ICG載體材料用于腫瘤的光熱治療PTT和光動(dòng)力治療PDT

【光熱治療(PTT)】

傳統(tǒng)的手術(shù)切除、化療、放療、生物治療已在腫瘤治療方面取得了非凡的成就，但是毒副作用、多藥耐藥等問(wèn)題仍難以克服．近年來(lái)，穿透皮膚的近紅外光激活納米材料的PTT因其存在非侵襲、無(wú)毒、靶向、高效等優(yōu)勢(shì)而日益受到親睞．PTT的基本原理是在激光照射下，利用光熱轉(zhuǎn)換產(chǎn)生的高熱量來(lái)破壞消除癌細(xì)胞，其中，在癌細(xì)胞上產(chǎn)生強(qiáng)的光照吸收以及高的光熱轉(zhuǎn)換效率是光熱療法能否成功的關(guān)鍵．在納米材料中，如多甲川菁染料(ICG、IR-783或IR-780碘化物等)、納米顆粒金納米籠、金納米棒、單臂碳納米管對(duì)光有很強(qiáng)的表面等離子共振吸收效應(yīng)，有很強(qiáng)的光熱轉(zhuǎn)換效率，可以在局部范圍內(nèi)迅速加熱，從而在腫瘤的PTT中具有明顯的優(yōu)越性．當(dāng)局部溫度達(dá)到42℃以上時(shí)，癌細(xì)胞會(huì)因蛋白質(zhì)變性、DNA合成和修復(fù)的削弱、細(xì)胞內(nèi)含氧量或pH值降低等因素的影響而導(dǎo)致死亡。

【光動(dòng)力治療(PDT)】

PDT是一種以光、光敏劑和氧相互作用為基礎(chǔ)的疾病局部處理的治療模式，已被美國(guó)FDA正式批準(zhǔn)應(yīng)用于局部腫瘤食管癌的治療。PDT癌癥涉及到兩步過(guò)程：首先控制光敏劑在腫瘤細(xì)胞內(nèi)形成選擇性地內(nèi)吞和滯留；隨后光敏劑被合適波長(zhǎng)的光激發(fā)釋放出活性氧(ROS)和單線態(tài)氧，引導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡或壞死．ICG作為一種具有近紅外特征吸收峰的三碳花菁染料已被廣泛應(yīng)用于血管造影，同時(shí)也是一種優(yōu)良的光敏劑．ICG在光照射下雖然產(chǎn)生單線態(tài)氧的量子產(chǎn)率比較低，但是能夠強(qiáng)烈地吸收可以深入穿透組織但不產(chǎn)生明顯熱能的700～800nm的光．然而ICG的水不穩(wěn)定性、光降解性、熱降解性和易于與脂蛋白結(jié)合導(dǎo)致體內(nèi)快速被清除等缺點(diǎn)，限制了其在腫瘤PDT方面的應(yīng)用。

【ICG納米顆粒應(yīng)用于癌癥的PTT和PDT】

將ICG包裹入納米顆粒，提高ICG的光穩(wěn)定性、水穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性等，避免ICG的分解及體內(nèi)清除，調(diào)節(jié)ICG的體內(nèi)循環(huán)和分布，在增強(qiáng)ICG對(duì)腫瘤PTT和PDT的療效方面已獲得顯著成果．Yu等[20]報(bào)道采用鹽交聯(lián)聚丙烯胺的聚合體制備了包載ICG的納米膠囊，并將其應(yīng)用于PTT.他們利用納米膠囊與抗-EGFR抗體結(jié)合，使其具備靶向的性能，這些生物修飾的納米膠囊能夠特異地與EGFR受體高表達(dá)的1483人頭頸鱗狀細(xì)胞和SiHa人宮頸鱗狀細(xì)胞結(jié)合．結(jié)果表明：與EGFR受體表達(dá)量少的435細(xì)胞相比，包載ICG的靶向納米膠囊標(biāo)記的1483和SiHa細(xì)胞顯示出明顯增強(qiáng)的熒光．在808nm激光激發(fā)下，相對(duì)于游離的ICG，靶向包載ICG的納米膠囊的細(xì)胞致死率能夠顯著提高．Zheng團(tuán)隊(duì)[32]開(kāi)發(fā)了包裹ICG的PEG化的磷脂納米顆粒(ICG-PEG-PL)．與游離的ICG相比該納米顆粒在水相、PBS、細(xì)胞培養(yǎng)基、血清四種不同的溶劑中顯示出更優(yōu)良的熒光穩(wěn)定性．葉酸小分子或整合素αvβ3單克隆抗體與ICG-PEG-PL交聯(lián)后，其靶向性通過(guò)葉酸受體和整合素表達(dá)水平不同的細(xì)胞進(jìn)行確認(rèn)．激光掃描共聚焦顯微鏡和流式細(xì)胞儀結(jié)果一致證實(shí)，靶向的ICG-PEG-PL通過(guò)配體-受體介導(dǎo)的內(nèi)吞能夠顯著提高ICG-PEG-PL在靶細(xì)胞的內(nèi)在化水平．在NIR激光照射后，靶向的ICG-PEG-PL吸收激光轉(zhuǎn)化為熱能導(dǎo)致被靶向的細(xì)胞顯示出明顯的存活率降低．Zheng等[33]將整合素αvβ3單克隆抗體與ICG-PEG-PL交聯(lián)后的納米顆粒(αvβ3-ICG-PEG-PL)從鼠靜脈注射入荷U87瘤小鼠體內(nèi)，納米顆粒通過(guò)靶向識(shí)別，ICG的近紅外熒光顯示，αvβ3-ICG-PEG-PL能夠靶向整合素αvβ3高表達(dá)的U87瘤，在腫瘤位置富集形成高濃度的ICG．在NIR激光照射下，腫瘤組織中的ICG發(fā)生光熱轉(zhuǎn)換，將熱量輸送到目標(biāo)區(qū)域，從而實(shí)現(xiàn)腫瘤的靶向PTT，而臨近的組織不受損傷．αvβ3-ICG-PEG-PL利用ICG的熒光標(biāo)記和近紅外光吸收實(shí)現(xiàn)腫瘤診斷和PTT診療一體化。

西安瑞禧生物科技有限公司是國(guó)內(nèi)第一家有能力合成活化功能基團(tuán)的ICG衍生物產(chǎn)品，包含氨基NH2、COOH羧基、NHS活化脂、MAL馬來(lái)酰亞胺、SH巰基、N3疊氮、ALK炔烴、Biotin生物素。我們還可以可以把ICG偶連各種親水疏水聚合物、各種蛋白、各種小分子、各種多肽等等。

西安瑞禧生物科技有限公司可以對(duì)各種多肽類產(chǎn)品做ICG熒光標(biāo)記，具體需要什么樣的多肽，可以把多肽的序列發(fā)給我們。下面我們列一個(gè)靶向環(huán)肽cRGD的產(chǎn)品介紹:

1、ICG-c(RGDyk) 合成

按摩爾比1 : 1.2稱取ICG-NHS和c(RGDyk)，溶于DMF中，避光攪拌3 h，隨后采用純水透析純化，凍干。

2、通過(guò)TLC方法監(jiān)測(cè)反應(yīng)

結(jié)果：可以看到反應(yīng)產(chǎn)物中未見(jiàn)ICG-NHS斑點(diǎn)，表明ICG-NHS已完全反應(yīng)，證明ICG-c(RGDyk) 合成成功。

說(shuō)明：ICG-NHS極性小，隨著展開(kāi)劑前移；c(RGDyk) 極性大，在該展開(kāi)劑下不發(fā)生移動(dòng)。c(RGDyk) 本身沒(méi)有顏色，與ICG反應(yīng)后，生產(chǎn)帶顏色產(chǎn)物，在原點(diǎn)有顏色斑點(diǎn)。

西安瑞禧生物科技有限公司還可以提供以下相關(guān)產(chǎn)品：

吲哚菁綠直接標(biāo)記在磷脂上:

DSPE-ICG

DPPE-ICG

DMPE-ICG

DLPE-ICG

DOPE-ICG

吲哚菁綠通過(guò)一個(gè)小分子PEG偶連到磷脂上,PEG重復(fù)單元從2-5個(gè)不等:

DSPE-PEG2-ICG

DSPE-PEG3-ICG

DSPE-PEG4-ICG

吲哚菁綠連接高分子PEG再連接到磷脂上，PEG分子量有550/750/1000/2000/3400/5000

ICG-PEG-DSPE

ICG-PEG-DMPE

ICG-PEG-DPPE

ICG-PEG-DLPE

ICG-PEG-DOPE

吲哚菁綠標(biāo)記PEG末端帶活性基團(tuán)產(chǎn)品,PEG分子量1000/2000/3400/5000 Da ：

mPEG-ICG

ICG-PEG-NH2

ICG-PEG-COOH

ICG-PEG-MAL

ICG-PEG-NHS

ICG-PEG-N3

ICG-PEG-Biotin

ICG-PEG-SH

ICG-PEG-OH

ICG-PEG-Alkyne

ICG-PEG-CHO

ICG-PEG-Folate

ICG-PEG-cRGD

吲哚菁綠修飾一些聚合物產(chǎn)品：

PLGA-ICG

PCL-ICG

PDLLA-ICG

Dextran-ICG

PEI-ICG

PAMAM-ICG

PLL-ICG

吲哚菁綠修飾一些共聚物產(chǎn)品：

PLGA-PEG-ICG

PCL-PEG-ICG

PLA-PEG-ICG

mPEG-PLGA-ICG

mPEG-PLA-ICG

mPEG-PCL-ICG

PLGA-PEI-ICG

Dextran-PLGA-ICG

Dextran-PCL-ICG

ICG-PEG-PEI

ICG修飾蛋白類產(chǎn)品

ICG-Avidin

ICG-Streptavidin

ICG-BSA      

ICG-Dextran

ICG-Alginate

ICG-Chitosan

ICG-Hyaluronic acid

ICG-Heparin

ICG-Ficoll

ICG-Cellulose

ICG-Concanavalin A

ICG-Transferrin

ICG-Polylysine

ICG NHS ester

ICG Vinylsulfone

ICG isothiocyanate

ICG Carboxlaic acid

ICG Maleimide

ICG amine

ICG thiol

ICG dichlorotriazine

ICG Hydrazide

ICG alkyne

ICG Avidin

ICG Biotin