FAPI和PEG共同修饰的超小金纳米粒子及其制备方法与应用

本发明属于功能纳米材料和肿瘤分子成像领域，具体涉及fapi和peg共同修饰的超小金纳米粒子及其制备方法与应用。

背景技术：

1、甲状腺癌是内分泌系统中较为常见的恶性肿瘤之一。多数分化型甲状腺癌经手术、放射性碘治疗和内分泌抑制治疗后可获得较好预后，但未分化甲状腺癌和失分化甲状腺癌侵袭性强、进展快、复发转移风险高，对传统治疗反应有限，临床上仍缺乏高灵敏、低背景并能反映肿瘤微环境差异的成像与诊疗工具。

2、肿瘤组织并非仅由肿瘤细胞组成，肿瘤相关成纤维细胞是实体瘤微环境中的重要基质细胞类型。成纤维细胞活化蛋白（fibroblastactivationprotein, fap）在多种实体瘤的活化成纤维细胞中高表达，而在多数正常组织中表达较低，因此fap已成为肿瘤微环境靶向成像和治疗的重要分子靶点。fapi类分子可与fap阳性成纤维细胞结合，具有识别肿瘤基质、反映肿瘤微环境活化状态的潜力。

3、现有小分子fapi成像剂虽然具有较快的靶向识别能力，但其在体内停留时间短，成像窗口受限，且较难同时兼顾肿瘤组织持续滞留、低背景成像和多功能表面调控。纳米材料可通过尺寸、表面电荷、配体密度和亲水性调控体内分布行为，但传统纳米颗粒常存在粒径偏大、网状内皮系统摄取较高、长期滞留风险较大或靶向配体暴露不足等问题（

mol.pharmaceutics2025,22,14981506）。

4、超小金纳米粒子具有化学稳定性高、表面易修饰、近红外发光可调、抗光漂白能力强和潜在肾脏清除能力好等优点。通过在其表面引入靶向配体和稳定配体，可在保持小尺寸优势的同时提高肿瘤成像性能。其中，fapi配体可提供对fap阳性成纤维细胞的靶向识别，peg配体可提高水相稳定性、降低非特异性吸附并改善体内循环行为。

5、然而，fapi配体和peg配体在超小金纳米粒子表面的比例和peg链长会共同影响纳米粒子的发光性能、胶体稳定性、表面电位、体内循环、肿瘤渗透和fap靶向识别。若fapi比例过高，材料可能发生非特异性蛋白吸附和体内清除加快；若peg比例过高或链长过长，虽然循环稳定性增强，但靶向配体可能被部分屏蔽。

6、因此，开发一种fapi与peg协同修饰的超小金纳米粒子，并系统比较不同peg链长和配体比例对甲状腺肿瘤成像效果的影响，对于实现甲状腺肿瘤微环境靶向成像具有重要意义。

技术实现思路

1、为了克服现有技术中fapi小分子成像窗口短、常规纳米材料肿瘤靶向和体内安全性难以兼顾的问题，本发明提供了一种fapi和peg共同修饰的超小金纳米粒子及其制备方法与应用。该材料利用fapi配体识别甲状腺肿瘤微环境中的fap阳性成纤维细胞，利用peg配体改善水相分散性、降低非特异性吸附并延长体内循环，从而提高甲状腺肿瘤靶向成像效果。

2、本发明通过如下技术方案来实现。

3、本发明提供了一种fapi和peg共同修饰的超小金纳米粒子的制备方法，包括以下步骤：

4、（1）将氯金酸水溶液与成纤维细胞活化蛋白抑制剂fapi衍生物混合均匀；

5、（2）加入还原剂进行还原反应，得到fapi修饰的超小金纳米粒子；

6、（3）加入巯基聚乙二醇进行表面配体调控反应；

7、（4）反应结束后经透析和/或超滤纯化，得到成纤维细胞活化蛋白抑制剂fapi和聚乙二醇peg共同修饰的超小金纳米粒子。

8、优选地，步骤（1）中，氯金酸与fapi衍生物的摩尔比为1:2-1:6。

9、优选地，步骤（1）中，fapi衍生物为具有金表面锚定基团的fapi类分子，金表面锚定基团包括巯基、二硫键、硫辛酸基或其他可与金表面形成稳定作用的基团。

10、优选地，步骤（2）中，还原剂为硼氢化钠、抗坏血酸、柠檬酸盐和三乙胺硼烷中的一种以上。

11、优选地，步骤（3）中，巯基聚乙二醇的分子量为500-5000da；所述巯基聚乙二醇在fapi衍生物与巯基聚乙二醇总摩尔量中的比例为10%-95%。

12、进一步优选地，巯基聚乙二醇为hs-peg1k或hs-peg2k。

13、优选地，步骤（3）中，巯基聚乙二醇在fapi衍生物与巯基聚乙二醇总摩尔量中的比例为10%-95%。

14、进一步优选地，巯基聚乙二醇在fapi衍生物和巯基聚乙二醇总摩尔量中的比例为30%、60%或90%。

15、本发明还提供了一种由上述制备方法制备得到的fapi和peg共同修饰的超小金纳米粒子。

16、优选地，fapi和peg共同修饰的超小金纳米粒子为单分散纳米粒子，金核粒径为1-3nm，水合粒径为3-15nm，在水溶液中保持良好分散，表面电位为负电位或近中性电位，并具有近红外发光特征，适合用于活体近红外成像。

17、本发明还提供了上述fapi和peg共同修饰的超小金纳米粒子在制备甲状腺肿瘤靶向成像制剂中的应用。

18、优选地，fapi和peg共同修饰的超小金纳米粒子可用于制备识别或评估甲状腺肿瘤微环境中成纤维细胞活化蛋白表达水平的成像制剂。

19、优选地，甲状腺肿瘤靶向成像制剂可用于区分成纤维细胞低表达和高表达的甲状腺肿瘤模型。

20、优选地，甲状腺肿瘤包括未分化甲状腺癌、失分化甲状腺癌、甲状腺乳头状癌、甲状腺滤泡癌或其移植瘤模型。

21、优选地，成像包括近红外荧光成像、近红外二区成像、组织离体成像、肿瘤组织金含量检测或银增强染色定位。

22、与现有技术相比，本发明具有如下优点和技术效果：

23、（1）本发明通过fapi和peg双配体共同修饰超小金纳米粒子，同时兼顾fap靶向识别和体内稳定循环。

24、（2）本发明通过peg链长和peg比例调控，获得f1-aunps至f6-aunps系列材料，可根据肿瘤微环境fap表达水平和成像窗口进行材料筛选。

25、（3）本发明提供的fapi和peg共同修饰的超小金纳米粒子具有近红外发光、成像背景低、肿瘤组织可视化效果好和组织定位明确等优点。

26、（4）本发明在m1tcp11低表达甲状腺肿瘤模型和bpc高表达甲状腺肿瘤模型中验证了fapi和peg共同修饰的超小金纳米粒子的靶向差异，能够反映甲状腺肿瘤微环境中成纤维细胞活化水平差异。

27、（5）本发明提供的fapi和peg共同修饰的超小金纳米粒子在主要脏器he染色中未观察到明显组织损伤，提示其具有良好的初步生物安全性。

1.一种fapi和peg共同修饰的超小金纳米粒子的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述氯金酸与fapi衍生物的摩尔比为1:2-1:6。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述fapi衍生物为具有金表面锚定基团的fapi类分子，金表面锚定基团包括巯基、二硫键、硫辛酸基或其他可与金表面形成稳定作用的基团。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，所述还原剂为硼氢化钠、抗坏血酸、柠檬酸盐和三乙胺硼烷中的一种以上。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（3）中，所述巯基聚乙二醇的分子量为500-5000da；所述巯基聚乙二醇在fapi衍生物与巯基聚乙二醇总摩尔量中的比例为10%-95%。

6.由权利要求1-5任一项所述的制备方法制备得到的fapi和peg共同修饰的超小金纳米粒子。

7.根据权利要求6所述的fapi和peg共同修饰的超小金纳米粒子，其特征在于，所述fapi和peg共同修饰的超小金纳米粒子为单分散纳米粒子，金核粒径为1-3nm，水合粒径为3-15nm，表面电位为负电位或近中性电位，并具有近红外发光特征。

8.权利要求7所述的fapi和peg共同修饰的超小金纳米粒子在制备甲状腺肿瘤靶向成像制剂中的应用。

9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述甲状腺肿瘤包括未分化甲状腺癌、失分化甲状腺癌、甲状腺乳头状癌、甲状腺滤泡癌或其移植瘤模型。

10.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述成像包括近红外荧光成像、近红外二区成像、组织离体成像、肿瘤组织金含量检测或银增强染色定位。