本發(fā)明涉及納米材料領(lǐng)域，具體地，涉及一種磁性螺旋機(jī)器，一種制備磁性螺旋機(jī)器的方法以及該磁性螺旋機(jī)器在進(jìn)行生物體內(nèi)的信號(hào)采集中的用途和該磁性螺旋機(jī)器在制備治療腫瘤的藥物中的用途。
背景技術(shù)：
1、生物學(xué)研究和疾病的早期診斷需要對(duì)生物分子的高靈敏、特異性檢測(cè)方法。生命過程中涉及各種生物分子在時(shí)間和空間上構(gòu)象、分布和相互作用的動(dòng)態(tài)變化，而疾病的產(chǎn)生和演變通常涉及生物分子的過量、不足，或功能失調(diào)。監(jiān)測(cè)這些生物分子相關(guān)的動(dòng)態(tài)變化和生物系統(tǒng)內(nèi)微環(huán)境的改變，對(duì)于更好地了解生命過程和各種疾病的進(jìn)化機(jī)制，以及建立可靠和高靈敏度的診斷方法至關(guān)重要。
2、核磁共振、質(zhì)譜、電化學(xué)和低溫電子顯微鏡等各種技術(shù)，為生物醫(yī)學(xué)和生物分析研究的發(fā)展提供了豐富的信息。然而，它們?cè)诳臻g分辨率或體內(nèi)單細(xì)胞的研究方面都有局限。相比之下，光學(xué)技術(shù)，尤其是熒光顯微鏡，是迄今為止研究生命過程的最重要技術(shù)，尤其在單細(xì)胞水平上。熒光顯微鏡通過適當(dāng)修飾的熒光染料，可提供有關(guān)生物結(jié)構(gòu)與功能豐富信息的高對(duì)比度圖像。共聚焦顯微鏡、全內(nèi)反射熒光顯微鏡和超分辨率熒光顯微鏡的發(fā)展，推動(dòng)了我們對(duì)生物系統(tǒng)全面而細(xì)致的理解。另一方面，與依賴外部染料的熒光顯微鏡不同，拉曼光譜依賴于樣品本身的非彈性光散射。拉曼光譜包含著由樣品的化學(xué)成分、對(duì)稱性和環(huán)境因素決定固有特征振動(dòng)信息。因此，拉曼光譜已成功地用于確定化學(xué)成分、分子結(jié)構(gòu)、構(gòu)象以及分子間的相互作用。拉曼光譜可以使用從紫外到近紅外光作為激發(fā)源，具有高空間分辨率。此外，水的拉曼信號(hào)非常微弱，因此該技術(shù)可以適用于水溶液體系。然而，拉曼散射的靈敏度較低，這限制了其在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。
3、在粗糙的ag金屬表面上，對(duì)表面增強(qiáng)拉曼散射(sers)現(xiàn)象的觀察顯著提高了拉曼光譜的檢測(cè)靈敏度。百萬倍的信號(hào)增強(qiáng)可以觀察到金屬表面單層物質(zhì)的信號(hào)，并已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了單分子檢測(cè)的靈敏度。sers在化學(xué)、材料科學(xué)、分析科學(xué)、表面科學(xué)、生物醫(yī)學(xué)研究等領(lǐng)域都有重要的應(yīng)用。與傳統(tǒng)的生物分析方法相比，sers在生物分析方面具有特殊的優(yōu)勢(shì)：(1)sers具有超高的表面靈敏度甚至低至單分子水平；(2)sers信號(hào)可以反映生物系統(tǒng)固有的分子指紋信息；(3)sers與熒光相比具有抗光漂白和光降解的能力，適合長期監(jiān)測(cè)；(4)sers峰的帶寬通常很窄，比有機(jī)染料或量子點(diǎn)的熒光發(fā)射窄10-100倍；(5)sers可以方便地進(jìn)行單波長激發(fā)的多重檢測(cè)；(6)sers活性納米結(jié)構(gòu)可以設(shè)計(jì)成不同的尺寸、形狀和涂層用于不同的檢測(cè)目的。因此，在sers及其生物醫(yī)學(xué)和生物分析應(yīng)用方面取得了許多令人印象深刻的發(fā)展，并成功用于檢測(cè)生物分子、病原體、癌細(xì)胞、體內(nèi)腫瘤成像等。
4、cn201810386181.4公開了以多功能抗癌適配體as1411為模板，生成被保護(hù)的銀納米簇，與修飾過的石墨烯量子點(diǎn)(god)組裝復(fù)合在一起,再通過π-π作用吸附具有芳環(huán)結(jié)構(gòu)的抗癌藥物，構(gòu)筑具有sers/熒光雙模態(tài)靶向腫瘤細(xì)胞成像的診療試劑。cn201610024992.0公開了制備對(duì)近紅外光有較強(qiáng)吸收性能的星狀金納米顆粒，隨后在金納米顆粒表面修飾拉曼分子，然后進(jìn)一步綁定能夠特異性結(jié)合腫瘤細(xì)胞的多肽。由此探針具備多種功能，可實(shí)施靶向腫瘤，sers成像，光熱殺傷作用。
5、但是，已有的sers試劑對(duì)腫瘤細(xì)胞得殺傷準(zhǔn)確度和殺傷能力仍然有待提高。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的是提高sers試劑的殺傷準(zhǔn)確度和殺傷能力。
2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種磁性螺旋機(jī)器，所述磁性螺旋機(jī)器包括螺旋狀磁性內(nèi)核、在所述螺旋狀磁性內(nèi)核上分布的納米刺、覆蓋在所述螺旋狀磁性內(nèi)核和所述納米刺上的納米金屬膜和修飾在所述納米金屬膜上的拉曼標(biāo)簽。
3、可選地，其中，所述螺旋狀磁性內(nèi)核含有磁性顆粒，所述磁性顆粒為fe4o3納米顆粒。
4、可選地，其中，所述螺旋狀磁性內(nèi)核還含有聚合的負(fù)性光刻膠。
5、可選地，其中，所述納米刺含有聚合的負(fù)性光刻膠。
6、可選地，其中，所述金屬膜為濺射得到的納米金膜。
7、可選地，其中，所述拉曼標(biāo)簽為亞鐵氰化鐵。
8、可選地，其中，所述螺旋狀磁性內(nèi)核的尺寸為100-300μm，所述納米刺的尺寸為100-700nm。
9、另一方面，本發(fā)明還提供了一種制備磁性螺旋機(jī)器的方法，該方法包括：s1、將摻雜了磁性納米顆粒的負(fù)性光刻膠進(jìn)行激光直寫，批量打印得到具備磁性的且表面覆有納米刺的螺旋狀磁性內(nèi)核前體；s2、通過顯影劑去除未聚合的負(fù)性光刻膠，得到螺旋狀磁性內(nèi)核；s3、使用離子濺射在螺旋狀磁性內(nèi)核的表面沉積納米金屬膜；s4、在所述納米金屬膜上修飾拉曼標(biāo)簽。
10、本發(fā)明還提供了如上所述的磁性螺旋機(jī)器在進(jìn)行生物體內(nèi)的信號(hào)采集中的用途，其中，所述生物體包括離體器官、細(xì)胞、組織和活體中的至少一種。
11、本發(fā)明還提供了如上所述的磁性螺旋機(jī)器在制備治療腫瘤的藥物中的用途。
12、通過上述技術(shù)方案，本發(fā)明提高了sers試劑的殺傷準(zhǔn)確度和殺傷能力。本發(fā)明中螺旋機(jī)器表面密集分布的納米針狀結(jié)構(gòu)，經(jīng)過金修飾以后，針狀結(jié)構(gòu)的間隙會(huì)產(chǎn)生極強(qiáng)的拉曼增強(qiáng)效應(yīng)。因此螺旋機(jī)器表面形成高密度拉曼熱點(diǎn)，不僅可以增強(qiáng)拉曼信號(hào)強(qiáng)度，同時(shí)也提升了拉曼檢測(cè)的穩(wěn)定性與可靠性；螺旋機(jī)器表面的納米針狀結(jié)構(gòu)具有高比表面積，更容易與被檢測(cè)物連接。同時(shí)針狀結(jié)構(gòu)可以與組織錨定，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的生物信號(hào)檢測(cè)；傳統(tǒng)的拉曼標(biāo)簽在指紋區(qū)域通常顯示多個(gè)光譜帶，這些光譜帶通常與主要的內(nèi)源性生物分子光譜帶重疊。而表面修飾的普魯士藍(lán)外殼，僅在生物拉曼信號(hào)的靜默區(qū)具有高強(qiáng)度窄峰寬的拉曼峰，使螺旋機(jī)器易于在體內(nèi)成像且不會(huì)干擾對(duì)其他生物信號(hào)的檢測(cè)；相比于傳統(tǒng)拉曼增強(qiáng)檢測(cè)平臺(tái)或拉曼檢測(cè)探針，磁性螺旋sers機(jī)器擁有受控運(yùn)動(dòng)能力，無需依靠內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)或胞吞等方式進(jìn)行生物檢測(cè)。螺旋馬達(dá)可以在保證強(qiáng)拉曼增強(qiáng)效應(yīng)的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)對(duì)難以抵達(dá)區(qū)域的生物分子及環(huán)境檢測(cè)；集群的螺旋機(jī)器擁有更高的執(zhí)行效率，同時(shí)通過磁場(chǎng)聚集的sers機(jī)器能進(jìn)一步增強(qiáng)納米針對(duì)被測(cè)物的拉曼增強(qiáng)效果。
13、本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的具體實(shí)施方式部分予以詳細(xì)說明。
1.一種磁性螺旋機(jī)器，其特征在于，所述磁性螺旋機(jī)器包括螺旋狀磁性內(nèi)核、在所述螺旋狀磁性內(nèi)核上分布的納米刺、覆蓋在所述螺旋狀磁性內(nèi)核和所述納米刺上的納米金屬膜和修飾在所述納米金屬膜上的拉曼標(biāo)簽。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁性螺旋機(jī)器，其中，所述螺旋狀磁性內(nèi)核含有磁性顆粒，所述磁性顆粒為fe4o3納米顆粒。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的磁性螺旋機(jī)器，其中，所述螺旋狀磁性內(nèi)核還含有聚合的負(fù)性光刻膠。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁性螺旋機(jī)器，其中，所述納米刺含有聚合的負(fù)性光刻膠。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁性螺旋機(jī)器，其中，所述金屬膜為濺射得到的納米金膜。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁性螺旋機(jī)器，其中，所述拉曼標(biāo)簽為亞鐵氰化鐵。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁性螺旋機(jī)器，其中，所述螺旋狀磁性內(nèi)核的尺寸為100-300μm，所述納米刺的尺寸為100-700nm。
8.一種制備磁性螺旋機(jī)器的方法，其特征在于，該方法包括：
9.權(quán)利要求1-7中任意一項(xiàng)所述的磁性螺旋機(jī)器在進(jìn)行生物體內(nèi)的信號(hào)采集中的用途，其中，所述生物體包括離體器官、細(xì)胞、組織和活體中的至少一種。
10.權(quán)利要求1-7中任意一項(xiàng)所述的磁性螺旋機(jī)器在制備治療腫瘤的藥物中的用途。