CN104119629B - 一种叶酸靶向聚丁二炔显色纳米粒及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种叶酸靶向聚丁二炔显色纳米粒及其制备方法，所述叶酸靶向聚丁二炔显色纳米粒包括聚丁二炔纳米粒，特别是，还包括形成在所述聚丁二炔纳米粒表面与所述聚丁二炔纳米粒通过化学键连接的叶酸分子。本发明的叶酸靶向聚丁二炔显色纳米粒在聚丁二炔纳米粒的基础上接入了叶酸分子，使得这种显色纳米粒即包含了聚丁二炔的变色功能，又保留了叶酸的靶向作用。
Description
技术领域
本发明属于纳米医学领域，涉及一种叶酸靶向聚丁二炔显色纳米粒及其制备方法。
背景技术
含有丁二炔(diacetylene，DA)结构(-C≡C-C≡C-)的类脂在一定表面压力下疏水链会形成高度有序而紧密的排列，在254 nm的紫外光照射下通过拓扑聚合形成蓝色的聚丁二炔(polydiacetylene，PDA)结构。这种聚丁二炔结构随着所处环境的温度、溶剂、pH、机械应力及特异性结合的改变，其颜色都会发生蓝色到红色的变化，是生物传感器中的信号传输元件的理想材料。1969年Wegner对其进行了首次报道，自此，聚丁二炔成为各国科学家研究的热点，对其制备、结构、性质、应用等各个方面进行了深入研究。1993年D. H. Charyc等人利用化学方法在10, 12 - 二十五烷基二炔酸单体(10, 12 - Pentacosadiynoic acid，PCDA)的羧基端修饰了流感病毒的特异性受体唾液酸，并将这种修饰的含有丁二炔结构的单体和未修饰的单体混合，制备聚合的变色LB膜，利用唾液酸与流感病毒表面凝集素(hemagglutinin，HA)能够特异性识别的原理来实现检测。研究显示，随着流感病毒增加，聚丁二炔变色程度(CR%)也随之增加，它们之间成正相关。
脂质体具有与生物体细胞相类似的结构，因此有很好的细胞相容性。将脂质类化合物引入到囊泡，并在不会改变聚丁二炔结构的显色性和变色性的前提下，制备了聚丁二炔/脂质的混合囊泡，应用于水溶液中活性多肽分子与脂质膜作用的研究以及某些特殊药物的筛选。
叶酸对叶酸受体具有高度的亲和性，并且是细胞增殖时碱基合成所必须的维生素，很多研究发现叶酸受体在多种恶性肿瘤细胞表面高水平表达。叶酸靶向纳米载体转基因治疗肿瘤成为近年来国内外研究的热点。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明目的在于提供一种既有聚丁二炔的色变功能，又有叶酸的靶向作用的叶酸靶向聚丁二炔显色纳米粒。
本发明同时还提供一种叶酸靶向聚丁二炔显色纳米粒的制备方法，该制备方法工艺简单、性质稳定且成本低。
为达到上述目的，本发明的技术方案如下：
一种叶酸靶向聚丁二炔显色纳米粒，包括聚丁二炔纳米粒，所述叶酸靶向聚丁二炔显色纳米粒还包括形成在所述聚丁二炔纳米粒表面与所述聚丁二炔纳米粒通过化学键连接的叶酸分子。
所述聚丁二炔纳米粒由含有丁二炔结构的单体和磷脂分子的混合物，在254 nm的紫外光照射下通过拓扑聚合形成。
所述含有丁二炔结构的单体具有羧基，包括所有能呈现蓝色-红色变化的单体，如10, 12-二十五二炔酸（PCDA），但并不局限于它。
所述磷脂分子并不仅限于合成磷脂，也不限于天然磷脂，较好为天然磷脂和合成磷脂的混合物。
所述磷脂分子可以选用二肉豆蔻酰磷脂酰胆碱（DMPC）、二棕榈酰-a磷脂酰胆碱（DPPC）、大豆卵磷脂（PC）等。
一种上述叶酸靶向聚丁二炔显色纳米粒的制备方法，该方法包括以下步骤：
（1）制备聚丁二炔纳米粒溶液；
（2）取出一定量步骤（1）所述聚丁二炔纳米粒溶液，在所述聚丁二炔纳米粒溶液中加入过量的1-乙基-3-(3-二甲基氨丙基)-碳化二亚胺（EDC）和过量的羟基琥珀酰亚胺（NHS），室温避光振荡1.5~3 h，然后加入叶酸，室温振荡16~18 h，反应完成后，用纯水透析23~25 h，制得叶酸靶向聚丁二炔显色纳米粒。
步骤（1）中，所述聚丁二炔纳米粒溶液的制备方法为：将含有丁二炔结构的单体和磷脂分子溶于有机溶剂中混合，然后除去所述有机溶剂，再加入去离子水， 使得所述含有丁二炔结构的单体的浓度为0.05~1 mmol/L，然后在70~76℃下，超声分散3~15min，直至溶液呈透明或半透明状，用0.8μm滤膜滤去未分散的组分，然后置于4℃下16~18 h，再放置在室温下，待所述溶液恢复到室温后置于波长为254 nm的紫外光下照射2~30 min，得到蓝色或深蓝色的聚丁二炔纳米粒的溶液。
所述叶酸与所述含有丁二炔结构的单体的摩尔比为1:2~1:10。
上述步骤（1）中，所述磷脂分子与所述含有丁二炔结构的单体的摩尔比并不局限于一种特定的比例，而包括所有可能存在的比例，并不改变聚丁二炔的变色反应。优选摩尔比为2:3。
所述磷脂分子为天然磷脂和合成磷脂按摩尔比为1:1组成的混合物。
上述步骤（2）中，所述1-乙基-3-(3-二甲基氨丙基)-碳化二亚胺（EDC）和所述羟基琥珀酰亚胺（NHS）的摩尔比为1:1。
本发明最后制得的叶酸靶向聚丁二炔显色纳米粒，采用紫外分光光度计测定其接入叶酸的含量，测试选用286nm。
由于上述技术方案的实施，本发明与现有技术相比具有如下优点：
本发明的叶酸靶向聚丁二炔显色纳米粒在聚丁二炔的基础上引入了形成磷脂双分子层的磷脂分子，并接入叶酸分子，使得这种纳米粒即包含了聚丁二炔的色变功能，又保留了叶酸的靶向作用。
本发明的叶酸靶向聚丁二炔显色纳米粒具有显色性和变色性。
本发明的叶酸靶向聚丁二炔显色纳米粒性质稳定、可以在体外快速检测肿瘤细胞。
本发明的制备方法简单易行，便于操作推广。
附图说明
图1为本发明的叶酸靶向聚丁二炔显色纳米粒的结构示意图；
图2为实施例一的聚丁二炔纳米粒的色变图；
图3为实施例一的聚丁二炔纳米粒的紫外图谱；
图4为实施例一的聚丁二炔纳米粒的粒径图。
具体实施方式
在聚丁二炔显色纳米粒表面修饰叶酸分子，在外加紫外及叶酸双重主动靶向作用下，将加强靶细胞对目的基因摄取。
本发明的叶酸靶向聚丁二炔显色纳米粒，结构如图1所示，其通过疏水相互作用以非共价键力的形式在聚丁二炔分子中加入一种或几种不同的磷脂分子，形成磷脂双分子层，组装成聚丁二炔混合纳米粒，这种聚丁二炔纳米粒可以通过化学键将叶酸分子连接到该纳米粒表面，利用其特异性结合的特点，使其产生快速的肉眼可见的明显颜色变化。这类叶酸靶向聚丁二炔显色纳米粒具有制备简单、成本低、快速检测的优点，可以通过色变反应定性或定量检测生物活性分子的存在，可广泛地应用于生物医学，如活性药物筛选、临床检验诊断等方面。
下面通过实施例对本发明的具体实施方式进行说明。
实施例1
将10,12-二十五二炔酸（PCDA）、二肉豆蔻酰磷脂酰胆碱（DMPC)、大豆卵磷脂（PC）以摩尔比例3 : 1 : 1溶于氯仿中，真空干燥至恒重除去氯仿，再用一定量的去离子水溶解，调整PCDA的浓度为1 mmol/L，在72 ℃下，超声分散10 min，直至溶液呈透明状，保温30 min，冷却至室温后，用0.8
μm滤膜滤去未分散的组分，溶液置于4 ℃ 16 h。待溶液恢复到室温后，将溶液置于波长为254 nm的紫外光下照射30
min，通过紫外跟踪变色（如图2~3），得到蓝色的聚丁二炔混合磷脂显色颗粒，颗粒粒径范围为50 - 800 nm（如图4）。其中，紫外图谱采用紫外-可见光谱仪测定，颗粒粒径采用Malvern ZetasizerNano
ZS测定。
图2显示在紫外照射过程中，随着照射时间的延长，聚丁二炔颜色由无色变为浅蓝色，直至深蓝色。图3为对变色机理的解释。
取50 μL PCDA/DMPC/PC(1 mmol/L)变色颗粒，加入6 μL 4 mmol/L NHS和6 μL
4 mmol/L EDC，室温避光振荡2 h，活化羧基端。加入叶酸，叶酸的加入量按叶酸与PCDA的摩尔比为1:10加入，室温振荡17 h，反应结束后，用纯水透析24 h除去未反应的叶酸，即得叶酸靶向聚丁二炔显色纳米粒，接入叶酸的含量采用紫外分光光度计测定（286
nm），测得接入的叶酸含量为0.877 mg/L。
实施例2
本实施例中相比实施例1，只改变叶酸的加入量，叶酸的加入量按叶酸与PCDA的摩尔比为1:5加入，最后制得的叶酸靶向聚丁二炔显色纳米粒上的叶酸含量为2.110
mg/L。
实施例3
本实施例中相比实施例1，只改变叶酸的加入量，叶酸的加入量按叶酸与PCDA的摩尔比为3:10加入，最后制得的叶酸靶向聚丁二炔显色纳米粒上的叶酸含量为2.642
mg/L。
实施例4
本实施例中相比实施例1，只改变叶酸的加入量，叶酸的加入量按叶酸与PCDA的摩尔比为1:2.5加入，最后制得的叶酸靶向聚丁二炔显色纳米粒上的叶酸含量为3.560
mg/L。
综上所述，本发明的叶酸靶向聚丁二炔显色纳米粒具有如下优点：
（1）本发明使用的天然磷脂以大豆卵磷脂（磷脂酰胆碱，PC）为主，来源于蛋黄和大豆，成本低；本发明使用的合成磷脂具有与生物细胞相类似的结构，因此有很好的生物相容性，同时可以提高纳米粒的稳定性。
（2）制备的显色纳米粒通过掺杂含有丁二炔结构的单体进入两亲性的脂质纳米颗粒小体，可以形成稳定的微组装结构。这种微组装结构在温度、溶剂、pH、机械应力及交变磁场等条件下，其颜色会发生蓝色-红色的变化。
（3）采用超声分散法制备聚丁二炔纳米粒，所制备出的纳米粒粒径均匀，分布范围窄，结构稳定。
（4）制备的聚丁二炔纳米粒通过碳化二胺法接入叶酸分子，得到具有色靶向及叶酸分子靶向的纳米粒。
（5）本发明的制备方法简便易行，便于操作推广。
以上对本发明做了详尽的描述，其目的在于让熟悉此领域技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，且本发明不限于上述的实施例，凡根据本发明的精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种叶酸靶向聚丁二炔显色纳米粒，包括聚丁二炔纳米粒，其特征在于，还包括形成在所述聚丁二炔纳米粒表面与所述聚丁二炔纳米粒通过化学键连接的叶酸分子，所述聚丁二炔纳米粒由含有丁二炔结构的单体和磷脂分子的混合物，在254 nm的紫外光照射下通过拓扑聚合形成，所述含有丁二炔结构的单体具有羧基；
所述叶酸靶向聚丁二炔显色纳米粒的制备方法包括以下步骤：
（1）制备聚丁二炔纳米粒溶液；
（2）取出一定量步骤（1）所述聚丁二炔纳米粒溶液，在所述聚丁二炔纳米粒溶液中加入过量的1-乙基-3-(3-二甲基氨丙基)-碳化二亚胺和过量的羟基琥珀酰亚胺，室温避光振荡1.5~3 h，然后加入叶酸，室温振荡16~18 h，反应完成后，用纯水透析23~25 h，制得叶酸靶向聚丁二炔显色纳米粒。
2.根据权利要求1所述的叶酸靶向聚丁二炔显色纳米粒，其特征在于，所述含有丁二炔结构的单体为10,12-二十五二炔酸。
3.根据权利要求1所述的叶酸靶向聚丁二炔显色纳米粒，其特征在于，所述磷脂分子为合成磷脂和天然磷脂组成的混合物。
4.一种如权利要求1~3中任一项权利要求所述的叶酸靶向聚丁二炔显色纳米粒的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
（1）制备聚丁二炔纳米粒溶液；
（2）取出一定量步骤（1）所述聚丁二炔纳米粒溶液，在所述聚丁二炔纳米粒溶液中加入过量的1-乙基-3-(3-二甲基氨丙基)-碳化二亚胺和过量的羟基琥珀酰亚胺，室温避光振荡1.5~3 h，然后加入叶酸，室温振荡16~18 h，反应完成后，用纯水透析23~25 h，制得叶酸靶向聚丁二炔显色纳米粒。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述聚丁二炔纳米粒溶液的制备方法为：将含有丁二炔结构的单体和磷脂分子溶于有机溶剂中混合，再除去所述有机溶剂，然后加入去离子水，使得所述含有丁二炔结构的单体的浓度为0.05~1 mmol/L，在70~76℃下，超声分散3~15min，直至溶液呈透明或半透明状，用0.8μm滤膜滤去未分散的组分，然后置于4℃下16~18
h，再放置在室温下，待溶液恢复到室温后置于波长为254 nm的紫外光下照射2~30 min，得到蓝色或深蓝色的聚丁二炔纳米粒的溶液。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述叶酸与所述含有丁二炔结构的单体的摩尔比为1:2~1:10。
7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述磷脂分子与所述含有丁二炔结构的单体的摩尔比为2:3，所述磷脂分子为合成磷脂和天然磷脂按摩尔比为1:1组成的混合物。
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