述操控系統(tǒng)包括超聲波發(fā)射裝置；
制備中空多孔的納米粒子；
將所述納米粒子放入所述腔室，使所述超聲波發(fā)射裝置發(fā)射超聲波，調(diào)控聲場，以操控所述納米粒子運動，使所述納米粒子靶向運輸。
[0006]上述方法中，所述調(diào)控聲場，包括調(diào)控聲場頻率、聲場強度和/或聲場形態(tài)。
[0007]上述方法中，所述超聲波發(fā)射裝置包括函數(shù)發(fā)生器、功率放大器和壓電陶瓷片，所述函數(shù)發(fā)生器產(chǎn)生發(fā)射信號，通過所述功率放大器激勵所述壓電陶瓷片產(chǎn)生超聲波;所述調(diào)控聲場頻率通過調(diào)控所述函數(shù)發(fā)生器的發(fā)射頻率實現(xiàn)，所述調(diào)控聲場強度通過調(diào)控所述函數(shù)發(fā)生器的電壓實現(xiàn)，所述調(diào)控聲場形態(tài)可通過調(diào)控所述腔室的高度實現(xiàn)。
[0008]上述方法中，所述操控所述納米粒子運動，具體包括:操控所述納米粒子組裝、排列、旋轉(zhuǎn)、聚集和移動中的一種或多種。
[0009]上述方法中，所述操控納米粒子旋轉(zhuǎn)的發(fā)射頻率為0.5?2MHz，電壓為200mV?IV;所述操控納米粒子線性排列的發(fā)射頻率為2?4MHz，電壓為200mV?IV;所述操控納米粒子聚集的發(fā)射頻率為4?1MHz，電壓為200mV?IV。
[0010]上述方法中，所述制備中空多孔的納米粒子，具體包括:
以聚乙烯吡咯烷酮為表面修飾劑，在乙二醇體系中制備銀納米立方體； 以所述銀納米立方體為模版，加入氯金酸，通過金銀置換反應，獲得中空多孔的金納米
Mil O
[00111 上述方法中，所述納米粒子的粒徑為20?500nm。
[0012]上述方法中，所述納米粒子為裝載藥物的納米粒子。
[0013]上述方法中，所述腔室包括實驗腔、人體環(huán)境或動物體環(huán)境。
[0014]上述方法中，所述操控系統(tǒng)還包括含高速CCD的光學顯微成像系統(tǒng)，所述高速CCD用于記錄所述納米粒子的運動軌跡。
[0015]由于采用了以上技術(shù)方案，使本申請具備的有益效果在于:
在本申請的【具體實施方式】中，由于將中空多孔的納米粒子放入腔室，使超聲波發(fā)射裝置發(fā)射超聲波，調(diào)控聲場，以操控納米粒子運動，使納米粒子靶向運輸，本申請結(jié)合聲場作用和納米粒子的特殊結(jié)構(gòu)，可操控三維尺度均在納米級別的納米粒子，可用于實現(xiàn)藥物的靶向遞送。
【附圖說明】
[0016]圖1為本申請的基于聲場操控的納米粒子靶向遞送方法在一種實施方式中的流程圖；
圖2為本申請的聲場及操控系統(tǒng)在一種實施方式中的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為金納米籠的透射電鏡圖；
圖4為不同聲場參數(shù)對納米粒子的操控作用圖；
圖5為聲場操控用于納米粒子的腫瘤細胞靶向運輸。
【具體實施方式】
[0017]下面通過【具體實施方式】結(jié)合附圖對本申請作進一步詳細說明。
[0018]如圖1、圖2所示，本申請的基于聲場操控的納米粒子靶向遞送方法，其一種實施方式，包括以下步驟:
步驟102:構(gòu)建聲場及操控系統(tǒng)，聲場包括腔室，操控系統(tǒng)包括超聲波發(fā)射裝置。
[0019]在一種實施方式中，腔室包括實驗腔、人體環(huán)境或動物體環(huán)境。其中，實驗腔包括底板12、側(cè)壁13和蓋板14，側(cè)壁13設置在底板12上，蓋板14蓋設在側(cè)壁13上，側(cè)壁13圍出圓柱形空腔14。底板可由硅片制成，側(cè)壁13可由膠帶制成，蓋板15可以由蓋玻片制成。其中側(cè)壁13和空腔14具體可通過在多層膠帶中間打孔制成。
[0020]超聲波發(fā)射裝置包括函數(shù)發(fā)生器、功率放大器和壓電陶瓷片11，函數(shù)發(fā)生器產(chǎn)生發(fā)射信號，通過功率放大器激勵壓電陶瓷片11產(chǎn)生超聲波。超聲波發(fā)射裝置也可以是超聲波發(fā)生器和超聲換能器，如叉指換能器。
[0021]在一種實施方式中，操控系統(tǒng)還可以包括光學顯微成像裝置，光學顯微成像裝置包括高速CCD21(電荷耦合元件)、分光鏡22、暗場環(huán)23和物鏡24，圖2中25為光源，高速CCD用于記錄所述納米粒子的運動軌跡。由于納米粒子的尺寸很小，傳統(tǒng)的光學顯微鏡無法對其觀測。在本系統(tǒng)中，將普通顯微鏡的聚光器換成暗場聚光器或在普通顯微鏡的聚光器下插入暗場環(huán)23，用于暗視野觀察，即可對納米粒子的行為進行觀測。其作用原理在于濾掉了垂直入射光而只有側(cè)面的光照射被檢物體，并在樣品的表面或內(nèi)部發(fā)生反射、衍射和折射，改變了照在物體上光路的方向，使光線進入到物鏡24里而成像。高速CCD可用于記錄粒子的操控行為。
[0022]步驟104:制備中空多孔的納米粒子。
[0023]中空多孔的納米粒子包括金屬納米粒子和非金屬納米粒子，例如金納米籠。納米粒子為三維尺度均在納米級別的粒子。
[0024]步驟106:將納米粒子放入腔室，使超聲波發(fā)射裝置發(fā)射超聲波，調(diào)控聲場，以操控所述納米粒子運動，使