CN103784980A - 一种葡萄糖转运体靶向剂氧化铁纳米粒及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种葡萄糖转运体靶向剂氧化铁纳米粒及其制备方法，这种葡萄糖转运体靶向剂氧化铁纳米粒是聚乙二醇衍生物-氨基葡萄糖复合物通过物理吸附的方式包裹在油酸修饰氧化铁表面，改变磁性纳米粒的表面结构和性能，其制备方法操作简单、成本低，大大提高该纳米粒的稳定性。经聚乙二醇衍生物-氨基葡萄糖复合物包裹的氧化铁纳米粒，首先能较好地躲避巨噬细胞的识别，从而减少巨噬细胞对纳米粒子的吞噬，并且因肿瘤组织对葡萄糖的摄取量显著增高，而增加了磁性粒子对肿瘤组织的主动靶向性。所以具有反被动靶向和主动靶向的双重作用，不仅适宜开发主动靶向至肿瘤的核磁共振造影剂，也可以在油酸层载上抗癌药物后，达到诊断和治疗的双重作用。

Description

一种葡萄糖转运体靶向剂氧化铁纳米粒及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种可在肿瘤诊断中作为核磁共振造影剂，具体涉及一种葡萄糖转运体靶向剂氧化铁纳米粒，即聚乙二醇衍生物-氨基葡萄糖复合物包裹的油酸修饰氧化铁纳米粒。属生物医药领域。

背景技术

癌症，表现为控制细胞生长增殖机制的失常，癌细胞除了生长失控外，还会局部侵入周遭正常组织甚至经由体内循环系统或淋巴系统转移到身体其他部分。因此，对于癌症早期的及时诊断对于提高癌症患者治愈率具有重要意义。磁共振成像（MagneticResonanceImaging,MRI）是由利用磁共振现象从人体中获得电磁信号的一种诊断方法，已被日益增多地用于病变的诊断，以指导外科手术和临床用药。超顺磁性氧化铁纳米粒是一种新型的纳米粒，因其具有超顺磁性和良好的生物相容性，在临床上用于MRI造影剂，增加病变组织与正常组织图像之间的对比度。由于超顺磁性氧化铁纳米粒在体内分布较广，因此为了提高肿瘤组织的靶向性，常需要在超顺磁性氧化铁纳米粒表面接枝靶向分子。但是巨噬细胞常常对纳米粒子有吞噬。

D-氨基葡萄糖（D-Glucosamine）是一种从天然甲壳素中提取的氨基己糖。目前临床上通过在葡萄糖上标记上短寿命的放射性核素¹⁸F（¹⁸FDG），然后注入人体，通过对于该物质在代谢中的聚集，用正电子发射型计算机断层显像来反映生命代谢活动的情况，从而达到诊断的目的。由于恶性肿瘤组织中葡萄糖代谢旺盛，聚集较多，这些特点能通过图像反映出来，从而可对肿瘤进行诊断和分析。

发明内容

技术问题：本发明的目的是为躲避巨噬细胞的识别，从而减少巨噬细胞对纳米粒子的吞噬，提供一种葡萄糖转运体靶向剂氧化铁纳米粒及其制备方法，一种具有肿瘤主动靶向造影功能的聚乙二醇衍生物-氨基葡萄糖复合物包裹的油酸修饰氧化铁纳米粒及其制备方法。

技术方案：本发明提供一种葡萄糖转运体靶向剂氧化铁纳米粒，该葡萄糖转运体靶向剂氧化铁纳米粒是聚乙二醇衍生物-氨基葡萄糖复合物通过物理吸附的方式包裹在油酸修饰氧化铁表面，包裹物是聚乙二醇衍生物-氨基葡萄糖复合物，其结构简式为R-PEG-CO-NHC₆H₁₁O₅，其中R为疏水基团；PEG为聚乙二醇；-CO-为羰基；-NHC₆H₁₁O₅为氨基葡萄糖。

所述疏水基团R为聚乳酸PLA、聚乳酸-羟基乙酸共聚物PLGA、二硬脂酰磷脂酰乙醇胺DSPE、单硬脂酸甘油脂、三硬脂酸甘油酯、三棕榈酸甘油酯、三月桂酸甘油酯、山嵛酸甘油酯、辛酸/癸酸三甘油酯、丙二醇二辛酸酯、丙二醇二癸酸酯、三肉豆蘧酸甘油酯、胆固醇、硬脂酸、磷脂或氢化磷脂及其衍生物中的一种或多种。

所述氧化铁为三氧化二铁或四氧化三铁；油酸修饰氧化铁纳米粒铁核的平均粒径在1～50nm。

所述的这种葡萄糖转运体靶向剂氧化铁纳米粒的制备方法，其具体步骤如下：

1）取油酸修饰氧化铁，加入油酸修饰氧化铁重量100～2000倍的乙醇，磁分离，弃去上清液，重复2次，加入油酸修饰氧化铁重量200～2000倍的四氢呋喃THF，超声5～10min；

2）取聚乙二醇衍生物-氨基葡萄糖复合物R-PEG-CO-NHC₆H₁₁O₅，加入聚乙二醇衍生物-氨基葡萄糖复合物重量250～1000倍的四氢呋喃THF溶解；

3）将步骤2）溶液加入步骤1）溶液中，步骤2）溶液与步骤1）溶液体积比为1：1～5，超声5～10min；

4）将步骤3）得到的溶液，缓慢滴入5-50倍的水中；

5）步骤4）溶液在水中透析8～24h后，即得葡萄糖转运体靶向剂氧化铁纳米粒。

所述的一种葡萄糖转运体靶向剂氧化铁纳米粒可以用于制备肿瘤主动靶向的核磁共振造影剂。

所述的一种葡萄糖转运体靶向剂氧化铁纳米粒可以用于制备药物磁性载体。

有益效果：氨基葡萄糖是一种从天然甲壳素中提取的氨基己糖，氨基葡萄糖几乎分布于人体所有组织，参与构造人体组织和细胞膜，是蛋白多糖大分子合成的中间物质，它可合成黏多糖、糖蛋白和蛋白聚糖，特别是合成那些关节软骨以及滑液分子的中间物，是人体及动物体内关节组织中糖蛋白的天然成分，在动物和人体内由葡萄糖氨基化内源性生物合成。

氧化铁纳米粒是一种新型的纳米粒，因其具有超顺磁性（即在磁场中磁性较强，撤掉磁场后磁性消失）和良好的生物相容性，在生物医学和药学等领域具有广泛的应用前景，但是未经表面改性的磁性纳米粒，由于小尺寸效应比表面积大而极易吸附团聚，另外，静脉注射情况下，磁性纳米颗粒易被体内调理素吸附，这些都容易加速网状内皮系统中的巨噬细胞对磁性纳米粒的吞噬，影响了纳米粒子对肿瘤组织的靶向性。

该发明制备方法是通过物理吸附的方式将聚乙二醇衍生物-氨基葡萄糖复合物包裹在油酸修饰氧化铁表面，改变磁性纳米粒的表面结构和性能，该方法操作简单、成本低。经聚乙二醇衍生物-氨基葡萄糖复合物包裹的油酸修饰氧化铁纳米粒，首先能较好地躲避巨噬细胞的识别，从而减少巨噬细胞对纳米粒子的吞噬，并且因肿瘤组织对葡萄糖的摄取量显著增高，而增加了磁性粒子对肿瘤组织的主动靶向性。

具体实施方式

本发明用下列实施例来进一步说明本发明，但本发明的保护范围并不限于实施例。

实施例1一种葡萄糖转运体靶向剂氧化铁纳米粒制备1

（1）称取5mg油酸修饰氧化铁，加2ml乙醇，磁分离，弃去上清，重复2次，加入2mlTHF；

（2）称取15mg聚乳酸-聚乙二醇-氨基葡萄糖复合物，加7mlTHF溶解；

（3）将（2）加入1中，超声5min；

（4）将得到的混合溶液，缓慢滴入60ml水中；

（5）在水中透析24h后，即得。

实施例2一种葡萄糖转运体靶向剂氧化铁纳米粒制备2

（1）称取5mg油酸修饰氧化铁，加2ml乙醇，磁分离，弃去上清，重复2次，加入2mlTHF；

（2）称取15mg聚乳酸-羟基乙酸共聚物-聚乙二醇-氨基葡萄糖复合物，加7mlTHF溶解；

（3）将（2）加入1中，超声10min；

（4）将得到的混合溶液，缓慢滴入100ml水中；

（5）在水中透析24h后，即得。

实施例3一种葡萄糖转运体靶向剂氧化铁纳米粒制备3

（1）称取8mg油酸修饰氧化铁，加2ml乙醇，磁分离，弃去上清，重复2次，加入6mlTHF；

（2）称取18mg二硬脂酰磷脂酰乙醇胺-聚乙二醇-氨基葡萄糖复合物，加8mlTHF溶解；

（3）将（2）加入1中，超声6min；

（4）将得到的混合溶液，缓慢滴入80ml水中

（5）在水中透析24h后，即得.

实施例4一种葡萄糖转运体靶向剂氧化铁纳米粒冻干粉的制备

将上述实施例1，实施例2，实施例3中获得的葡萄糖转运体靶向剂氧化铁纳米粒与20%的甘露醇混合，-40℃预冻6小时，冷冻干燥16小时，即得葡萄糖转运体靶向剂氧化铁纳米粒冻干粉。

实施例5一种葡萄糖转运体靶向剂氧化铁纳米粒冻干粉的反被动靶向作用

1.材料及设备

1.1药物：聚乳酸-聚乙二醇-氨基葡萄糖复合物包裹的油酸修饰氧化铁纳米粒冻干粉：实验室制备；

注射液（28mgFe/mL，德国Schering公司）

1.2仪器：Axiovert200倒置荧光显微镜（上海蔡司光学仪器国际贸易有限公司）

1.3细胞：RAW264.7小鼠巨噬细胞购自中国科学院上海细胞库。

2.方法和结果

2.1方法：将处于对数生长期的RAW264.7小鼠巨噬细胞按每孔1mL（约1×10⁴个/mL）接种在24孔板中，置于37℃，含5%CO₂的细胞培养箱培养24h，弃去培养液，每孔加1mL样品溶液。样品分三组：空白组、

组和聚乳酸-聚乙二醇-氨基葡萄糖复合物包裹的油酸修饰氧化铁纳米粒冻干粉复溶组，每组分别用培养液稀释至铁浓度为100μg/mL，每组设置6个孔。将24孔板置于37℃，含5%CO₂的培养箱中孵育12h。孵育12h后，弃去孔中的溶液，PBS洗3次，加入4%多聚甲醛固定20min，PBS洗3次，加入普鲁士蓝染液染色20min，PBS洗涤3次，置光学显微镜下进行观察并拍照。

2.2结果：显微镜结果显示巨噬细胞对

有大量的吞噬，蓝色斑点较多，而聚乳酸-聚乙二醇-氨基葡萄糖复合物包裹的油酸修饰氧化铁纳米粒冻干粉复溶组未见明显的蓝色斑点。

3.结论：聚乳酸-聚乙二醇-氨基葡萄糖复合物包裹的油酸修饰氧化铁纳米粒冻干粉复溶后均能有效地躲避巨噬细胞的吞噬，具有一定的反被动靶向的作用。

实施例6葡萄糖转运体靶向剂氧化铁纳米粒冻干粉对肿瘤细胞造影的主动靶向性

1.材料及设备

1.1药物：聚乳酸-聚乙二醇-氨基葡萄糖复合物包裹的油酸修饰氧化铁纳米粒冻干粉、聚乳酸-聚乙二醇包裹的油酸修饰氧化铁纳米粒冻干粉：实验室制备；注射液（28mgFe/mL，德国Schering公司）

1.2仪器：1.5TEclipse磁共振成像仪（荷兰Philip公司）

1.3细胞：4T1小鼠乳腺癌细胞购自中国科学院上海细胞库。

2.方法和结果

2.1方法：将处于对数生长期的4T1小鼠乳腺癌细胞按每孔1mL（约1×10⁴个细胞）接种到24孔板中，置于37℃，含5%CO₂的细胞培养箱中培养24h。弃去培养液，每孔加1mL样品溶液。样品分为三组，即空白组、聚乳酸-聚乙二醇包裹的油酸修饰氧化铁纳米粒冻干粉复溶组、聚乳酸-聚乙二醇-氨基葡萄糖复合物包裹的油酸修饰氧化铁纳米粒冻干粉复溶液组。后两组铁浓度均为100μg/mL，每组设置6各孔。孵育2h后，PBS充分洗涤，将细胞消化、离心，重悬于含0.5ml1%琼脂糖的Ependoff管中，进行磁共振检测。

2.2结果：聚乳酸-聚乙二醇-氨基葡萄糖复合物包裹的油酸修饰氧化铁纳米粒冻干粉复溶液组T2信号值明显减小，效果优于未接氨基葡萄糖的聚乳酸-聚乙二醇包裹的油酸修饰氧化铁纳米粒冻干粉复溶液组。

3.结论：聚乳酸-聚乙二醇-氨基葡萄糖复合物包裹的油酸修饰氧化铁纳米粒冻干粉对肿瘤细胞具有较好的靶向性。

Claims (4)

1.一种葡萄糖转运体靶向剂氧化铁纳米粒，其特征在于葡萄糖转运体靶向剂氧化铁纳米粒是聚乙二醇衍生物-氨基葡萄糖复合物通过物理吸附的方式包裹在油酸修饰氧化铁表面，包裹物是聚乙二醇衍生物-氨基葡萄糖复合物，其结构简式为R-PEG-CO-NHC₆H₁₁O₅，其中R为疏水基团；PEG为聚乙二醇；-CO-为羰基；-NHC₆H₁₁O₅为氨基葡萄糖。

2.根据权利要求1所述的一种葡萄糖转运体靶向剂氧化铁纳米粒，其特征在于疏水基团R为聚乳酸PLA、聚乳酸-羟基乙酸共聚物PLGA、二硬脂酰磷脂酰乙醇胺DSPE、单硬脂酸甘油脂、三硬脂酸甘油酯、三棕榈酸甘油酯、三月桂酸甘油酯、山嵛酸甘油酯、辛酸/癸酸三甘油酯、丙二醇二辛酸酯、丙二醇二癸酸酯、三肉豆蘧酸甘油酯、胆固醇、硬脂酸、磷脂或氢化磷脂及其衍生物中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的一种葡萄糖转运体靶向剂氧化铁纳米粒，其特征在于氧化铁为三氧化二铁或四氧化三铁；油酸修饰氧化铁纳米粒铁核的平均粒径在1～50nm。

4.一种如权利要求1所述的一种葡萄糖转运体靶向剂氧化铁纳米粒的制备方法，其具体步骤如下：

1）取油酸修饰氧化铁，加入油酸修饰氧化铁重量100～2000倍的乙醇，磁分离，弃去上清液，重复2次，加入油酸修饰氧化铁重量200～2000倍的四氢呋喃THF，超声5～10min；

2）取聚乙二醇衍生物-氨基葡萄糖复合物R-PEG-CO-NHC₆H₁₁O₅，加入聚乙二醇衍生物-氨基葡萄糖复合物重量250～1000倍的四氢呋喃THF溶解；

3）将步骤2）溶液加入步骤1）溶液中，步骤2）溶液与步骤1）溶液体积比为1：1～5，超声5～10min；

4）将步骤3）得到的溶液，缓慢滴入5-50倍的水中；

5）步骤4）溶液在水中透析8～24h后，即得葡萄糖转运体靶向剂氧化铁纳米粒。