一種低毒量子點(diǎn)制劑及其制備方法和用圖
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬生物技術(shù)及納米生物材料領(lǐng)域，涉及一種低毒量子點(diǎn)制劑及其制備方法和用途，具體涉及一種或多種細(xì)胞自噬抑制劑制成的新型量子點(diǎn)制劑或組合物，該新型量子點(diǎn)制劑或組合物能降低傳統(tǒng)量子點(diǎn)制劑的毒性。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有技術(shù)公開(kāi)了量子點(diǎn)(quantum dot, QD)又可稱為半導(dǎo)體納米微晶體(semiconductor nanocrystal),目前研究較多的主要是CdX (X = S、Se、Te)。所述量子點(diǎn)由于其粒徑小(約I?10nm),電子和空穴被量子限域，連續(xù)能帶變成具有分子特性的分立能級(jí)結(jié)構(gòu)，因此其光學(xué)行為與一些大分子，例如，多環(huán)的芳香烴很相似，可以發(fā)射熒光。研究顯示量子點(diǎn)的體積大小嚴(yán)格控制著它的光吸收和發(fā)射特征，晶體顆粒越小，比表面積越大，分布于表面的原子就越多，而表面的光激發(fā)的正電子或負(fù)電子受鈍化表面的束縛作用就越大，其表面束縛能就越高，吸收的光能也越高，即存在量子尺寸效應(yīng)(quantum sizeeffect)，從而使其吸收帶藍(lán)移，熒光發(fā)射峰位也相應(yīng)藍(lán)移。研究還顯示單獨(dú)的量子點(diǎn)顆粒容易受到雜質(zhì)和晶格缺陷的影響，熒光量子產(chǎn)率很低，但是當(dāng)以其為核心，用另一種半導(dǎo)體材料包覆，形成核-殼(core-shell)結(jié)構(gòu)后，則可將量子產(chǎn)率提高到約50%，甚至更高，并在消光系數(shù)上有數(shù)倍的增加，因而有很強(qiáng)的熒光發(fā)射。目前已合成的多種核-殼結(jié)構(gòu)的納米顆粒有 CdS/Ag2S、CdS/Cd (OH) 2、CdS/ZnS、ZnS/CdSe、ZnSe/CdSe、CdS/HgS、CdS/PbS等以及多層結(jié)構(gòu)的CdS/HgS/CdS。所述量子點(diǎn)比有機(jī)熒光分子要穩(wěn)定，它可以經(jīng)受反復(fù)多次激發(fā)，而不象有機(jī)熒光分子那樣容易發(fā)生熒光漂白。
[0003]鑒于量子點(diǎn)其獨(dú)特的光物理性能，其被廣泛應(yīng)用于體外細(xì)胞標(biāo)記。相比于傳統(tǒng)的有機(jī)熒光染料，量子點(diǎn)的主要優(yōu)勢(shì)是其具有較強(qiáng)的抗漂白性能(從幾分鐘到幾小時(shí))、較高的消光系數(shù)(0.5?5X106L/(mol.cm_ J))和量子產(chǎn)率。有研究顯示由量子點(diǎn)標(biāo)記得到的圖像具有更好的對(duì)比度和清晰度，因此能夠在大多數(shù)領(lǐng)域中替代有機(jī)染料。近年來(lái)，量子點(diǎn)用于細(xì)胞內(nèi)成像取得了較大的進(jìn)展，很多活細(xì)胞和固定細(xì)胞內(nèi)的組分以及蛋白被量子點(diǎn)標(biāo)記、成像，如細(xì)胞核、線粒體、微管、微絲蛋白、細(xì)胞角質(zhì)蛋白和內(nèi)吞體等；同時(shí)，量子點(diǎn)也用來(lái)研究細(xì)胞膜蛋白和受體，包括前列腺特異性膜抗原(PSMA)、HER激酶、甘氨酸受體、血清素運(yùn)輸?shù)鞍?、P-糖蛋白、Band III蛋白和鈉-鉀ATPase等。量子點(diǎn)在免疫熒光應(yīng)用中最有利的一面是微量的量子點(diǎn)就能夠產(chǎn)生檢測(cè)信號(hào)。一些研究已經(jīng)報(bào)道量子點(diǎn)在細(xì)胞樣品中有忽隱忽現(xiàn)的現(xiàn)象，被稱為“閃爍”;量子點(diǎn)這種特性可以把免疫熒光檢測(cè)靈敏度提高到單分子水平。
[0004]量子點(diǎn)因具有近紅外發(fā)光光譜、長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定性、高亮度熒光、抗光漂白性等獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)使它們成為活體內(nèi)焚光成像和標(biāo)記的優(yōu)先選擇。Akerman小組、將硫基化革El向肽連接的量子點(diǎn)注射到癌變大鼠體內(nèi)，在組織切片中發(fā)現(xiàn)大量多肽量子點(diǎn)探針富集在癌變組織內(nèi)(AkermanME, Chan ff, Akkonmen LP.Proc.Natl.Acad.Sc1.，2002.99(20):12617-21)。Kim小組將量子點(diǎn)分別注入到鼠和豬的皮下，它們定向運(yùn)動(dòng)到哨位淋巴結(jié)，通過(guò)低能量近紅外激發(fā)(5X10 — 3ff/cm2)得到了豬淋巴結(jié)Icm深度處的焚光成像(Kim S，Lim Y, SolteseE.Nature.B1technology.200422:93-97)，上述結(jié)果為活體動(dòng)物的體內(nèi)成像奠定了基礎(chǔ)，也為臨床醫(yī)學(xué)成像、外科手術(shù)的準(zhǔn)確性提供了依據(jù)。
[0005]隨著量子點(diǎn)合成技術(shù)的不斷改進(jìn)，量子點(diǎn)有望成為最具潛力的熒光標(biāo)記物之一，尤其是在活體細(xì)胞標(biāo)記領(lǐng)域的應(yīng)用。但迄今尚未推廣到臨床及實(shí)際生活中，主要是由于量子點(diǎn)本身在體內(nèi)外均具有一定的毒性；究其原因之一:在量子點(diǎn)與細(xì)胞的作用過(guò)程中，它們的表面化學(xué)基團(tuán)給細(xì)胞膜造成極小的微孔，改變了細(xì)胞內(nèi)外的離子濃度差以及細(xì)胞內(nèi)部保護(hù)細(xì)胞完整性和正常運(yùn)作功能的大分子濃度；其二為，量子點(diǎn)與細(xì)胞的相互作用直接導(dǎo)致了細(xì)胞凋亡及細(xì)胞自噬，從而殺傷細(xì)胞。傳統(tǒng)型的量子點(diǎn)制劑因其毒性較大，且減毒方法為物理及化學(xué)的方法，即使用其他材料進(jìn)行包被。不但影響量子點(diǎn)本來(lái)的特性，也影響其發(fā)光及成像。
[0006]細(xì)胞自.(autophagy)又叫 II 型程序性死亡(type II programmed cell death)，是真核生物體內(nèi)常見(jiàn)的“自我消化”(cellular degradat1n)的現(xiàn)象，能分解細(xì)胞內(nèi)受損或多余的細(xì)胞器和蛋白產(chǎn)生核苷酸，氨基酸等小分子物質(zhì)供細(xì)胞合成新的蛋白質(zhì)，并能維持細(xì)胞內(nèi)微環(huán)境的穩(wěn)定。近年來(lái)隨著分子生物學(xué)及基因技術(shù)的發(fā)展和對(duì)細(xì)胞自噬的深入認(rèn)識(shí)，發(fā)現(xiàn)其與多種疾病，尤其是腫瘤的發(fā)展關(guān)系密切。根據(jù)細(xì)胞內(nèi)底物運(yùn)送到溶酶體腔內(nèi)方式的不同，哺乳動(dòng)物細(xì)胞自■可分為三種方式:大自.(macroautophagy，以下簡(jiǎn)稱自■，其與腫瘤發(fā)展及治療關(guān)系最為密切)、小自.(microautophagy)和分子伴侶介導(dǎo)的自■ (chaperone-mediated autophagy, CMA)。自.是胞楽大分子物質(zhì)和細(xì)胞器在雙層膜包囊泡中大量降解的生物學(xué)過(guò)程，其包括:1.在饑餓、缺氧、藥物干擾等某些因素的刺激下，自噬泡的雙層膜結(jié)構(gòu)開(kāi)始逐漸形成并包圍在被降解物的周圍；2.自噬泡完全成型并將要被降解的物質(zhì)完全隔離于細(xì)胞質(zhì)；3.自噬體與溶酶體融合形成自噬溶酶體；4.自噬溶酶體最終被溶酶體中的水解酶溶解，降解產(chǎn)物可以在細(xì)胞內(nèi)再循環(huán)利用。有研究顯示，自噬能對(duì)細(xì)胞對(duì)外部環(huán)境改變及各種刺激產(chǎn)生應(yīng)激反應(yīng)。細(xì)胞在生長(zhǎng)條件下能發(fā)生較低水平的自噬，也稱基礎(chǔ)自噬。然而，一旦受到外界的刺激，如饑餓、缺氧、高溫、高細(xì)胞密度或是生長(zhǎng)因子剝奪等，細(xì)胞自噬的水平將會(huì)迅速上調(diào)。如在營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)缺乏的情況下，細(xì)胞自噬能分解體內(nèi)壞死細(xì)胞器產(chǎn)生氨基酸等供細(xì)胞合成新的蛋白質(zhì)，維持細(xì)胞的存活，然而，作為程序性細(xì)胞死亡的一種，細(xì)胞自噬能通過(guò)多種途徑直接或是間接導(dǎo)致細(xì)胞死亡。這種殺傷可能是通過(guò)誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡、壞死、衰老等機(jī)制發(fā)生，也可能是使細(xì)胞直接發(fā)生自噬性死亡。
[0007]迄今，尚見(jiàn)有關(guān)細(xì)胞自噬抑制劑與量子點(diǎn)制成得新型制劑的報(bào)道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的是為克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種低毒量子點(diǎn)制劑。具體涉及一種低毒量子點(diǎn)制劑及其制備方法和用途，尤其是由一種量子點(diǎn)和一種或多種細(xì)胞自噬/增強(qiáng)劑組成低毒的量子點(diǎn)制劑或組合物，該新型量子點(diǎn)制劑或組合物能降低傳統(tǒng)量子點(diǎn)制劑的毒性。
[0009]本發(fā)明的低毒量子點(diǎn)制劑，由一種量子點(diǎn)和一種或多種細(xì)胞自./增強(qiáng)劑組成，其在降低傳統(tǒng)量子點(diǎn)制劑的毒性的同時(shí)保證量子點(diǎn)的發(fā)光強(qiáng)度；該制劑的制備工藝簡(jiǎn)單，適用性廣，可用于大規(guī)模生產(chǎn)低毒量子點(diǎn)。該制劑主要可用于各類疾病的治療、診斷、和檢測(cè)，包括腫瘤的示蹤，炎癥的檢測(cè)等。同時(shí)也可用于體內(nèi)的器官成像或細(xì)胞內(nèi)成像和定位。
[0010]本發(fā)明的量子點(diǎn)包括但不限于碲化鎘量子點(diǎn)(CdTe)，