靶向HER-2多模态纳米探针的制备及性能研究

　ＪＳｈａｎｘｉＭｅｄＵｎｉｖ，Ｍａｙ２０２０，Ｖｏｌ５１Ｎｏ５　

靶向ＨＥＲ２多模态纳米探针的制备及性能研究

１２安改丽１，刘　屹１，喻　凤１，陈小龙２，郭　维３（陕西省人民医院肿瘤内科，西安　７１００６８；陕西省人民医院影像科；

３

陕西省人民医院教学科；通讯作者，Ｅｍａｉｌ：ｖｉｋｉｎｇ２２６＠１６３．ｃｏｍ）

摘要：　目的　探讨多模态靶向ＨＥＲ２探针的合成方法及其对乳腺癌细胞体外靶向结合的可行性与在荷瘤小鼠体内生物分

１８布情况。　方法　合成超顺磁性氧化铁纳米颗粒ＳＰＩＯＰＡＡ和靶向ＨＥＲ２的多模态纳米探针ＳＰＩＯｈｅｒｃｅｐｔｉｎＮＯＴＡＡＩＦ，通

ＴＴ法过电子显微镜观察、动态光散射仪器检测、磁性分析、脂水分配系数测定和体外稳定性试验对其理化性能进行评估。Ｍ检测对细胞增殖的影响；体外细胞特异性结合实验确定纳米探针的靶向活性，分析其在荷瘤小鼠体内的分布和代谢。　结果

１８　透射电镜下ＳＰＩＯＰＡＡ形状规则，具有良好的分散性和均匀的粒径。ＳＰＩＯｈｅｒｃｅｐｔｉｎＮＯＴＡＡＩＦ的饱和磁化强度为５０３８

ｅｍｕ／ｇ，具有明显的亲水性。动物模型显示该探针主要分布于肿瘤组织、血液、肝脏、脾脏和肾脏，主要由肝脏代谢，肾脏排泄。

１８　结论　ＳＰＩＯｈｅｒｃｅｐｔｉｎＮＯＴＡＡＩＦ具有良好的理化性能和体外生物学特性，符合ＭＲＩ和ＰＥＴ检查的要求，且靶向性强，生物

安全性好，具有临床应用潜能。

关键词：　分子成像；　纳米粒子探针；　ＨＥＲ２阳性乳腺癌；　ＭＲＩ；　ＰＥＴＣＴ

中图分类号：　Ｒ３１９　文献标志码：　Ａ　文章编号：　１００７－６６１１（２０２０）０５－０３８２－０６　ＤＯＩ：１０．１３７５３／ｊ．ｉｓｓｎ．１００７－６６１１．２０２０．０５．００５

ＰｒｅｐａｒａｔｉｏｎａｎｄｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎｏｆＨＥＲ２ｔａｒｇｅｔｅｄｍｕｌｔｉｍｏｄａｌｎａｎｏｐｒｏｂｅｓ

１１１２３１ＡＮＧａｉｌｉ，ＬＩＵＹｉ，ＹＵＦｅｎｇ，ＣＨＥＮＧＸｉａｏｌｏｎｇ，ＧＵＯＷｅｉ（ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＭｅｄｉｃａｌＯｎｃｏｌｏｇｙ，ＳｈａａｎｘｉＰｒｏｖｉｎｃｉａｌＰｅｏｐｌｅ’ｓＨｏｓ２３ｐｉｔａｌ，Ｘｉ’ａｎ７１００６８，Ｃｈｉｎａ；ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＩｍａｇｉｎｇ，ＳｈａａｎｘｉＰｒｏｖｉｎｃｉａｌＰｅｏｐｌｅ’ｓＨｏｓｐｉｔａｌ；ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＥｄｕｃａｔｉｏｎＡｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎ，ＳｈａａｎｘｉＰｒｏｖｉｎｃｉａｌＰｅｏｐｌｅ’ｓＨｏｓｐｉｔａｌ；Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇａｕｔｈｏｒ，Ｅｍａｉｌ：ｖｉｋｉｎｇ２２６＠１６３．ｃｏｍ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ：　Ｏｂｊｅｃｔｉｖｅ　ＴｏｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｔｈｅｓｙｎｔｈｅｓｉｓｏｆＨＥＲ２ｔａｒｇｅｔｅｄｍｕｌｔｉｍｏｄａｌｎａｎｏｐｒｏｂｅｓ，ａｎｄｅｘｐｌｏｒｅｔｈｅｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙｏｆｉｔｓｂｉｎｄｉｎｇｗｉｔｈｂｒｅａｓｔｃａｎｃｅｒｃｅｌｌｓｉｎｖｉｔｒｏａｎｄｉｔｓｂｉｏｌｏｇｉｃａｌｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｉｎｔｕｍｏｒｂｅａｒｉｎｇｍｉｃｅ．　Ｍｅｔｈｏｄｓ　Ｔｈｅｓｕｐｅｒｐａｒａｍａｇｎｅｔｉｃｉｒｏｎｏｘｉｄｅ

１８ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ（ＳＰＩＯＰＡＡ）ａｎｄｍｕｌｔｉｍｏｄａｌｎａｎｏｐｒｏｂｅＳＰＩＯｈｅｒｃｅｐｔｉｎＮＯＴＡＡＩＦｗｅｒｅｐｒｅｐａｒｅｄ，ａｎｄｔｈｅｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ，ｔｈｅ

ｄｙｎａｍｉｃｌｉｇｈｔｓｃａｔｔｅｒｉｎｇｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｔｅｓｔｉｎｇ，ｔｈｅｍａｇｎｅｔｉｃａｎａｌｙｓｉｓ，ｔｈｅｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎｏｆｆａｔｗａｔｅｒｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔａｎｄｔｈｅｓｔａｂｉｌｉｔｙｔｅｓｔｉｎｖｉｔｒｏｗｅｒｅｕｓｅｄｔｏｅｖａｌｕａｔｅｔｈｅｐｈｙｓｉｃａｌａｎｄｃｈｅｍｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ．ＴｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆｎａｎｏｐｒｏｂｅｏｎｃｅｌｌｐｒｏｌｉｆｅｒａｔｉｏｎｗａｓｄｅｔｅｃｔｅｄｂｙＭＴＴａｓｓａｙ．Ｔｈｅｔａｒｇｅｔｉｎｇａｃｔｉｖｉｔｙｏｆｔｈｅｎａｎｏｐｒｏｂｅｗａｓｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄｂｙｃｅｌｌｓｐｅｃｉｆｉｃｂｉｎｄｉｎｇｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｉｎｖｉｔｒｏ，ａｎｄｔｈｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆ

１８ＳＰＩＯｈｅｒｃｅｐｔｉｎＮＯＴＡＡＩＦｉｎｔｕｍｏｒｂｅａｒｉｎｇｍｉｃｅｗａｓａｎａｌｙｚｅｄ．　Ｒｅｓｕｌｔｓ　ＴＥＭｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅＳＰＩＯＰＡＡｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓｗｅｒｅｏｆ１８ｒｅｇｕｌａｒａｎｄｓｐｈｅｒｉｃａｌｓｈａｐｅ．ＴｈｅｓａｔｕｒａｔｉｏｎｍａｇｎｅｔｉｚａｔｉｏｎｏｆＳＰＩＯｈｅｒｃｅｐｔｉｎＮＯＴＡＡＩＦｗａｓ５０３８ｅｍｕ／ｇ．Ｔｈｅｎａｎｏｐｒｏｂｅｈａｄｏｂｖｉｏｕｓ

ｈｙｄｒｏｐｈｉｌｉｃｉｔｙ．Ｉｎｖｉｖｏｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅｎａｎｏｐｒｏｂｅｓｗｅｒｅｍａｉｎｌｙｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄｉｎｔｕｍｏｒｔｉｓｓｕｅ，ｂｌｏｏｄ，ｌｉｖｅｒ，ｓｐｌｅｅｎａｎｄｋｉｄｎｅｙ，

１８ａｎｄｗｅｒｅｍａｉｎｌｙｍｅｔａｂｏｌｉｚｅｄｂｙｔｈｅｌｉｖｅｒａｎｄｅｘｃｒｅｔｅｄｂｙｔｈｅｋｉｄｎｅｙ．　Ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎ　ＳＰＩＯｈｅｒｃｅｐｔｉｎＮＯＴＡＡＩＦｈａｓｇｏｏｄｐｈｙｓｉｃａｌ

ａｎｄｃｈｅｍｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｗｈｉｃｈｍｅｅｔｓｔｈｅｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｏｆＭＲＩａｎｄＰＥＴｅｘａｍｉｎａｔｉｏｎ．ＩｔｃａｎｓｐｅｃｉｆｉｃａｌｌｙｂｉｎｄｔｏＨＥＲ２ｐｏｓｉｔｉｖｅｂｒｅａｓｔｃａｎｃｅｒｃｅｌｌｓｉｎｖｉｔｒｏ，ｉｍｐｌｉｃａｔｉｎｇｇｏｏｄｂｉｏｌｏｇｉｃａｌｓａｆｅｔｙａｎｄｃｌｉｎｉｃａｌａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｐｏｔｅｎｔｉａｌ．

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：　ｍｏｌｅｃｕｌａｒｉｍａｇｉｎｇ；　ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｐｒｏｂｅ；　ＨＥＲ２ｐｏｓｉｔｉｖｅｂｒｅａｓｔｃａｎｃｅｒ；　ＭＲＩ；　ＰＥＴＣＴ

　　乳腺癌是严重威胁全球女性健康的常见恶性肿０例乳腺癌患者中瘤之一，流行病学调查显示，每１

１］就有２－３例ＨＥＲ２阳性乳腺癌［。曲妥珠单抗

查无法发现的细胞及分子的功能异常信息，因此能

３］

够从分子水平实现肿瘤早期活体诊断［。多模态

分子影像学的优势就是综合各种影像学技术优点，其核心是设计理想的多模态分子靶向探针。理想的探针应具有良好的生物兼容性，在合理的使用浓度及剂量范围内不具有毒副作用，在短期内能够从体

４］

。内清除［

）（赫赛汀，Ｈｅｒｃｅｐｔｉｎ作为抗ＨＥＲ２靶向治疗药物

２］

的代表，是ＨＥＲ２阳性乳腺癌的基本治疗组成［。

分子影像学是应用现有的影像设备在分子或细胞水平反映生物体内生理、病理变化及特定物质的代谢和功能，可无创、实时、特异地检测到常规影像学检

文献中已有学者设计合成了ＨＥＲ２靶向探针，

　　基金项目：陕西省自然科学基金基础研究面上项目（２０１７ＪＭ８１０６）　　作者简介：安改丽，女，１９８３－０４生，硕士，主治医师，Ｅｍａｉｌ：ａｎｇｅｌ１８１０１０＠１６３．ｃｏｍ　　收稿日期：２０２０－０２－２３

　山西医科大学学报，２０２０年５月，第５１卷第５期　

用于不同成像模式下ＨＥＲ２阳性肿瘤的成像，包括

使用不同的放射性标记物（１８Ｆ、８９Ｚｒ、６８

Ｇａ）进行ＰＥＴ显像［５－８］，用ＳＰＩＯ颗粒进行ＭＲＩ显像［９，１０］。也有

学者设计了多模态分子探针用于显示Ｅ

ＧＦＲ阳性肿瘤［１０，１１］，检测肿瘤血管生成［１２－１４］，或评价抗癌药物运送效率［１２］，但迄今为止，适用于ＨＥＲ２阳性乳腺

癌Ｐ

ＥＴＣＴ／ＭＲＩ显像的多模态探针尚未见报道。本研究在文献基础上，拟合成多模态ＨＥＲ２靶向探针，使其能够应用于Ｐ

ＥＴＣＴ及ＭＲＩ两种影像学模式，使肿瘤细胞表面ＨＥＲ２受体特异性显影，达到无创检测ＨＥＲ２的目的，使ＨＥＲ２阳性乳腺癌能够被早期、快速、特异性地诊断。１　材料与方法１１　材料

人乳腺癌细胞株ＳＫＢＲ３（购自上海生科院细胞资源中心）；超顺磁性氧化铁纳米颗粒（ＳＰＩＯ）（中科雷鸣北京有限公司）；ＰＡＡ（美国Ｓｉｇｍａ公司）；Ｈｅｒｃｅｐｔｉｎ（罗氏制药有限公司）；噻唑兰（ＭＴＴ，美国Ｓｉｇｍａ公司）；二甲基亚砜（ＤＭＳＯ，上海浩然生物技术有限公司）；４％多聚甲醛（北京鼎国昌盛生物技术有限公司）；ＲＰＭＩ１６４０（美国ＧＩＢＣＯ公司）；胎牛血清（美国Ｇ

ＩＢＣＯ公司）。１２　多模态ＨＥＲ２纳米靶向探针的制备

１２１　ＳＰＩＯＨｅｒｃｅｐｔｉｎ的制备　参照文献［１０，１１］，使用高热分解法合成生物相容性ＳＰＩＯ，并用聚丙烯酸（ｐｏｌｙａｃｒｙｌｉｃａｃｉｄ，ＰＡＡ）对其进行表面功能化修饰，过程如下：

ＰＡＡ＋ＦｅＣｌＮａＯＨ

３ＡｒＰＩＯ２保护，

２００℃→ＳＰＡＡ称取ＮａＯＨ于１００ｍｌ三口瓶中，加入２０ｍｌ三乙二醇。磁力搅拌，通氩气（Ａｒ２）１５ｍｉｎ后，加热到１２０℃并保持１０ｍｉｎ，然后将温度保持在７０℃待用。取适量ＰＡＡ和ＦｅＣｌ３于１００ｍｌ三口瓶中，加入２０ｍｌ三乙二醇。在机械搅拌的条件下通Ａｒ２１５ｍｉｎ

，加热升温至２２０℃，然后加入４ｍｌＮａＯＨ溶液，反应１ｈ后，冷却至室温。通过乙醇洗涤和磁分离进行提纯，真空干燥，得到ＳＰＩＯＰＡＡ。将ＳＰＩＯＰＡＡ与Ｈｅｒｃｅｐｔｉｎ进行化学偶联，合成ＳＰＩＯＨｅｒｃｅｐｔｉｎ，分装于ＥＰ管内，４℃保存。

１２２　ＳＰＩＯＨｅｒｃｅｐｔｉｎＮＯＴＡＡＩ１８

Ｆ的制备　参照

·３８３·

文献［

１０，１１］，将适量ｐＳＣＮＢｎＮＯＴＡ加入到ＳＰＩＯＨｅｒｃｅｐｔｉｎ溶液中，室温反应１０ｈ，通过水洗涤和磁分离进行提纯，得到ＳＰＩＯＨｅｒｃｅｐｔｉｎＮＯＴＡ。将

２ｍｍｏｌ／ＬＡｌＣｌ１８

３和２

ｍｍｏｌ／ＬＫＦ溶液混合，将ＳＰＩＯＨｅｒｃｅｐｔｉｎＮＯＴＡ加入到上述溶液中，３７℃孵化３０ｍｉｎ，通过水洗涤和磁分离进行提纯，得到ＳＰＩＯｈｅｒ

ｃｅｐｔｉｎＮＯＴＡＡＩ

１８

Ｆ。ＰＢＳ缓冲液对所提纯物进行洗脱，每０５ｍｌ洗脱液收集１管，共２０管。同法制备

不含ＳＰＩＯ微球的ＨｅｒｃｅｐｔｉｎＮＯＴＡＡＩ１８

Ｆ作对照。

ＰＢＳ设定为空白对照。

１３　ＳＰＩＯＰＡＡ的一般特征检测

１３１　理化性质检测　使用超纯水溶解制备好的ＳＰＩＯＰＡＡ，目测法来观察其溶液颜色及透明度，取适量样品并使用标准ｐＨ试纸测定ｐＨ值。１３２　透射电镜检测形态　取适量ＳＰＩＯＰＡＡ并充分研磨，使用乙醇作为分散剂，超声分散后取２μｌ悬浮液滴于铜网上，自然干燥后通过高分辨透射电子显微镜（ＴＥＭ）观察纳米颗粒的大小及形态。１３３　动态光散射仪检测　分别取１％ＳＰＩＯＰＡＡ

及ＳＰＩＯｈｅｒｃｅｐｔｉｎＮＯＴＡＡＩ１８Ｆ水溶液，加入石英比

色皿中，在波长６３３ｎｍ的Ｈｅ／Ｎｅ激光下对样品进行扫描测定。

１３４　ＳＰＩＯｈｅｒｃｅｐｔｉｎＮＯＴＡＡＩ１８Ｆ磁性分析　取１０μｇＳＰＩＯｈｅｒｃｅｐｔｉｎＮＯＴＡＡＩ１８Ｆ装入长约７ｍｍ的

棉签管中，两端封口后于振动样品磁强记样仓中逐步增加磁场强度，观察磁化曲线，记录数据，计算磁饱和强度和剩磁。

１３５　ＳＰＩＯｈｅｒｃｅｐｔｉｎＮＯＴＡＡＩ１８Ｆ脂水分配系数测定　Ｓ

ＰＩＯｈｅｒｃｅｐｔｉｎＮＯＴＡＡＩ１８

Ｆ的亲水性程度采用脂水分配系数来评估。分别取０５ｍｌ的正辛醇和ＰＢＳ缓冲液，充分混匀，取１０μｌＳＰＩＯｈｅｒｃｅｐｔｉｎＮＯ

ＴＡＡＩ１８

Ｆ加入装有上述混合液的ＥＰ管中，室温下振

荡３－５ｍｉｎ，１５００ｒ／ｍｉｎ离心５ｍｉｎ。分别在上（有机相，正辛醇）下（水相，ＰＢＳ）相中各取０１ｍｌ作为一个样品，共３个样品。放射性活度通过全自动γ放射免疫计数仪来测定，另取空管进行背景值计数，计算脂水分配系数。

１３６　ＳＰＩＯｈｅｒｃｅｐｔｉｎＮＯＴＡＡＩ１８

Ｆ体外稳定性试验

　在装有１００μｌＰＢＳ的ＥＰ管中加入新鲜制备的

ＳＰＩＯｈｅｒｃｅｐｔｉｎＮＯＴＡＡＩ１８Ｆ溶液，置于３７℃冰箱中，

分别于１，２，３，４ｈ后取出，ＲａｄｉｏＴＬＣ法测定其放射

·３８４·

化学纯度，评估其在ＰＢＳ中的稳定性。同法操作流程评估其在胎牛血清中的稳定性。１４　细胞培养及荷瘤小鼠模型构建

人乳腺癌细胞ＳＫＢＲ３在添加１０％胎牛血清和１％的青霉素－链霉素的ＲＰＭＩ１６４０培养基，３７℃、５％ＣＯ２的环境中培养。选取雌性无胸腺裸鼠１６只，４－６周龄，体质量在２０ｇ左右，分为实验组（

ＨＥＲ２阳性）和对照组（ＨＥＲ２阴性），每组８只，依次编号和标记；无菌条件下，取含有ＳＫＢＲ３细胞的

细胞悬液１００μｌ（含３×１０６个细胞）分别接种于实

验组每只裸鼠右前肢背侧皮下，接种１周后用于后续动物实验。

１５　ＭＴＴ法检测纳米颗粒对细胞增殖的影响

将ＳＰＩＯｈｅｒｃｅｐｔｉｎＮＯＴＡＡＩ１８

Ｆ纳米颗粒配制为

如下浓度：２０００，１０００，５００，２５０，１２５，６２５，３２ｍｇ／Ｌ，加入含ＳＫＢＲ３细胞培养液中培养４８ｈ，后加入ＭＴＴ２０μｌ，继续培养４ｈ，加入１００μｌＤＭＳＯ，酶标仪测定吸光度值（Ａ），阴性对照组单纯加入培养液，分别计算细胞相对增殖率（ＲＧＲ）。１６　体外细胞特异性结合实验

选对数生长期的ＳＫＢＲ３细胞，设置４个时间点组（３０ｍｉｎ，１ｈ，２ｈ和４ｈ），每组在ＥＰ管中装有４００μｌ含有１％ＢＳＡ的ＲＰＭＩ１６４０培养液及计数为

２×１０５

个ＳＫＢＲ３乳腺癌细胞。每管中加入ＳＰＩＯｈｅｒｃｅｐｔｉｎＮＯＴＡＡＩ１８Ｆ溶液５０μｌ。震荡１ｍｉｎ，３７℃

水浴箱中培养。分别在预设的４个时间节点取出相应的细胞培养管，加入５００μｌ预冷的ＰＢＳ，８００ｒ／ｍｉｎ离心５ｍｉｎ，弃上清，ＰＢＳ洗涤两遍，γ计数仪测量每管的放射性计数，计算不同时间点的细胞结合率，细胞结合率＝（反应管计数－本底计数）／标准管计数×

１００％。１７　荷瘤鼠的体内分布

荷瘤鼠尾静脉注射一定剂量ＳＰＩＯｈｅｒｃｅｐｔｉｎ

ＮＯＴＡＡＩ

１８

Ｆ，４ｈ后取血，断颈处死。取适量肿瘤组织、肺、心脏、肝、胃、脾脏、肠管、肾、股骨、肌肉，生理盐水清洗干净后称重，衰减校正后分别计算各个标本单位组织中放射性计数与注入总放射性计数的比例（％ＩＤ／ｇ）。１８　统计学分析

采用ＳＰＳＳ１９０软件进行统计学分析，结果使用均数±标准差表示，两组间比较采用ｔ检验，多组

　ＪＳｈａｎｘｉＭｅｄＵｎｉｖ，Ｍａｙ２０２０，Ｖｏｌ５１Ｎｏ５　

间比较采用单因素方差分析，Ｐ＜００５为差异具有统计学意义。２　结果

２１　ＳＰＩＯＰＡＡ和ＳＰＩＯｈｅｒｃｅｐｔｉｎＮＯＴＡＡＩ１８

Ｆ的形

态及物理性质

本研究成功构建靶向ＨＥＲ２的多模态纳米分子探针，合成的ＳＰＩＯＰＡＡ可溶于超纯净水中，ｐＨ值约为６５。高分辨透射电子显微镜（ＴＥＭ）下观察到该纳米颗粒大小均一，分散性良好，随机选取１００个ＳＰＩＯＰＡＡ颗粒并计算其核心粒径，绘制如下直方图，该纳米颗粒的核心粒径集中于１４－１６ｎｍ（见图１

）。动态光散仪测得的ＳＰＩＯＰＡＡ及ＳＰＩＯｈｅｒｃｅｐｔｉｎＮＯＴＡＡＩ１８Ｆ的平均水合径粒分别为４６８ｎｍ

和５４３５ｎｍ（见图２）。

图１　ＴＥＭ所示ＳＰＩＯＰＡＡ颗粒粒径分布图Ｆｉｇｕｒｅ１　ＴｈｅｐａｒｔｉｃｌｅｓｉｚｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆＳＰＩＯＰＡＡｂｙＴＥＭ

图２　动态光散射仪结果

Ｆｉｇｕｒｅ２　ＴｈｅａｖｅｒａｇｅｈｙｄｒｏｄｙｎａｍｉｃｓｉｚｅｓｏｆＳＰＩＯＰＡＡａｎｄ

ＳＰＩＯｈｅｒｃｅｐｔｉｎＮＯＴＡＡＩ１８

Ｆｍｅａｓｕｒｅｄｂｙｄｙｎａｍ

ｉｃｏｐｔｉｃａｌｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ

　山西医科大学学报，２０２０年５月，第５１卷第５期　

２２　ＳＰＩＯｈｅｒｃｅｐｔｉｎＮＯＴＡＡＩ１８Ｆ纳米颗粒的磁性分析

外加磁场为０时，测试的纳米颗粒几乎没有剩磁，随着外部磁场强度的不断增大，其磁化强度也不断增大；当外加磁场强度达到１８００Ｏｅ时，纳米颗粒的磁化强度增速趋于平缓，逐渐达到饱和状态（见

图３）。经测试，ＳＰＩＯｈｅｒｃｅｐｔｉｎＮＯＴＡＡＩ１８Ｆ的饱和

磁化强度为５０３８ｅｍｕ／ｇ，与文献报道的结果相近，说明该材料具有超顺磁性，具备成为ＭＲＩ显影剂的潜力。

图３　ＳＰＩＯＨｅｒｃｅｐｔｉｎＮＯＴＡＡＩ１８Ｆ的磁滞回曲线Ｆｉｇｕｒｅ３　ＴｈｅｓａｔｕｒａｔｉｏｎｍａｇｎｅｔｉｚａｔｉｏｎｏｆＳＰＩＯＨｅｒｃｅｐｔｉｎ

ＮＯＴＡＡＩ１８

Ｆ

２３　ＳＰＩＯｈｅｒｃｅｐｔｉｎＮＯＴＡＡＩ１８

Ｆ脂水分配系数测定

经计算，ＳＰＩＯＨｅｒｃｅｐｔｉｎＮＯＴＡＡＩ１８

Ｆ的ＬｏｇＰ＝

ｌｏｇ［（正辛醇相γ计数－背景平均γ计数）／（ＰＢＳ相γ计数－

背景平均γ计数）］＝－２５８±０２１（见表１），说明此探针呈现明显的亲水性。

表１　ＳＰＩＯｈｅｒｃｅｐｔｉｎＮＯＴＡＡＩ１８

Ｆ的脂水分配系数Ｔａｂｌｅ１　ＦａｔｗａｔｅｒｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｏｆＳＰＩＯｈｅｒｃｅｐ

ｔｉｎＮＯＴＡＡＩ１８

Ｆ

Ｎｏ．正辛醇相ＰＢＳ相背景ＬｏｇＰ

平均ＬｏｇＰ

（ｘ珋±ｓ）１

６７８８２３７８５２３－２６９７

－２５８±０２１

２６５５６４６３５４５９－２４７７３

６２３

７８２４０４７８－２６０９

２４　ＳＰＩＯｈｅｒｃｅｐｔｉｎＮＯＴＡＡＩ１８

Ｆ体外稳定性分析

在恒温条件下（３７℃），ＳＰＩＯｈｅｒｃｅｐｔｉｎＮＯＴＡ

ＡＩ１８

Ｆ在ＰＢＳ缓冲液中孵育４ｈ放化纯度在７５％左

右，在胎牛血清中孵育４ｈ放化纯度在８０％左右

（见图４），说明ＳＰＩＯｈｅｒｃｅｐｔｉｎＮＯＴＡＡＩ１８

Ｆ在体外

孵育４ｈ基本是稳定存在的。其中，ＰＢＳ缓冲液是模拟活体内碱性微环境，胎牛血清是模拟活体内的血液环境。

·３８５·

图４　ＳＰＩＯＨｅｒｃｅｐｔｉｎＮＯＴＡＡＩ１８Ｆ在ＰＢＳ及胎牛血清中

的稳定性

Ｆｉｇｕｒｅ４　ＴｈｅｓｔａｂｉｌｉｔｙｏｆＳＰＩＯＨｅｒｃｅｐｔｉｎＮＯＴＡＡＩ１８

Ｆｉｎ

ＰＢＳａｎｄｆｅｔａｌｂｏｖｉｎｅｓｅｒｕｍ

２．５　ＳＰＩＯｈｅｒｃｅｐｔｉｎＮＯＴＡＡＩ１８Ｆ对ＳＫＢＲ３细胞增

殖的影响

不同浓度（２０００，１０００，５００，２５０，１２５，

６２５，３２ｍｇ／Ｌ）的ＳＰＩＯｈｅｒｃｅｐｔｉｎＮＯＴＡＡＩ１８Ｆ与乳

腺癌细胞作用后，细胞相对增殖率（ＲＧＲ）分别为（９９２８±１３２１）％，（９９１９±１１３５）％，（９９０３±

２５７）％，（９５２８±１２２９）％，（９４２９±１２４６）％，（９１７８±１４３４）％，（９０２７±１３１８）％（见图５），提示该纳米颗粒对乳腺癌Ｓ

ＫＢＲ３细胞毒性小。图５　不同浓度ＳＰＩＯｈｅｒｃｅｐｔｉｎＮＯＴＡＡＩ１８

Ｆ对ＳＫＢＲ３

细胞的毒性作用

Ｆｉｇｕｒｅ５　ＴｏｘｉｃｅｆｆｅｃｔｓｏｆＳＰＩＯｈｅｒｃｅｐｔｉｎＮＯＴＡＡＩ１８

Ｆｏｎ

ＳＫＢＲ３ｃｅｌｌｓ

２６　ＳＰＩＯｈｅｒｃｅｐｔｉｎＮＯＴＡＡＩ１８Ｆ与ＳＫＢＲ３细胞特

异性结合

ＳＰＩＯｈｅｒｃｅｐｔｉｎＮＯＴＡＡＩ１８

Ｆ与ＳＫＢＲ３细胞的

结合呈时间依赖性，符合抗原－抗体结合的反应规律，其结合率在３０ｍｉｎ时为（７１０±０．３０）％，１ｈ时为（１２３０±１３７）％，２ｈ时为（１５０２±２０９）％，４ｈ时为（１８０２±１８４）％（见图６）。

１·３８６·

　ＪＳｈａｎｘｉＭｅｄＵｎｉｖ，Ｍａｙ２０２０，Ｖｏｌ５１Ｎｏ５　

１８

２７　ＳＰＩＯｈｅｒｃｅｐｔｉｎＮＯＴＡＡＩＦ在荷瘤小鼠体内的

生物分布

１８

尾静脉注射ＳＰＩＯｈｅｒｃｅｐｔｉｎＮＯＴＡＡＩＦ后，该

纳米颗粒主要分布在肿瘤组织、血液、肝脏、肾脏和脾脏，肌肉、骨骼中摄取较少。随着时间的延长，各组织器官的放射性逐渐降低，下降最快的是血液，其１０次为肝脏和肾脏，主要经肝脏代谢，肾脏排泄，ｍｉｎ时该纳米颗粒的放射性计数在肝脏为（１８±

图６　ＳＫＢＲ３细胞与ＳＰＩＯｈｅｒｃｅｐｔｉｎＮＯＴＡＡＩ１８Ｆ共培

养不同时间结合率的变化

Ｆｉｇｕｒｅ６　Ｃｈａｎｇｅｓｏｆｔｈｅｂｉｎｄｉｎｇｒａｔｅｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｃｅｌｌｓａｎｄ

ｔｈｅｎａｎｏｐｒｏｂｅｓａｆｔｅｒｃｏｃｕｌｔｕｒｅｆｏｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｔｉｍｅ

０７６）％ＩＤ／ｇ、肾脏为（６５±０６１）％ＩＤ／ｇ，４８ｈ时上述器官的放射性均明显下降，肝脏为（３±０４３％ＩＤ／ｇ，肾脏为（１２±０．０２）％ＩＤ／ｇ，分别降低了８３８６％和８１５３％（图７）。

１８

图７　ＳＰＩＯｈｅｒｃｅｐｔｉｎＮＯＴＡＡＩＦ在荷瘤小鼠体内的生物学分布

１８

Ｆｉｇｕｒｅ７　ＢｉｏｌｏｇｉｃａｌｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆＳＰＩＯｈｅｒｃｅｐｔｉｎＮＯＴＡＡＩＦｉｎｔｕｍｏｒｂｅａｒｉｎｇｍｉｃｅ

３　讨论

纳米科技近年来在生物诊断、靶向药物传递、基因治疗等方面发挥了重要作用，其在分子影像研究中具有独特的优势：首先纳米颗粒（ＮＰｓ）体积小（比４个数量级），能够在其表面进行多正常细胞小２－

种配体功能化，提高对受体的靶向识别能力，实现分子特异性成像；其次纳米颗粒表面积与体积比较大，可与其他对比剂通过化学键结合，为实现多模态成像提供了平台。超顺磁性氧化铁纳米颗粒（ＳＰＩＯＮｓ）是临床医学研究上目前应用较多的纳米材料之一，ＳＰＩＯＮＰｓ直径小（６０－１５０ｎｍ），穿透力强，具有良好的生物相容性、稳定性及生物降解性，代谢后进入正常血浆铁池，且弛豫率为同样条件下钆离子的７－１０倍，在低浓度条件下即能够形成Ｔ２ＷＩ阴

Ｒ分子成像标记性信号对比，已成为广泛应用的Ｍ

１０，１２－１４］

。文献中分子探针常用的放射性标记物物［

４１８６８８９［５－８，１４，１５］８

为６Ｃｕ、Ｆ、Ｇａ、Ｚｒ等，其中１Ｆ是临床最常

用的ＰＥＴＣＴ显像剂，对回旋加速器能量要求低，容１０ｍｉｎ，体内代易获得，且产率较高，其半衰期只有１谢快，适合作为分子探针进行核素显像；赫赛汀是抗ＨＥＲ２的单克隆抗体，能够实现与肿瘤细胞表面ＨＥＲ２受体特异性结合，因此能够作为载体，将探针导向靶点。本研究通过特定的系列化学反应，最终

８得到１Ｆ标记的ＨＥＲ２靶向磁性纳米颗粒ＳＰＩＯｈｅｒ１８ｃｅｐｔｉｎＮＯＴＡＡＩＦ，其具有良好的理化性质和超顺１８磁性，满足ＰＥＴ／ＣＴ和磁共振双模态检查的需求。Ｆ

标记后具有较高的放射化学纯度和良好的稳定性。体外实验显示，该纳米颗粒与ＳＫＢＲ３细胞膜上特异性抗原有高度亲和力，荷瘤小鼠体内实验显示放

　山西医科大学学报，２０２０年５月，第５１卷第５期　

射性主要浓聚于肝脏和脾脏，说明该探针主要为肝脾摄取，随时间延长，放射性摄取在１０ｍｉｎ后达到峰值，其后逐渐下降，其在体内的代谢及排泄与文献

报道一致［１６－１８］

，这些特征符合抗体在活体内的分布

及代谢规律，为后续体内分子影像学研究提供物质基础。ＨＥＲ２靶向纳米探针基础上进行的多模态分子成像将能够活体检测Ｈ

ＥＲ２表达水平，有助于临床实现ＨＥＲ２阳性乳腺癌的术前无创性诊断，从而早期评价预后，为患者创造最佳治疗时机。

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，ａｎｄ６４

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