CN104587485A - 替拉扎明-金纳米粒子复合物制备方法及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种替拉扎明-金纳米粒子复合物的制备方法及其应用。一种替拉扎明-金纳米粒子复合物,其主要特点在于由外层的替拉扎明通过连接部分与内核金纳米粒子相连接组成。所述的替拉扎明-金纳米粒子复合物的制备方法,它包括下述三个步骤为:(1):替拉扎明与含巯基或含二硫键的羧酸在缩合剂作用下缩合成替拉扎明-连接部分;(2)金纳米粒子的制备;(3)替拉扎明-连接部分溶解在溶剂中,加入到水溶性金纳米粒子中,经配体交换反应制备替拉扎明-金纳米粒子复合物。本发明的优点是在X射线辐照下,替拉扎明-金纳米粒子复合物可以增强自由基的产额,最大增强系数可达4倍,替拉扎明-金纳米粒子复合物增强了X射线对肝癌细胞的辐射损伤,其在X射线对肝癌细胞致死效应中的增强最高可达20%。
Description
技术领域
本发明涉及一种替拉扎明-金纳米粒子复合物制备方法及其应用。
背景技术
癌症是严重危害人类生命与健康的常见多发病,已成为新世纪人类的第一杀手,是全球最大的公共卫生问题之一(Globocan,IARC,2010,2008)。根据《2012中国肿瘤登记年报》对外发布:“全国每6分钟就有一人被确诊为癌症,每天有8550人成为癌症患者,每七到八人中就有一人死于癌症。”“全国癌症发病形势严峻,发病率与死亡率呈持续上升趋势,每年新发癌症病例约350万,因癌症死亡约250万”。放射治疗连同手术和化疗是目前癌症治疗的三大常规手段,在现有的患者治疗中,80%左右的患者都需要进行不同程度的放射治疗。常规的X-射线与γ-射线技术在治疗恶性肿瘤的同时也对正常组织造成损伤,甚至造成严重的毒副作用。因此,如何提高放射治疗中肿瘤组织的辐照剂量杀死肿瘤,同时减少对正常组织的损伤一直是放疗领域研究所追求的目标。
一方面,通过化学协同的作用,可以提供肿瘤部位的辐照剂量。1980年Matsudaira等人发现碘可以提高X-射线对细胞的损伤,并提出了利用高原子序数的材料可以增加放疗中肿瘤剂量(H.Matsudaira,A.M.Ueno and I.Furuno,Iodine contrast medium sensitizes cultured mammalian cell to X rays but not toγ-rays.Radiat.Res.,1980,84,144-8)。另一方面,随着纳米技术的发展,利用纳米粒子的被动靶向性,可以提供药物对肿瘤的靶向性。虽然有机纳米颗粒药物递送系统的开发利用已经取得长足的发展。例如由脂质和/或合成聚合物组成的有机纳米颗粒已经在市场上用于治疗药物的药物传递系统(Davis,S.S.,Coming of Age of Ligid-based Drug Delivery Systems,Adv.Drug Deliv.Rev.2004,56,1241-1242.),还有一些聚合药物传输系统正在临场试验阶段。但是,相比于有机纳米颗粒的药物传输系统,基于无机纳米颗粒的药物递送系统的开发所取得的进展要少得多。
金纳米粒子作为一种新型的纳米材料,已经广泛地应用于医药、化妆品、食品、材料、传感器、生物标记、纳米传导、记录元件、DNA芯片等很多工业领域。由于金纳米粒子的低的毒性和良好的生物相容性,所以在肿瘤诊断和治疗领域金纳米粒子作为药物或传输材料也备受人们关注。金纳米粒子稳定、惰性、且具有比碘更大的原子序数,通过外层的修饰具有很好的生物相容性。2004年Hainfield首次在老鼠体内试验证实金纳米粒子具有辐射增强效应(Hainfeld J F,Slatkin D N,Smilowitz H M,The use of gold nanoparticles to enhance radiotherapy in mice.Phys.Med.Biol.2004,49:N309-N315).目前已经证实金纳米粒子对光照、X-射线、γ-射线、质子束和重离子束都具有显著的增效功能(Tsiamas P,Liu B,Cifter F,Ngwa WF,Berbeco RI,Kappas C,Theodorou K,Marcus K,Makrigiorgos MG,Sajo E,Zygmanski P.Impact of beam quality on megavoltage radiotherapy treatment techniques utilizing gold nanoparticles for dose enhancement.Phys.Med.Biol.2013 58,451-464;S.Jain,J.A.Coulter,A.R.Hounsell,K.T.Butterworth,S.J.Mcmahon,Cell-Specific Radiosensitization by Gold Nanoparticles at Megavoltage Radiation Energies.Int.J.Radiat.Oncol.Biol.Phys.,2011,79,531-539;X.-D.Zhang,D.Wu,X.Shen,J.Chen,Y.-M.Sun,P.-X.Liu,X.-J.Liang,Size-dependent radiosensitization of PEG-coated gold nanoparticles for cancer radiation therapy.Biomaterials,2012,33,6408;D.Wu,X.D.Zhang,P.X.Liu,L.A.Zhang,F.Y.Fan,M.L.Guo,GoId nanostructure:fabrication,surface modification,targeting imaging,and enhanced radiotherapy.Curr.Nanosci.,2011,7(1),110-118;Jong-Ki Kim,Seung-Jun Seo,Hong-Tae Kim,Ki-Hong Kim,Myung-Hwan Chung,K.-R.Kim and S.-J.Ye,Enhanced proton treatment in mouse tumors through proton irradiated nanoradiator effects on metallic nanoparticles,Phys.Med.Biol.,2012,578309-8323;J.-K.Kim,S.-J.Seo,K.-H.Kim,T.-J.Kim,M.-H.Chung,K.-R.Kim and T.-K.Yang,Therapeutic application of metallic nanoparticles combined with particle-induced x-ray emission effect,Nanotechnology,2010,21,425102-425102;J.C.Polf,L.F.Bronk,W.H.P.Driessen,W.Arap,R.Pasqualini and M.Gillin,App.Phys.Lett.,2011,98,193702;H.Kaur,G.Pujari,M.K.Semwal,et al.In vitro studies on radiosensitization effect of glucose capped gold nanoparticles in photon and ion irradiation of Hela cells.Nucl Instr and Meth in Phys Res B,2013,301,7-11)。金纳米粒子不仅可以作为药物传输载体,而且还具有显著的放射增敏效应,其有望成为新型的放射用增敏材料。
目前所用的作为辐射增敏剂的金纳米粒子都仅仅是表面活性剂包被的金纳米粒子,不带有其他的功能基团。增敏机制主要利用的是金纳米粒子受到辐照后,辐射产生的二次电子诱导金原子内层的光吸收、发射、电离等,从而增强了俄歇效应,表现出辐射生物学效应增强。
发明内容
本发明的目的在于,为避免现有技术的不足,提供一种替拉扎明-金纳米粒子复合物。
本发明的另一目的是提供替拉扎明-金纳米粒子复合物的制备方法及应用。
肿瘤组织中乏氧细胞的周期状态严重影响了常规放射治疗效果,肿瘤乏氧增敏剂可以改变放射治疗中乏氧细胞的放射敏感性,从而增加肿瘤组织放射损伤,提高临床治疗效果。目前临床常用的肿瘤乏氧增敏剂有Misonodaxole、硝基咪唑的酰胺衍生物SR-2508(Etanidacole)、硝基咪唑类化合物AK-2123、吉西他滨、顺铂、甘氨双唑钠、替拉扎明(TPZ)等。其中替拉扎明对乏氧细胞的毒性比正常细胞要高50-3004倍(Reddy S.B.,Williamson S.K.Tirapazamine:a novel agent targeting hypoxic tumor cells.Expert Opin.Investig.Drugs 2009,18,77-87),显示出对乏氧细胞特异的细胞毒性。在乏氧状态下,TPZ可以通过细胞还原产生的电子释放羟基自由基,从而达到杀死细胞的作用。
本发明以金纳米粒子为载体,结合替拉扎明对乏氧细胞的特异选择性,提出设计替拉扎明-金纳米粒子复合物。利用电离辐射与金纳米粒子相互作用所产生的次级电子,结合替拉扎明在俘获电子后被还原释放出羟基自由基的机制,两者协同作用可以放大电离辐射对自由基的产额,从而达到提高肿瘤组织辐照剂量效应增强的功效。
为实现上述目的,本发明采取的技术方案为:一种替拉扎明-金纳米粒子复合物,其主要特点在于由外层的替拉扎明通过连接部分与内核金纳米粒子相连接组成,其结构可简化为式(I)。见图1。
所述的金纳米粒子为1.5-400nm,并具有磁性-金纳米粒子核壳结构;所述金纳米粒子的表面包护有保护基团(PG),所述保护基团包括有巯基聚乙二醇(PEG)、柠檬酸钠、N-(2-巯基丙酰基)-甘氨酸(tiopronin)、含巯基的氨基酸及其盐、硫辛酸、含巯基的C3-C18酸及其盐的某一种或多种混合组合;
所述的TPZ为替拉扎明;
连接部分选自于SH-(CH2)n-(CHR1)m-CO-,SH-(CH2)n-(CH2O)m-CH2-CO-,R1 3N+-(CH2)n-CO-, R1 3N+-(CH2)n-(CH2O)m-CH2-CO-,R1S-S-CH(R2)-(CH2)n-CO-,R1S-S-CH(R2)-(CH2)n-(OCH2)m-CO-,其中n=1-18,m=1-18,R1和R2为C1-C5的烷基,或R1和R2相连与S-S形成(取代的)五元、六元、七元、八元环结构。
所述的替拉扎明-金纳米粒子复合物,所述的金纳米粒子尺寸优选为10-100nm金纳米粒子或具有核壳结构的四氧化三铁磁性-金纳米粒子;所述的连接部分优选为结构式(2、3):见图2。
其中n=1-18,m=1-18,R1和R2为C1-C5的烷基。
本发明的通式(I)的所有立体异构体、几何异构体、互变异构体,其中各原子包括所有同位素的情况。当分子中存在一个或多个手性中心时,根据式(I)的复合物可以是药学上可以接受的消旋体混合物形式或者单一立体异构体形式。本发明的复合物还包括互变异构体形式。互变异构体形式来源于一个单键与相邻的双键交换并一起伴随一个质子的迁移;本发明的复合物还包括所有同位素的原子,无论是在中间体或最后的化合物。同位素的原子包括具有相同的原子数,但不同质量数。例如,氢的同位素包括氚和氘。
本发明的复合物还可以以药学上可接受的盐的形式存在。药学上可接受的盐是指把母体化合物中的基团转换成盐的形式。药学上可接受的盐的形式,可以是无机酸形成的盐(如盐酸盐、硫酸盐、磺酸盐等),也可以是与胺形成的铵盐(如三乙胺盐、哌啶盐或者碱性药等),也可以是与碱金属或碱土金属形成的金属盐(如钠盐、钾盐、钙或镁盐等)。
所述的替拉扎明-金纳米粒子复合物的制备方法,其主要特点在于它包括下述三个步骤为:
(1):替拉扎明与含巯基或含二硫键的羧酸在缩合剂作用下缩合成替拉扎明-连接部分;
(2)金纳米粒子的制备;
根据文献报道(Tapan K.Sau and Catherine J.Murphy,Room temperature,high-yield synthesis of multiple shapes of gold nanoparticles in aqueous solution,J.Am.Chem.Soc.,2004,126(28),8648–8649)的方法合成不同包被的不同尺寸的金纳米粒子。
(3)替拉扎明-连接部分溶解在溶剂中,加入到上述步骤(2)制备的水溶性金纳米粒子中,经配体交换反应制备替拉扎明-金纳米粒子复合物。
.先将含巯基或二硫键的酸0.1~1.0g溶解在二氯甲烷2~50mL中,加入三乙胺0.1~5.0mL, 搅拌过夜,然后加入1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐0.1~1.0g,和N-羟基苯并三唑0.1~0.8g,室温搅拌0.5~5.0小时,然后加入替拉扎明0.1~2.0g,搅拌过夜;加水20mL,分液,有机相浓缩后柱层析,得产物替拉扎明;根据文献报道(Tapan K.Sau and Catherine J.Murphy,Room temperature,high-yield synthesis of multiple shapes of gold nanoparticles in aqueous solution,J.Am.Chem.Soc.,2004,126(28),8648–8649)的方法合成不同包被的不同尺寸的金纳米粒子连接部分;
所述的替拉扎明-金纳米粒子复合物的制备方法,还包括有所述的第一步替拉扎明-连接部分合成的步骤为:以下为三种替拉扎明-连接部分的合成。
(1)替拉扎明的合成:将邻硝基苯胺0.1~100g与氰胺0.12~121.8g(1~40eq),直接混合与10~2500mL圆底烧瓶中,充分搅拌,加热升温,30~70℃熔化,继续加热至80-150℃,形成深棕色溶液;降温至20-60℃,缓慢滴加浓盐酸1.0~400mL,并保持温度不超过80-120℃,滴完缓慢加热至120-150℃,反应0.5-5.0小时停止加热,冷却;冷却至30-55℃,缓慢滴加配制好的NaOH溶液16M,40mL,并保持温度于50-85℃,滴加过程中有黄色固体析出,体系颜色逐渐变浅;滴完升温至90-120℃,过程中颜色继续变浅,固体增多,变为黄色,不易搅动;保持90-120℃反应0.5-5.0小时;加入1.0~400mL水,冷却至室温,过夜搅拌;抽滤,水洗,EA洗,25-80℃真空烘箱干燥过夜,得到亮黄色固体3-氨基-1,2,4-苯并三唑-1-氧化物;
将3-氨基-1,2,4-苯并三唑-1-氧化物0.1~105g,加入2.0~2000mL三口瓶,溶于乙酸0.5~800mL,加热升温至40~80℃,得到黄色溶液。缓慢滴加30%双氧水0.3~600mL,保持温度在40~80℃;滴完用黑色塑料袋遮住瓶子,保持40~80℃避光反应2~48h,直至波层色谱分析显示原料已耗尽,体系变为橙色;减压下除去大部分溶剂,冻干或放入40℃真空。烘箱干燥过夜。MeOH重结晶,得到橙色晶体3-氨基-1,2,4-苯并三唑-1,4-二氧化物。
(2)硫辛酰替拉扎明的合成:先将硫辛酸0.412~412g溶解在二氯甲烷20~2000mL中,加入三乙胺0.6~600mL,搅拌过夜,然后加入1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐0.460~460g,和N-羟基苯并三唑0.324~324g,室温搅拌0.5~5.0小时,然后加入替拉扎明0.356~356g,搅拌过夜;加水20~4000mL,分液,有机相浓缩后柱层析,得产物硫辛酰替拉扎明;
(3)11-巯基十一酰替拉扎明的合成:先将11-巯基十一酸0.436~436g,溶解在二氯甲烷20~4000mL中,加入三乙胺0.6~600mL,搅拌过夜,然后加入1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳 酰二亚胺盐酸盐0.46~460g和N-羟基苯并三唑0.324~324g,室温搅拌0.5~5.0小时,然后加入替拉扎明0.356~356g;搅拌过夜;加水20~4000mL,分液,有机相浓缩后柱层析,得产物11-巯基十一酰替拉扎明。
所述的替拉扎明-金纳米粒子复合物的制备方法,还包括有所述的第二步金纳米粒子的制备。以下为10种金纳米粒子的制备方法。
(1)2nm N-(2-巯基丙酰基)-甘氨酸包被的金纳米粒子的制备:量取纯甲醇0.6~600mL,纯乙酸0.1~100mL,倒入5.0~5000mL的圆底瓶中搅拌,然后量取0.5~500mL,1%的氯金酸,滴加到反应混合液中;称取0.0638~63.8g的N-(2-巯基丙酰基)-甘氨酸溶于0.3~300mL的超纯水中,然后滴加到反应液中,搅拌15-200min;称取NaBH4,0.01~100g溶于0.2~200mL的冰超纯水,滴加到反应液中;室温下搅拌0.2~20h;反应完毕后,取下密封冷藏;用旋转蒸发器去除杂物,然后用盐酸调PH为1.0~3.0,然后用透析袋透析4~96h,经浓缩冻干可得2nm的N-(2-巯基丙酰基)-甘氨酸包被的金纳米粒子;
(2)6nm N-(2-巯基丙酰基)-甘氨酸包被的金纳米粒子的制备:量取纯甲醇0.6~600mL,纯乙酸0.1~100mL,倒入5.0~5000mL的圆底瓶中搅拌,然后量取0.5~500mL,1%的氯金酸,滴加到反应混合液中;称取6.95mg~69.5g的N-(2-巯基丙酰基)-甘氨酸溶于0.3~300mL的超纯水中,然后滴加到反应液中,搅拌15-200min;称取NaBH4,0.01~100g溶于0.2~200mL的冰超纯水,滴加到反应液中;室温下搅拌0.2~20h;反应完毕后,取下密封冷藏。用旋转蒸发器去除杂物,然后用盐酸调PH到1.0~3.0,然后用透析袋透析4~96h,经浓缩冻干可得6nm的N-(2-巯基丙酰基)-甘氨酸包被的金纳米粒子;
(3)15nm柠檬酸钠包被的金纳米粒子的制备:向三口烧瓶中分别添加1.0~1000mL的超纯水,同时添加0.1~10mL浓度1%的氯金酸溶液,加热至煮沸;分别快速加入0.3~30mL 1%的柠檬酸钠溶液,煮沸10~300min,停止加热,冷却至室温;8000-15000rpm离心2~100min,用超纯水洗涤3次,可得15nm的柠檬酸钠包被的金纳米粒子;
(4)向三口烧瓶中分别添加1.0~1000mL的超纯水,同时添加0.1~10mL浓度1%的氯金酸溶液,加热至煮沸;分别快速加入0.1~30mL 1%的柠檬酸钠溶液,煮沸10~300min,停止加热,冷却至室温。8000-15000rpm离心2~100min,用超纯水洗涤3次,可得30nm的柠檬酸钠包被的金纳米粒子;
(5)15nm N-(2-巯基丙酰基)-甘氨酸包被的金纳米粒子的制备:向三口烧瓶中分别添加 1.0~1000mL的超纯水,同时添加0.1~100mL浓度1%的氯金酸溶液,加热至煮沸;分别快速加入0.3~300mL 1%的柠檬酸钠溶液,煮沸30~300min,停止加热,冷却至室温;然后滴加含0.005~5.0g的Tiopronin的0.2~20mL超纯水溶液,室温搅拌4~96h;8000-15000rpm离心2~100min,用超纯水洗涤3次,可得15nm Tiopronin包被的金纳米粒子;
(6)30nm N-(2-巯基丙酰基)-甘氨酸包被的金纳米粒子的制备:向三口烧瓶中分别添加1.0~1000mL的超纯水,同时添加0.1~100mL浓度1%的氯金酸溶液,加热至煮沸;分别快速加入0.3~300mL 1%的柠檬酸钠溶液,煮沸30~300min,停止加热,冷却至室温;然后滴加含0.005~5.0g的Tiopronin的0.2~20mL超纯水溶液,室温搅拌4~96h;8000-15000rpm离心2~100min,用超纯水洗涤3次,可得30nm N-(2-巯基丙酰基)-甘氨酸包被的金纳米粒子。
(7)15nm聚乙二醇包被的金纳米粒子的制备:向三口烧瓶中分别添加10~1000mL的超纯水,同时添加1.0~10mL浓度1%的氯金酸溶液,加热至煮沸;分别快速加入1.0~30mL 1%的柠檬酸钠溶液,煮沸30~300min,停止加热,冷却至室温;然后滴加含1.0~100mg的巯基聚乙二醇的1.0~100mL超纯水溶液,室温搅拌4~96h;8000-15000rpm离心2~100min,用超纯水洗涤3次,可得15nm聚乙二醇包被的金纳米粒子;
(8)30nm聚乙二醇包被的金纳米粒子的制备:向三口烧瓶中分别添加1.0~1000mL的超纯水,同时添加1.0~10mL浓度1%的氯金酸溶液,加热至煮沸;分别快速加入1.0~13mL 1%的柠檬酸钠溶液,煮沸30~300min,停止加热,冷却至室温;然后滴加含1.0~100mg的巯基聚乙二醇的1.0~100mL超纯水溶液,室温搅拌4~96h;8000-15000rpm离心2~100min,用超纯水洗涤3次,可得30nm聚乙二醇包被的金纳米粒子;
(9)50nm的柠檬酸包被的金纳米粒子的制备:取0.5~50mL 15nm的金纳米溶液,加0.5~60mL10mM的氯金酸,加3.0~300mL超纯水,混合搅拌;加入2.5~250mL 0.1%的冰抗坏血酸溶液,滴加速度控制在5.0~100min内,颜色变化为:浅色--紫色--深色,搅拌3.0~300min;8000-15000rpm离心2~100minmin,用超纯水洗3次。可得50nm的柠檬酸包被的金纳米粒子。
(10)50nm Tiopronin包被的金纳米粒子的制备:取0.5~50mL15nm的金纳米溶液,加0.5~60mL10mM的氯金酸,加3.0~300mL超纯水,混合搅拌;加入2.5~250mL 0.1%的冰抗坏血酸溶液,滴加速度控制在5.0~100min内,颜色变化为;浅色--紫色--深色,搅拌3.0~300min:然后加入含有7.5~750mg的Tiopronin的超纯水溶液2~200毫升,常温搅拌24~96h;8000-15000rpm离心2~100min,用超纯水洗3次;可得50nm Tiopronin包被的金纳米粒子。
所述的替拉扎明-金纳米粒子复合物的制备方法,还包括有所述的第三步金纳米粒子配体交换法制备替拉扎明-金纳米粒子复合物。以下为三种替拉扎明-金纳米粒子复合物的制备方法。
(1)15nm的聚乙二醇包被的替拉扎明-金纳米粒子复合物的制备:向锥形瓶中加入1.0~500mL的超纯水和0.5~50mL 10~1000μg/mL的15nm的聚乙二醇包被的金纳米粒子溶液;加入含1.4~140mg的硫辛酰替拉扎明的3.0~300mL甲醇溶液,加毕,室温搅拌1~30小时随着硫辛酰替拉扎明的加入,每隔30分钟取样,8000-15000rpm离心20~200min,用超纯水洗3次;再用超纯水溶解后进行紫外吸收光谱测量,加入硫辛酸替拉扎明后,金纳米粒子的等离子特征吸收峰从522nm移动到526nm,264nm处出现了硫辛酸的特征吸收峰;证实硫辛酰替拉扎明已经连接到15nm聚乙二醇包被的金纳米粒子表面;上述溶液室温搅拌0.5~60小时后,在3000-15000rpm离心20~60min,用超纯水洗3次;离心后可得聚乙二醇包被的替拉扎明-金纳米粒子复合物;
(2)15nm的柠檬酸钠包被的替拉扎明-金纳米粒子复合物的制备:向锥形瓶中加入1.5~150mL的超纯水和0.1~10mL 10~10000μg/mL的15nm的柠檬酸钠包被的金纳米粒子溶液;加入含1.4~140mg的硫辛酰替拉扎明的3~300mL甲醇溶液,加毕,室温搅拌0.5~60h;3000-15000rpm离心20~60min,用超纯水洗3次;可得柠檬酸钠包被的替拉扎明-金纳米粒子复合物。
(3)所述的替拉扎明-金纳米粒子复合物的制备方法,还包括有所述的第三步替拉扎明-金纳米粒子复合物的步骤为:向锥形瓶中加入10~300mL的超纯水和0.5~20mL200~2000μg/mL的2~200nm的金纳米粒子溶液;加入含1.0~40mg的替拉扎明-连接部分的2~200mL甲醇溶液,加毕,室温搅拌2~72小时;3000-15000rpm离心5-60min,用超纯水洗1~5次;离心后可得包被的替拉扎明-金纳米粒子复合物。
所述的替拉扎明-金纳米粒子复合物的制备方法,还包括有所述的第一步:替拉扎明-连接部分合成中所使用的缩合剂为二氯亚砜、三氯氧磷、N,N-二甲氨基吡啶/二环己基碳二亚胺、1-羟基苯并三唑/(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐或N,N-二甲氨基吡啶/(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐。
所述的替拉扎明-金纳米粒子复合物,在增强光、X-射线、γ-射线、电子束、质子束和重离子束辐照产生的自由基产额的应用。
所述的替拉扎明-金纳米粒子复合物,在增强光、X-射线、γ-射线、电子束、质子束和重离子束辐照肿瘤细胞的损伤的应用。
所述的替拉扎明-金纳米粒子复合物,在光、X-射线、γ-射线、电子束、质子束和重离子束放射治疗肿瘤的应用。
所述的替拉扎明-金纳米粒子复合物,所述的放射治疗包括紫外光照、红外光照、X-射线治疗、γ-射线治疗、电子束治疗、质子束治疗和重离子束治疗放射治疗。
所述的替拉扎明-金纳米粒子复合物,所述的肿瘤包括实体瘤、肝癌、非小细胞肺癌、头颈部癌症、转移黑色素瘤、子宫癌、卵巢癌、主腹膜癌。
本发明的有益效果:所述的替拉扎明-金纳米粒子复合物能够增强光、X-射线、γ-射线、电子束、质子束和重离子束辐照产生的自由基产额,还可以增强上述粒子束辐照对肿瘤细胞所产生的损伤。替拉扎明-金纳米粒子复合物有望应用于肿瘤的光、X-射线、γ-射线、电子束、质子束和重离子束放射治疗中。
附图说明:
图1为本发明替拉扎明-金纳米粒子的结构通式(I);
图2为本发明所涉及到巯基化合物和二硫化合物的结构简式(2、3);
图3为本发明制备过程中替拉扎明-金纳米粒子的紫外吸收光谱随时间的变化图;
图4是替拉扎明-金纳米粒子在不同剂量X-射线辐照下自由基的产额变化图;
图5(a)是替拉扎明-金纳米粒子的细胞毒性图;
图5(b)是替拉扎明-金纳米粒子的细胞毒性图;
图6是替拉扎明-金纳米粒子对X-射线辐照HepG2细胞后的细胞克隆存活曲线图。
具体实施方式:
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明,应当理解,此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明,并不用于限定本发明。
实施例1:一种替拉扎明-金纳米粒子复合物,其主要特点在于由外层的替拉扎明通过连接部分与内核金纳米粒子相连接组成,其结构可简化为式(I),见图1。
所述的金纳米粒子为1.5-400nm,并具有磁性-金纳米粒子核壳结构;所述金纳米粒子的表面包护有保护基团(PG),所述保护基团包括有巯基聚乙二醇(PEG)、柠檬酸钠、N-(2-巯基丙酰基)-甘氨酸(tiopronin)、含巯基的氨基酸及其盐、硫辛酸、含巯基的C3-C18酸及其盐的某一种或多种混合组合;
所述的TPZ为替拉扎明;
连接部分选自于SH-(CH2)n-(CHR1)m-CO-,SH-(CH2)n-(CH2O)m-CH2-CO-,R1 3N+-(CH2)n-CO-,R1 3N+-(CH2)n-(CH2O)m-CH2-CO-,R1S-S-CH(R2)-(CH2)n-CO-,R1S-S-CH(R2)-(CH2)n-(OCH2)m-CO-,其中n=1-18,m=1-18,R1和R2为C1-C5的烷基,或R1和R2相连与S-S形成(取代的)五元、六元、七元、八元环结构。
实施例2:所述的替拉扎明-金纳米粒子复合物,所述的金纳米粒子尺寸优选为10-100nm金纳米粒子或具有核壳结构的四氧化三铁磁性-金纳米粒子;所述的连接部分优选为(见图2):
其中n=1-18,m=1-18,R1和R2为C1-C5的烷基。
本发明的通式(I)的所有立体异构体、几何异构体、互变异构体,其中各原子包括所有同位素的情况。当分子中存在一个或多个手性中心时,根据式(I)的复合物可以是药学上可以接受的消旋体混合物形式或者单一立体异构体形式。本发明的复合物还包括互变异构体形式。互变异构体形式来源于一个单键与相邻的双键交换并一起伴随一个质子的迁移;本发明的复合物还包括所有同位素的原子,无论是在中间体或最后的化合物。同位素的原子包括具有相同的原子数,但不同质量数。例如,氢的同位素包括氚和氘。
本发明的复合物还可以以药学上可接受的盐的形式存在。药学上可接受的盐是指把母体化合物中的基团转换成盐的形式。药学上可接受的盐的形式,可以是无机酸形成的盐(如盐酸盐、硫酸盐、磺酸盐等),也可以是与胺形成的铵盐(如三乙胺盐、哌啶盐或者碱性药等),也可以是与碱金属或碱土金属形成的金属盐(如钠盐、钾盐、钙或镁盐等)。
实施例3:替拉扎明-金纳米粒子复合物的制备方法,其步骤为:
第一步,替拉扎明-连接部分合成:将含巯基或二硫键的酸1.0g溶解在二氯甲烷50mL中,加入三乙胺5.0mL,搅拌过夜,然后加入1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐1.0g, 和N-羟基苯并三唑0.8g,室温搅拌5.0小时,然后加入替拉扎明2.0g,搅拌过夜;加水20mL,分液,有机相浓缩后柱层析,得产物替拉扎明-连接部分;
第二步,金纳米粒子的制备:向三口烧瓶中分别添加1000mL溶剂,同时添加100mL浓度10%的氯金酸溶液,加热至煮沸;快速加入100mL 1%的表面活性剂溶液,煮沸200min,停止加热,冷却至室温;8000-15000rpm离心100min,用溶剂洗涤5次,可得金纳米粒子;
第三步,替拉扎明-金纳米粒子复合物的制备:向锥形瓶中加入300mL的超纯水和20mL2000μg/mL的200nm的金纳米粒子溶液;加入含40mg的替拉扎明-连接部分的200mL甲醇溶液,加毕,室温搅拌72小时;3000-15000rpm离心60min,用超纯水洗5次;离心后可得包被的替拉扎明-金纳米粒子复合物。
实施例4:替拉扎明-金纳米粒子复合物的制备方法,其步骤为:
第一步,替拉扎明-连接部分合成:将含巯基或二硫键的酸0.1g溶解在二氯甲烷2mL中,加入三乙胺0.1mL,搅拌过夜,然后加入1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐0.1g,和N-羟基苯并三唑0.1g,室温搅拌0.5小时,然后加入替拉扎明0.1g,搅拌过夜;加水20mL,分液,有机相浓缩后柱层析,得产物替拉扎明-连接部分;
第二步,金纳米粒子的制备:向三口烧瓶中分别添加1溶剂,同时添加0.1mL浓度0.1%的氯金酸溶液,加热至煮沸;快速加入0.1mL 1%的表面活性剂溶液,煮沸2min,停止加热,冷却至室温;8000-15000rpm离心2min,用溶剂洗涤3次,可得金纳米粒子;
第三步,替拉扎明-金纳米粒子复合物的制备:向锥形瓶中加入10mL的超纯水和0.5mL200μg/mL的2nm的金纳米粒子溶液;加入含1.0mg的替拉扎明-连接部分的2mL甲醇溶液,加毕,室温搅拌2小时;3000-15000rpm离心5min,用超纯水洗2次;离心后可得包被的替拉扎明-金纳米粒子复合物。
实施例5:替拉扎明-金纳米粒子复合物的制备方法,其步骤为:
第一步,替拉扎明-连接部分合成:将含巯基或二硫键的酸0.5g溶解在二氯甲烷20mL中,加入三乙胺2.0mL,搅拌过夜,然后加入1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐0.5g,和N-羟基苯并三唑0.4g,室温搅拌2.5小时,然后加入替拉扎明1.0g,搅拌过夜;加水20mL,分液,有机相浓缩后柱层析,得产物替拉扎明-连接部分;
第二步,金纳米粒子的制备:向三口烧瓶中分别添加500mL溶剂,同时添加50mL浓度 5%的氯金酸溶液,加热至煮沸;快速加入50mL 1%的表面活性剂溶液,煮沸100min,停止加热,冷却至室温;8000-15000rpm离心50min,用溶剂洗涤3次,可得金纳米粒子;
第三步,替拉扎明-金纳米粒子复合物的制备:向锥形瓶中加入150mL的超纯水和10mL1000μg/mL的100nm的金纳米粒子溶液;加入含20mg的替拉扎明-连接部分的100mL甲醇溶液,加毕,室温搅拌32小时;3000-15000rpm离心30min,用超纯水洗3次;离心后可得包被的替拉扎明-金纳米粒子复合物。
实施例6替拉扎明-金纳米粒子复合物的制备方法,还包括有所述的第一步替拉扎明-连接部分合成,以下为第一种替拉扎明-连接部分合成的实施例。
(1)替拉扎明的合成:将邻硝基苯胺0.1g与氰胺0.12g(1~40eq),直接混合与10mL圆底烧瓶中,充分搅拌,加热升温,30℃熔化,继续加热至80℃,形成深棕色溶液;降温至20℃,缓慢滴加浓盐酸1.0mL,并保持温度不超过80℃,滴完缓慢加热至120℃,反应0.5小时停止加热,冷却;冷却至30℃,缓慢滴加配制好的NaOH溶液16M,40mL,并保持温度于50℃,滴加过程中有黄色固体析出,体系颜色逐渐变浅;滴完升温至90℃,过程中颜色继续变浅,固体增多,变为黄色,不易搅动;保持90℃反应0.5小时;加入1.0mL水,冷却至室温,过夜搅拌;抽滤,水洗,EA洗,25℃真空烘箱干燥过夜,得到亮黄色固体3-氨基-1,2,4-苯并三唑-1-氧化物;
将3-氨基-1,2,4-苯并三唑-1-氧化物0.1g,加入2.0mL三口瓶,溶于乙酸0.5mL,加热升温至40℃,得到黄色溶液。缓慢滴加30%双氧水0.3mL,保持温度在40℃;滴完用黑色塑料袋遮住瓶子,保持40℃避光反应2h,直至波层色谱分析显示原料已耗尽,体系变为橙色;减压下除去大部分溶剂,冻干过夜。MeOH重结晶,得到橙色晶体3-氨基-1,2,4-苯并三唑-1,4-二氧化物;
Mp.228-230℃.1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.57(dd,J=12.8,8.6Hz,2H),8.14–8.03(m,1H),7.97(m,1H),4.08(s,2H).MS(m/z)178.05(M+,100%)。
实施例7:替拉扎明-金纳米粒子复合物的制备方法,还包括有所述的第一步替拉扎明-连接部分合成,以下为第一种替拉扎明-连接部分合成的实施例。
(1)替拉扎明的合成:将邻硝基苯胺50g与氰胺61.8g(1~40eq),直接混合与1500mL圆底烧瓶中,充分搅拌,加热升温,50℃熔化,继续加热至120℃,形成深棕色溶液;降温至 40℃,缓慢滴加浓盐酸200mL,并保持温度不超过100℃,滴完缓慢加热至130℃,反应2.5小时停止加热,冷却;冷却至40℃,缓慢滴加配制好的NaOH溶液16M,40mL,并保持温度于65℃,滴加过程中有黄色固体析出,体系颜色逐渐变浅;滴完升温至110℃,过程中颜色继续变浅,固体增多,变为黄色,不易搅动;保持110℃反应2.5小时;加入200mL水,冷却至室温,过夜搅拌;抽滤,水洗,EA洗,50℃真空烘箱干燥过夜,得到亮黄色固体3-氨基-1,2,4-苯并三唑-1-氧化物;
将3-氨基-1,2,4-苯并三唑-1-氧化物65g,加入1000mL三口瓶,溶于乙酸400mL,加热升温至60℃,得到黄色溶液。缓慢滴加30%双氧水300mL,保持温度在60℃;滴完用黑色塑料袋遮住瓶子,保持60℃避光反应24h,直至波层色谱分析显示原料已耗尽,体系变为橙色;减压下除去大部分溶剂,放入40℃真空烘箱干燥过夜。MeOH重结晶,得到橙色晶体3-氨基-1,2,4-苯并三唑-1,4-二氧化物;
Mp.228-230℃.1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.57(dd,J=12.8,8.6Hz,2H),8.14–8.03(m,1H),7.97(m,1H),4.08(s,2H).MS(m/z)178.05(M+,100%);
实施例8:替拉扎明-金纳米粒子复合物的制备方法,还包括有所述的第一步替拉扎明-连接部分合成,以下为第一种替拉扎明-连接部分合成的实施例。
(1)替拉扎明的合成:将邻硝基苯胺100g与氰胺121.8g(1~40eq),直接混合与2500mL圆底烧瓶中,充分搅拌,加热升温,70℃熔化,继续加热至150℃,形成深棕色溶液;降温至60℃,缓慢滴加浓盐酸400mL,并保持温度不超过120℃,滴完缓慢加热至150℃,反应5.0小时停止加热,冷却;冷却至55℃,缓慢滴加配制好的NaOH溶液16M,40mL,并保持温度于85℃,滴加过程中有黄色固体析出,体系颜色逐渐变浅;滴完升温至120℃,过程中颜色继续变浅,固体增多,变为黄色,不易搅动;保持120℃反应5.0小时;加入400mL水,冷却至室温,过夜搅拌;抽滤,水洗,EA洗,80℃真空烘箱干燥过夜,得到亮黄色固体3-氨基-1,2,4-苯并三唑-1-氧化物;
将3-氨基-1,2,4-苯并三唑-1-氧化物105g,加入2000mL三口瓶,溶于乙酸800mL,加热升温至80℃,得到黄色溶液。缓慢滴加30%双氧水600mL,保持温度在80℃;滴完用黑色塑料袋遮住瓶子,保持80℃避光反应48h,直至波层色谱分析显示原料已耗尽,体系变为橙色;减压下除去大部分溶剂,冻干或放入40℃真空烘箱干燥过夜。MeOH重结晶,得到橙色晶体3-氨基-1,2,4-苯并三唑-1,4-二氧化物;
Mp.228-230℃.1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.57(dd,J=12.8,8.6Hz,2H),8.14–8.03(m,1H),7.97(m,1H),4.08(s,2H).MS(m/z)178.05(M+,100%);
实施例9:替拉扎明-金纳米粒子复合物的制备方法,还包括有所述的第一步替拉扎明-连接部分合成,以下为第二种替拉扎明-连接部分合成的实施例。
(2)硫辛酰替拉扎明的合成:先将硫辛酸0.412g溶解在二氯甲烷20mL中,加入三乙胺0.6mL,搅拌过夜,然后加入1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐0.460g,和N-羟基苯并三唑0.324g,室温搅拌0.5小时,然后加入替拉扎明0.356g,搅拌过夜;加水20mL,分液,有机相浓缩后柱层析,得产物硫辛酰替拉扎明;1H NMR(400MHz,CDCl3)δ9.08(s,1H),8.57(dd,J=12.8,8.6Hz,2H),8.14–8.03(m,1H),7.97(m,1H),2.61(m,3H),2.34(t,3H),1.82(m,2H),1.57(m,4H),1.25(m,2H).MS(m/z)366.08(M+,100%)。
实施例10:替拉扎明-金纳米粒子复合物的制备方法,还包括有所述的第一步替拉扎明-连接部分合成,以下为第二种替拉扎明-连接部分合成的实施例。
(2)硫辛酰替拉扎明的合成:先将硫辛酸206g溶解在二氯甲烷1000mL中,加入三乙胺300mL,搅拌过夜,然后加入1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐230g,和N-羟基苯并三唑162g,室温搅拌2.5小时,然后加入替拉扎明178g,搅拌过夜;加水2000mL,分液,有机相浓缩后柱层析,得产物硫辛酰替拉扎明;1H NMR(400MHz,CDCl3)δ9.08(s,1H),8.57(dd,J=12.8,8.6Hz,2H),8.14–8.03(m,1H),7.97(m,1H),2.61(m,3H),2.34(t,3H),1.82(m,2H),1.57(m,4H),1.25(m,2H).MS(m/z)366.08(M+,100%);
实施例11:替拉扎明-金纳米粒子复合物的制备方法,还包括有所述的第一步替拉扎明-连接部分合成,以下为第二种替拉扎明-连接部分合成的实施例。
(2)硫辛酰替拉扎明的合成:先将硫辛酸412g溶解在二氯甲烷2000mL中,加入三乙胺600mL,搅拌过夜,然后加入1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐460g,和N-羟基苯并三唑324g,室温搅拌5.0小时,然后加入替拉扎明356g,搅拌过夜;加水4000mL,分液,有机相浓缩后柱层析,得产物硫辛酰替拉扎明;1H NMR(400MHz,CDCl3)δ9.08(s,1H),8.57(dd,J=12.8,8.6Hz,2H),8.14–8.03(m,1H),7.97(m,1H),2.61(m,3H),2.34(t,3H),1.82(m,2H),1.57(m,4H),1.25(m,2H).MS(m/z)366.08(M+,100%);
实施例12:替拉扎明-金纳米粒子复合物的制备方法,还包括有所述的第一步替拉扎明- 连接部分合成,以下为第三种替拉扎明-连接部分合成的实施例。
(3)11-巯基十一酰替拉扎明的合成:先将11-巯基十一酸0.436g,溶解在二氯甲烷20mL中,加入三乙胺0.6mL,搅拌过夜,然后加入1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐0.46g和N-羟基苯并三唑0.324g,室温搅拌0.5小时,然后加入替拉扎明0.356g;搅拌过夜;加水20mL,分液,有机相浓缩后柱层析,得产物11-巯基十一酰替拉扎明;1H NMR(400MHz,CDCl3)δ9.08(s,1H),8.57(dd,J=12.8,8.6Hz,2H),8.14–8.03(m,1H),7.97(m,1H),2.56(t,2H),2.26(t,2H),1.26-1.56(m,14H).MS(m/z)364.15(M+,100%)。
实施例13:替拉扎明-金纳米粒子复合物的制备方法,还包括有所述的第一步替拉扎明-连接部分合成,以下为第三种替拉扎明-连接部分合成的实施例。
(3)11-巯基十一酰替拉扎明的合成:先将11-巯基十一酸218g,溶解在二氯甲烷2000mL中,加入三乙胺300mL,搅拌过夜,然后加入1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐230g和N-羟基苯并三唑162g,室温搅拌2.5小时,然后加入替拉扎明178g;搅拌过夜;加水2000mL,分液,有机相浓缩后柱层析,得产物11-巯基十一酰替拉扎明;1H NMR(400MHz,CDCl3)δ9.08(s,1H),8.57(dd,J=12.8,8.6Hz,2H),8.14–8.03(m,1H),7.97(m,1H),2.56(t,2H),2.26(t,2H),1.26-1.56(m,14H).MS(m/z)364.15(M+,100%)。
实施例14:替拉扎明-金纳米粒子复合物的制备方法,还包括有所述的第一步替拉扎明-连接部分合成,以下为第三种替拉扎明-连接部分合成的实施例。
(3)11-巯基十一酰替拉扎明的合成:先将11-巯基十一酸436g,溶解在二氯甲烷4000mL中,加入三乙胺600mL,搅拌过夜,然后加入1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐460g和N-羟基苯并三唑324g,室温搅拌5.0小时,然后加入替拉扎明356g;搅拌过夜;加水4000mL,分液,有机相浓缩后柱层析,得产物11-巯基十一酰替拉扎明;1H NMR(400MHz,CDCl3)δ9.08(s,1H),8.57(dd,J=12.8,8.6Hz,2H),8.14–8.03(m,1H),7.97(m,1H),2.56(t,2H),2.26(t,2H),1.26-1.56(m,14H).MS(m/z)364.15(M+,100%)。
实施例15:替拉扎明-金纳米粒子复合物的制备方法,其特征在于还包括有所述的第二步金纳米粒子的制备。以下为第一种金纳米粒子的制备实施例。
(1)2nm N-(2-巯基丙酰基)-甘氨酸包被的金纳米粒子的制备:量取纯甲醇0.6mL,纯乙酸0.1mL,倒入5.0mL的圆底瓶中搅拌,然后量取0.5mL,1%的氯金酸,滴加到反应混合液 中;称取0.0638g的N-(2-巯基丙酰基)-甘氨酸溶于0.3mL的超纯水中,然后滴加到反应液中,搅拌15min;称取NaBH4,0.01g溶于0.2mL的冰超纯水,滴加到反应液中;室温下搅拌0.2h;反应完毕后,取下密封冷藏;用旋转蒸发器去除杂物,然后用盐酸调PH为1.0,然后用透析袋透析4h,经浓缩冻干可得2nm的N-(2-巯基丙酰基)-甘氨酸包被的金纳米粒子;
实施例16:替拉扎明-金纳米粒子复合物的制备方法,其特征在于还包括有所述的第二步金纳米粒子的制备。以下为第一种金纳米粒子的制备实施例。
(1)2nm N-(2-巯基丙酰基)-甘氨酸包被的金纳米粒子的制备:量取纯甲醇300mL,纯乙酸50mL,倒入2500mL的圆底瓶中搅拌,然后量取250mL,1%的氯金酸,滴加到反应混合液中;称取31.9g的N-(2-巯基丙酰基)-甘氨酸溶于150mL的超纯水中,然后滴加到反应液中,搅拌100min;称取NaBH4,50g溶于100mL的冰超纯水,滴加到反应液中;室温下搅拌10h;反应完毕后,取下密封冷藏;用旋转蒸发器去除杂物,然后用盐酸调PH为2.0,然后用透析袋透析48h,经浓缩冻干可得2nm的N-(2-巯基丙酰基)-甘氨酸包被的金纳米粒子。
实施例17:替拉扎明-金纳米粒子复合物的制备方法,所述的第二步金纳米粒子的制备。以下为第一种金纳米粒子的制备实施例。
(1)2nm N-(2-巯基丙酰基)-甘氨酸包被的金纳米粒子的制备:量取纯甲醇600mL,纯乙酸100mL,倒入5000mL的圆底瓶中搅拌,然后量取500mL,1%的氯金酸,滴加到反应混合液中;称取63.8g的N-(2-巯基丙酰基)-甘氨酸溶于300mL的超纯水中,然后滴加到反应液中,搅拌200min;称取NaBH4,100g溶于200mL的冰超纯水,滴加到反应液中;室温下搅拌20h;反应完毕后,取下密封冷藏;用旋转蒸发器去除杂物,然后用盐酸调PH为3.0,然后用透析袋透析96h,经浓缩冻干可得2nm的N-(2-巯基丙酰基)-甘氨酸包被的金纳米粒子。
实施例18:替拉扎明-金纳米粒子复合物的制备方法,所述的第二步金纳米粒子的制备。以下为第二种金纳米粒子的制备实施例。
(2)6nm N-(2-巯基丙酰基)-甘氨酸包被的金纳米粒子的制备:量取纯甲醇0.6mL,纯乙酸0.1mL,倒入5.0mL的圆底瓶中搅拌,然后量取0.5mL,1%的氯金酸,滴加到反应混合液中;称取6.95mg的N-(2-巯基丙酰基)-甘氨酸溶于0.3mL的超纯水中,然后滴加到反应液中,搅拌15min;称取NaBH4,0.01溶于0.2mL的冰超纯水,滴加到反应液中;室温下搅拌0.2h;反应完毕后,取下密封冷藏。用旋转蒸发器去除杂物,然后用盐酸调PH到1.0,然后用透析 袋透析4h,经浓缩冻干可得6nm的N-(2-巯基丙酰基)-甘氨酸包被的金纳米粒子;
实施例19:替拉扎明-金纳米粒子复合物的制备方法,所述的第二步金纳米粒子的制备。以下为第二种金纳米粒子的制备实施例。
(2)6nm N-(2-巯基丙酰基)-甘氨酸包被的金纳米粒子的制备:量取纯甲醇300mL,纯乙酸50mL,倒入2500mL的圆底瓶中搅拌,然后量取260mL,1%的氯金酸,滴加到反应混合液中;称取35.25g的N-(2-巯基丙酰基)-甘氨酸溶于150mL的超纯水中,然后滴加到反应液中,搅拌100min;称取NaBH4,50g溶于100mL的冰超纯水,滴加到反应液中;室温下搅拌10h;反应完毕后,取下密封冷藏。用旋转蒸发器去除杂物,然后用盐酸调PH到2.0,然后用透析袋透析48h,经浓缩冻干可得6nm的N-(2-巯基丙酰基)-甘氨酸包被的金纳米粒子;
实施例20:替拉扎明-金纳米粒子复合物的制备方法,其特征在于还包括有所述的第二步金纳米粒子的制备。以下为第二种金纳米粒子的制备实施例。
(2)6nm N-(2-巯基丙酰基)-甘氨酸包被的金纳米粒子的制备:量取纯甲醇600mL,纯乙酸100mL,倒入5000mL的圆底瓶中搅拌,然后量取500mL,1%的氯金酸,滴加到反应混合液中;称取69.5g的N-(2-巯基丙酰基)-甘氨酸溶于300mL的超纯水中,然后滴加到反应液中,搅拌200min;称取NaBH4,100g溶于200mL的冰超纯水,滴加到反应液中;室温下搅拌20h;反应完毕后,取下密封冷藏。用旋转蒸发器去除杂物,然后用盐酸调PH到3.0,然后用透析袋透析96h,经浓缩冻干可得6nm的N-(2-巯基丙酰基)-甘氨酸包被的金纳米粒子。
实施例21:替拉扎明-金纳米粒子复合物的制备方法,所述的第二步金纳米粒子的制备。以下为第三种金纳米粒子的制备实施例。
(3)15nm柠檬酸钠包被的金纳米粒子的制备:向三口烧瓶中分别添加1.0mL的超纯水,同时添加0.1mL浓度1%的氯金酸溶液,加热至煮沸;分别快速加入0.3mL 1%的柠檬酸钠溶液,煮沸10min,停止加热,冷却至室温;8000-15000rpm离心2min,用超纯水洗涤3次,可得15nm的柠檬酸钠包被的金纳米粒子。
实施例22:替拉扎明-金纳米粒子复合物的制备方法,所述的第二步金纳米粒子的制备。以下为第三种金纳米粒子的制备实施例。
(3)15nm柠檬酸钠包被的金纳米粒子的制备:向三口烧瓶中分别添加1000mL的超纯 水,同时添加10mL浓度1%的氯金酸溶液,加热至煮沸;分别快速加入30mL 1%的柠檬酸钠溶液,煮沸300min,停止加热,冷却至室温;8000-15000rpm离心100min,用超纯水洗涤3次,可得15nm的柠檬酸钠包被的金纳米粒子。
实施例23:替拉扎明-金纳米粒子复合物的制备方法,所述的第二步金纳米粒子的制备。以下为第三种金纳米粒子的制备实施例。
(3)15nm柠檬酸钠包被的金纳米粒子的制备:向三口烧瓶中分别添加500mL的超纯水,同时添加5mL浓度1%的氯金酸溶液,加热至煮沸;分别快速加入15mL 1%的柠檬酸钠溶液,煮沸150min,停止加热,冷却至室温;8000-15000rpm离心50min,用超纯水洗涤3次,可得15nm的柠檬酸钠包被的金纳米粒子。
实施例24:替拉扎明-金纳米粒子复合物的制备方法,所述的第二步金纳米粒子的制备。以下为第四种金纳米粒子的制备实施例。
(4)向三口烧瓶中分别添加1.0mL的超纯水,同时添加0.1mL浓度1%的氯金酸溶液,加热至煮沸;分别快速加入0.1mL 1%的柠檬酸钠溶液,煮沸10min,停止加热,冷却至室温。8000-15000rpm离心2min,用超纯水洗涤3次,可得30nm的柠檬酸钠包被的金纳米粒子。
实施例25:替拉扎明-金纳米粒子复合物的制备方法,所述的第二步金纳米粒子的制备。以下为第四种金纳米粒子的制备实施例。
(4)向三口烧瓶中分别添加500mL的超纯水,同时添加5mL浓度1%的氯金酸溶液,加热至煮沸;分别快速加入15mL 1%的柠檬酸钠溶液,煮沸150min,停止加热,冷却至室温。8000-15000rpm离心50min,用超纯水洗涤3次,可得30nm的柠檬酸钠包被的金纳米粒子。
实施例26:替拉扎明-金纳米粒子复合物的制备方法,所述的第二步金纳米粒子的制备。以下为第四种金纳米粒子的制备实施例。
(4)向三口烧瓶中分别添加1000mL的超纯水,同时添加10mL浓度1%的氯金酸溶液,加热至煮沸;分别快速加入30mL 1%的柠檬酸钠溶液,煮沸300min,停止加热,冷却至室温。8000-15000rpm离心100min,用超纯水洗涤3次,可得30nm的柠檬酸钠包被的金纳米粒子。
实施例27:替拉扎明-金纳米粒子复合物的制备方法,所述的第二步金纳米粒子的制备。以下为第五种金纳米粒子的制备实施例。
(5)15nm N-(2-巯基丙酰基)-甘氨酸包被的金纳米粒子的制备:向三口烧瓶中分别添加1.0mL的超纯水,同时添加0.1mL浓度1%的氯金酸溶液,加热至煮沸;分别快速加入0.3mL1%的柠檬酸钠溶液,煮沸30min,停止加热,冷却至室温;然后滴加含0.005g的Tiopronin的0.2mL超纯水溶液,室温搅拌4h;8000-15000rpm离心2min,用超纯水洗涤3次,可得15nm Tiopronin包被的金纳米粒子。
实施例28:替拉扎明-金纳米粒子复合物的制备方法,所述的第二步金纳米粒子的制备。以下为第五种金纳米粒子的制备实施例。
(5)15nm N-(2-巯基丙酰基)-甘氨酸包被的金纳米粒子的制备:向三口烧瓶中分别添加500mL的超纯水,同时添加50mL浓度1%的氯金酸溶液,加热至煮沸;分别快速加入150mL1%的柠檬酸钠溶液,煮沸150min,停止加热,冷却至室温;然后滴加含2.5g的Tiopronin的10mL超纯水溶液,室温搅拌48h;8000-15000rpm离心50min,用超纯水洗涤3次,可得15nmTiopronin包被的金纳米粒子。
实施例29:替拉扎明-金纳米粒子复合物的制备方法,所述的第二步金纳米粒子的制备。以下为第五种金纳米粒子的制备实施例。
(5)15nm N-(2-巯基丙酰基)-甘氨酸包被的金纳米粒子的制备:向三口烧瓶中分别添加1000mL的超纯水,同时添加100mL浓度1%的氯金酸溶液,加热至煮沸;分别快速加入300mL1%的柠檬酸钠溶液,煮沸300min,停止加热,冷却至室温;然后滴加含5.0g的Tiopronin的20mL超纯水溶液,室温搅拌96h;8000-15000rpm离心100min,用超纯水洗涤3次,可得15nm Tiopronin包被的金纳米粒子。
实施例30:替拉扎明-金纳米粒子复合物的制备方法,所述的第二步金纳米粒子的制备。以下为第六种金纳米粒子的制备实施例。
(6)30nm N-(2-巯基丙酰基)-甘氨酸包被的金纳米粒子的制备:向三口烧瓶中分别添加1.0mL的超纯水,同时添加0.1mL浓度1%的氯金酸溶液,加热至煮沸;分别快速加入0.3mL1%的柠檬酸钠溶液,煮沸30min,停止加热,冷却至室温;然后滴加含0.005g的Tiopronin的0.2mL超纯水溶液,室温搅拌4h;8000-15000rpm离心2min,用超纯水洗涤3次,可得30nm N-(2-巯基丙酰基)-甘氨酸包被的金纳米粒子。
实施例31:替拉扎明-金纳米粒子复合物的制备方法,所述的第二步金纳米粒子的制备。 以下为第六种金纳米粒子的制备实施例。
(6)30nm N-(2-巯基丙酰基)-甘氨酸包被的金纳米粒子的制备:向三口烧瓶中分别添加500mL的超纯水,同时添加50mL浓度1%的氯金酸溶液,加热至煮沸;分别快速加入150mL1%的柠檬酸钠溶液,煮沸150min,停止加热,冷却至室温;然后滴加含2.5g的Tiopronin的10mL超纯水溶液,室温搅拌48h;8000-15000rpm离心50min,用超纯水洗涤3次,可得30nmN-(2-巯基丙酰基)-甘氨酸包被的金纳米粒子。
实施例32:替拉扎明-金纳米粒子复合物的制备方法,所述的第二步金纳米粒子的制备。以下为第六种金纳米粒子的制备实施例。
(6)30nm N-(2-巯基丙酰基)-甘氨酸包被的金纳米粒子的制备:向三口烧瓶中分别添加1000mL的超纯水,同时添加100mL浓度1%的氯金酸溶液,加热至煮沸;分别快速加入300mL1%的柠檬酸钠溶液,煮沸300min,停止加热,冷却至室温;然后滴加含5.0g的Tiopronin的20mL超纯水溶液,室温搅拌96h;8000-15000rpm离心100min,用超纯水洗涤3次,可得30nm N-(2-巯基丙酰基)-甘氨酸包被的金纳米粒子。
实施例33:替拉扎明-金纳米粒子复合物的制备方法,所述的第二步金纳米粒子的制备。以下为第七种金纳米粒子的制备实施例。
(7)15nm聚乙二醇包被的金纳米粒子的制备:向三口烧瓶中分别添加10mL的超纯水,同时添加1.0mL浓度1%的氯金酸溶液,加热至煮沸;分别快速加入1.0mL 1%的柠檬酸钠溶液,煮沸30min,停止加热,冷却至室温;然后滴加含1.0mg的巯基聚乙二醇的1.0mL超纯水溶液,室温搅拌4h;8000-15000rpm离心2min,用超纯水洗涤3次,可得15nm聚乙二醇包被的金纳米粒子。
实施例34:替拉扎明-金纳米粒子复合物的制备方法,所述的第二步金纳米粒子的制备。以下为第七种金纳米粒子的制备实施例。
(7)15nm聚乙二醇包被的金纳米粒子的制备:向三口烧瓶中分别添加500mL的超纯水,同时添加5mL浓度1%的氯金酸溶液,加热至煮沸;分别快速加入15mL 1%的柠檬酸钠溶液,煮沸150min,停止加热,冷却至室温;然后滴加含50mg的巯基聚乙二醇的50mL超纯水溶液,室温搅拌48h;8000-15000rpm离心50min,用超纯水洗涤3次,可得15nm聚乙二醇包被的金纳米粒子。
实施例35:替拉扎明-金纳米粒子复合物的制备方法,所述的第二步金纳米粒子的制备。以下为第七种金纳米粒子的制备实施例。
(7)15nm聚乙二醇包被的金纳米粒子的制备:向三口烧瓶中分别添加1000mL的超纯水,同时添加10mL浓度1%的氯金酸溶液,加热至煮沸;分别快速加入30mL 1%的柠檬酸钠溶液,煮沸300min,停止加热,冷却至室温;然后滴加含100mg的巯基聚乙二醇的100mL超纯水溶液,室温搅拌96h;8000-15000rpm离心100min,用超纯水洗涤3次,可得15nm聚乙二醇包被的金纳米粒子。
实施例36:替拉扎明-金纳米粒子复合物的制备方法,所述的第二步金纳米粒子的制备。以下为第八种金纳米粒子的制备实施例。
(8)30nm聚乙二醇包被的金纳米粒子的制备:向三口烧瓶中分别添加1.0mL的超纯水,同时添加1.0mL浓度1%的氯金酸溶液,加热至煮沸;分别快速加入1.0mL 1%的柠檬酸钠溶液,煮沸30min,停止加热,冷却至室温;然后滴加含1.0mg的巯基聚乙二醇的1.0mL超纯水溶液,室温搅拌4h;8000-15000rpm离心2min,用超纯水洗涤3次,可得30nm聚乙二醇包被的金纳米粒子。
实施例37:替拉扎明-金纳米粒子复合物的制备方法,所述的第二步金纳米粒子的制备。以下为第八种金纳米粒子的制备实施例。
(8)30nm聚乙二醇包被的金纳米粒子的制备:向三口烧瓶中分别添加500mL的超纯水,同时添加5mL浓度1%的氯金酸溶液,加热至煮沸;分别快速加入6.5mL 1%的柠檬酸钠溶液,煮沸150min,停止加热,冷却至室温;然后滴加含50mg的巯基聚乙二醇的50mL超纯水溶液,室温搅拌48h;8000-15000rpm离心50min,用超纯水洗涤3次,可得30nm聚乙二醇包被的金纳米粒子。
实施例38:替拉扎明-金纳米粒子复合物的制备方法,所述的第二步金纳米粒子的制备。以下为第八种金纳米粒子的制备实施例。
(8)30nm聚乙二醇包被的金纳米粒子的制备:向三口烧瓶中分别添加1000mL的超纯水,同时添加10mL浓度1%的氯金酸溶液,加热至煮沸;分别快速加入13mL 1%的柠檬酸钠溶液,煮沸300min,停止加热,冷却至室温;然后滴加含100mg的巯基聚乙二醇的100mL超纯水溶液,室温搅拌96h;8000-15000rpm离心100min,用超纯水洗涤3次,可得30nm聚 乙二醇包被的金纳米粒子。
实施例39:替拉扎明-金纳米粒子复合物的制备方法,所述的第二步金纳米粒子的制备。以下为第九种金纳米粒子的制备实施例。
(9)50nm的柠檬酸包被的金纳米粒子的制备:取0.5mL 15nm的金纳米溶液,加0.5mL10mM的氯金酸,加3.0mL超纯水,混合搅拌;加入2.5mL 0.1%的冰抗坏血酸溶液,滴加速度控制在5.0min内,颜色变化为:浅色--紫色--深色,搅拌3.0min;8000-15000rpm离心2min,用超纯水洗3次。可得50nm的柠檬酸包被的金纳米粒子。
实施例40:替拉扎明-金纳米粒子复合物的制备方法,所述的第二步金纳米粒子的制备。以下为第九种金纳米粒子的制备实施例。
(9)50nm的柠檬酸包被的金纳米粒子的制备:取25mL 15nm的金纳米溶液,加30mL10mM的氯金酸,加150mL超纯水,混合搅拌;加入125mL 0.1%的冰抗坏血酸溶液,滴加速度控制在50min内,颜色变化为:浅色--紫色--深色,搅拌150min;8000-15000rpm离心50minmin,用超纯水洗3次。可得50nm的柠檬酸包被的金纳米粒子。
实施例41:替拉扎明-金纳米粒子复合物的制备方法,所述的第二步金纳米粒子的制备。以下为第九种金纳米粒子的制备实施例。
(9)50nm的柠檬酸包被的金纳米粒子的制备:取50mL 15nm的金纳米溶液,加60mL10mM的氯金酸,加300mL超纯水,混合搅拌;加入250mL 0.1%的冰抗坏血酸溶液,滴加速度控制在100min内,颜色变化为:浅色--紫色--深色,搅拌300min;8000-15000rpm离心100min,用超纯水洗3次。可得50nm的柠檬酸包被的金纳米粒子。
实施例42:替拉扎明-金纳米粒子复合物的制备方法,所述的第二步金纳米粒子的制备。以下为第十种金纳米粒子的制备实施例。
(10)50nm Tiopronin包被的金纳米粒子的制备:取0.5mL15nm的金纳米溶液,加0.5mL10mM的氯金酸,加3.0mL超纯水,混合搅拌;加入2.5mL 0.1%的冰抗坏血酸溶液,滴加速度控制在5.0min内,颜色变化为;浅色--紫色--深色,搅拌3.0min:然后加入含有7.5mg的Tiopronin的超纯水溶液2毫升,常温搅拌24h;8000-15000rpm离心2min,用超纯水洗3次;可得50nm Tiopronin包被的金纳米粒子。
实施例43:替拉扎明-金纳米粒子复合物的制备方法,所述的第二步金纳米粒子的制备。 以下为第十种金纳米粒子的制备实施例。
(10)50nm Tiopronin包被的金纳米粒子的制备:取25mL15nm的金纳米溶液,加30mL10mM的氯金酸,加150mL超纯水,混合搅拌;加入125mL 0.1%的冰抗坏血酸溶液,滴加速度控制在50min内,颜色变化为;浅色--紫色--深色,搅拌150min:然后加入含有325mg的Tiopronin的超纯水溶液100毫升,常温搅拌48h;8000-15000rpm离心50minmin,用超纯水洗3次;可得50nm Tiopronin包被的金纳米粒子。
实施例44:替拉扎明-金纳米粒子复合物的制备方法,所述的第二步金纳米粒子的制备。以下为第十种金纳米粒子的制备实施例。
(10)50nm Tiopronin包被的金纳米粒子的制备:取50mL15nm的金纳米溶液,加60mL10mM的氯金酸,加300mL超纯水,混合搅拌;加入250mL 0.1%的冰抗坏血酸溶液,滴加速度控制在100min内,颜色变化为;浅色--紫色--深色,搅拌300min:然后加入含有750mg的Tiopronin的超纯水溶液200毫升,常温搅拌96h;8000-15000rpm离心100min,用超纯水洗3次;可得50nm Tiopronin包被的金纳米粒子。
实施例45:替拉扎明-金纳米粒子复合物的制备方法,其特征在于还包括有所述的第三步金纳米粒子配体交换法制备替拉扎明-金纳米粒子复合物。以下为第一种替拉扎明-金纳米粒子复合物的制备实施例。
(1)15nm的聚乙二醇包被的替拉扎明-金纳米粒子复合物的制备:向锥形瓶中加入1.0mL的超纯水和0.5mL 10μg/mL的15nm的聚乙二醇包被的金纳米粒子溶液;加入含1.4mg的硫辛酰替拉扎明的3.0mL甲醇溶液,加毕,室温搅拌1小时随着硫辛酰替拉扎明的加入,每隔30分钟取样,8000-15000rpm离心20min,用超纯水洗3次;再用超纯水溶解后进行紫外吸收光谱测量,加入硫辛酸替拉扎明后,金纳米粒子的等离子特征吸收峰从522nm移动到526nm,264nm处出现了硫辛酸的特征吸收峰;证实硫辛酰替拉扎明已经连接到15nm聚乙二醇包被的金纳米粒子表面;上述溶液室温搅拌0.5小时后,在3000-15000rpm离心20min,用超纯水洗3次;离心后可得聚乙二醇包被的替拉扎明-金纳米粒子复合物;
实施例46:替拉扎明-金纳米粒子复合物的制备方法,其特征在于还包括有所述的第三步金纳米粒子配体交换法制备替拉扎明-金纳米粒子复合物。以下为第一种替拉扎明-金纳米粒子复合物的制备实施例。
(1)15nm的聚乙二醇包被的替拉扎明-金纳米粒子复合物的制备:向锥形瓶中加入250mL的超纯水和25mL 500μg/mL的15nm的聚乙二醇包被的金纳米粒子溶液;加入含70mg的硫辛酰替拉扎明的150mL甲醇溶液,加毕,室温搅拌15小时随着硫辛酰替拉扎明的加入,每隔30分钟取样,8000-15000rpm离心100min,用超纯水洗3次;再用超纯水溶解后进行紫外吸收光谱测量,加入硫辛酸替拉扎明后,金纳米粒子的等离子特征吸收峰从522nm移动到526nm,264nm处出现了硫辛酸的特征吸收峰;证实硫辛酰替拉扎明已经连接到15nm聚乙二醇包被的金纳米粒子表面;上述溶液室温搅拌30小时后,在3000-15000rpm离心40min,用超纯水洗3次;离心后可得聚乙二醇包被的替拉扎明-金纳米粒子复合物;
实施例47:替拉扎明-金纳米粒子复合物的制备方法,所述的第三步金纳米粒子配体交换法制备替拉扎明-金纳米粒子复合物。以下为第一种替拉扎明-金纳米粒子复合物的制备实施例。(1)15nm的聚乙二醇包被的替拉扎明-金纳米粒子复合物的制备:向锥形瓶中加入500mL的超纯水和50mL 1000μg/mL的15nm的聚乙二醇包被的金纳米粒子溶液;加入含140mg的硫辛酰替拉扎明的300mL甲醇溶液,加毕,室温搅拌30小时随着硫辛酰替拉扎明的加入,每隔30分钟取样,8000-15000rpm离心200min,用超纯水洗3次;再用超纯水溶解后进行紫外吸收光谱测量,加入硫辛酸替拉扎明后,金纳米粒子的等离子特征吸收峰从522nm移动到526nm,264nm处出现了硫辛酸的特征吸收峰;证实硫辛酰替拉扎明已经连接到15nm聚乙二醇包被的金纳米粒子表面;上述溶液室温搅拌60小时后,在3000-15000rpm离心60min,用超纯水洗3次;离心后可得聚乙二醇包被的替拉扎明-金纳米粒子复合物;
实施例48:替拉扎明-金纳米粒子复合物的制备方法,所述的第三步金纳米粒子配体交换法制备替拉扎明-金纳米粒子复合物。以下为第二种替拉扎明-金纳米粒子复合物的制备实施例。(2)15nm的柠檬酸钠包被的替拉扎明-金纳米粒子复合物的制备:向锥形瓶中加入1.5mL的超纯水和0.1mL 10μg/mL的15nm的柠檬酸钠包被的金纳米粒子溶液;加入含1.4mg的硫辛酰替拉扎明的3mL甲醇溶液,加毕,室温搅拌0.5h;3000-15000rpm离心20min,用超纯水洗3次;可得柠檬酸钠包被的替拉扎明-金纳米粒子复合物。
实施例49:替拉扎明-金纳米粒子复合物的制备方法,所述的第三步金纳米粒子配体交换法制备替拉扎明-金纳米粒子复合物。以下为第二种替拉扎明-金纳米粒子复合物的制备实施例。(2)15nm的柠檬酸钠包被的替拉扎明-金纳米粒子复合物的制备:向锥形瓶中加入75mL的超纯水和5mL 5000μg/mL的15nm的柠檬酸钠包被的金纳米粒子溶液;加入含70mg的硫辛 酰替拉扎明的150mL甲醇溶液,加毕,室温搅拌30h;3000-15000rpm离心40min,用超纯水洗3次;可得柠檬酸钠包被的替拉扎明-金纳米粒子复合物。
实施例50:替拉扎明-金纳米粒子复合物的制备方法,所述的第三步金纳米粒子配体交换法制备替拉扎明-金纳米粒子复合物。以下为第二种替拉扎明-金纳米粒子复合物的制备实施例。(2)15nm的柠檬酸钠包被的替拉扎明-金纳米粒子复合物的制备:向锥形瓶中加入150mL的超纯水和10mL 10000μg/mL的15nm的柠檬酸钠包被的金纳米粒子溶液;加入含140mg的硫辛酰替拉扎明的300mL甲醇溶液,加毕,室温搅拌60h;3000-15000rpm离心60min,用超纯水洗3次;可得柠檬酸钠包被的替拉扎明-金纳米粒子复合物。
实验例1.:替拉扎明-金纳米粒子复合物的制备
所有使用的溶剂是分析纯的,非特殊注明均为未处理直接使用。无水反应在氮气环境下进行。核磁用Bruker AMX 400核磁共振波谱仪测量,质谱用Waters型质谱仪测量。
1、替拉扎明-连接部分合成
(1)替拉扎明的合成将邻硝基苯胺(10.0g,72mmol)与氰胺(12.18g,4eq,290mmol)直接混合与250mL圆底烧瓶中,充分搅拌,加热升温,50℃熔化,继续加热至80℃,形成深棕色溶液。降温至40℃,缓慢滴加浓盐酸(40mL),并保持温度不超过80℃,滴完缓慢加热至100℃,反应1.5小时停止加热,冷却。冷却至45℃,缓慢滴加配制好的NaOH溶液(16M,40mL),并保持温度于60-65℃,滴加过程中有黄色固体析出,体系颜色逐渐变浅。滴完升温至100℃,过程中颜色继续变浅,固体增多,变为黄色,不易搅动。保持100℃反应2小时。加入40mL水,冷却至室温,过夜搅拌。抽滤,水洗,EA洗,40℃真空烘箱干燥过夜,得到亮黄色固体3-氨基-1,2,4-苯并三唑-1-氧化物(10.5g,90.3%)。
将3-氨基-1,2,4-苯并三唑-1-氧化物(10.5g,64.8mmol)加入2L三口瓶,溶于乙酸(474mL),加热升温至50℃,得到黄色溶液。缓慢滴加30%双氧水(316mL),保持温度在50℃。滴完用黑色塑料袋遮住瓶子,保持50℃避光反应12h,直至TLC显示原料已耗尽,体系变为橙色。减压下除去大部分溶剂,冻干或放入40℃真空烘箱干燥过夜。MeOH重结晶,得到橙色晶体3-氨基-1,2,4-苯并三唑-1,4-二氧化物(TPZ,7.93g,产率68.5%)。
Mp.228-230℃.1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.57(dd,J=12.8,8.6Hz,2H),8.14–8.03(m,1H),7.97(m,1H),4.08(s,2H).MS(m/z)178.05(M+,100%)。
(2)硫辛酰替拉扎明的合成先将硫辛酸(0.412g,2mmol)溶解在二氯甲烷20mL中,加入三乙胺(0.6mL),搅拌过夜,然后加入1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐(0.460g,2.4mmol)和N-羟基苯并三唑(0.324g,1.2mmol),室温搅拌半小时,然后加入替拉扎明(0.356g,2mmol)。搅拌过夜。加水20mL,分液,有机相浓缩后柱层析,得产物硫辛酰替拉扎明(439mg,60%)。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ9.08(s,1H),8.57(dd,J=12.8,8.6Hz,2H),8.14–8.03(m,1H),7.97(m,1H),2.61(m,3H),2.34(t,3H),1.82(m,2H),1.57(m,4H),1.25(m,2H).MS(m/z)366.08(M+,100%)。
(3)11-巯基十一酰替拉扎明的合成先将11-巯基十一酸(0.436g,2mmol)溶解在二氯甲烷20mL中,加入三乙胺(0.6mL),搅拌过夜,然后加入1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐(0.460g,2.4mmol)和N-羟基苯并三唑(0.324g,1.2mmol),室温搅拌半小时,然后加入替拉扎明(0.356g,2mmol)。搅拌过夜。加水20mL,分液,有机相浓缩后柱层析,得产物11-巯基十一酰替拉扎明(150mg,20%)。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ9.08(s,1H),8.57(dd,J=12.8,8.6Hz,2H),8.14–8.03(m,1H),7.97(m,1H),2.56(t,2H),2.26(t,2H),1.26-1.56(m,14H).MS(m/z)364.15(M+,100%)。
2、金纳米粒子的制备
(1)2nm Tiopronin包被的金纳米粒子的制备量取纯甲醇6mL,纯乙酸1mL,倒入50mL的圆底瓶中搅拌,然后量取5mL,1%的氯金酸,滴加到反应混合液中;称取63.8mg的Tiopronin溶于3mL的超纯水中,然后滴加到反应液中,搅拌15-20min;称取NaBH4,0.1g溶于2mL的冰超纯水,滴加到反应液中;室温下搅拌2h;反应完毕后,取下密封冷藏。用旋转蒸发器去除杂物,然后用盐酸调PH到1,然后用透析袋透析48h,经浓缩冻干可得2nm的Tiopronin包被的金纳米粒子。
(2)6nm Tiopronin包被的金纳米粒子的制备量取纯甲醇6mL,纯乙酸1mL,倒入50mL的圆底瓶中搅拌,然后量取5mL,1%的氯金酸,滴加到反应混合液中;称取6.95mg的Tiopronin溶于3mL的超纯水中,然后滴加到反应液中,搅拌15-20min;称取NaBH4,0.1g溶于2mL的冰超纯水,滴加到反应液中;室温下搅拌2h;反应完毕后,取下密封冷藏。用旋转蒸发器去除杂物,然后用盐酸调PH到1,然后用透析袋透析48h,经浓缩冻干可得6nm的Tiopronin 包被的金纳米粒子。
(3)15nm柠檬酸钠包被的金纳米粒子的制备向三口烧瓶中分别添加960mL的超纯水,同时添加10mL浓度1%的氯金酸溶液,加热至煮沸;分别快速加入30mL 1%的柠檬酸钠溶液,煮沸30min,停止加热,冷却至室温。8000-10000rpm离心20min,用超纯水洗涤3次,可得15nm的柠檬酸钠包被的金纳米粒子
(4)向三口烧瓶中分别添加977mL的超纯水,同时添加10mL浓度1%的氯金酸溶液,加热至煮沸;分别快速加入13mL 1%的柠檬酸钠溶液,煮沸30min,停止加热,冷却至室温。8000-10000rpm离心20min,用超纯水洗涤3次,可得30nm的柠檬酸钠包被的金纳米粒子。
(5)15nm Tiopronin包被的金纳米粒子的制备向三口烧瓶中分别添加960mL的超纯水,同时添加10mL浓度1%的氯金酸溶液,加热至煮沸;分别快速加入30mL 1%的柠檬酸钠溶液,煮沸30min,停止加热,冷却至室温。然后滴加含500mg的Tiopronin的2mL超纯水溶液,室温搅拌48h。8000-10000rpm离心20min,用超纯水洗涤3次,可得15nm Tiopronin包被的金纳米粒子。
(6)30nm Tiopronin包被的金纳米粒子的制备向三口烧瓶中分别添加977mL的超纯水,同时添加10mL浓度1%的氯金酸溶液,加热至煮沸;分别快速加入13mL 1%的柠檬酸钠溶液,煮沸30min,停止加热,冷却至室温。然后滴加含500mg的Tiopronin的2mL超纯水溶液,室温搅拌48h。8000-10000rpm离心20min,用超纯水洗涤3次,可得30nm Tiopronin包被的金纳米粒子。
(7)15nm聚乙二醇包被的金纳米粒子的制备向三口烧瓶中分别添加960mL的超纯水,同时添加10mL浓度1%的氯金酸溶液,加热至煮沸;分别快速加入30mL 1%的柠檬酸钠溶液,煮沸30min,停止加热,冷却至室温。然后滴加含10mg的巯基聚乙二醇的10mL超纯水溶液,室温搅拌48h。8000-10000rpm离心20min,用超纯水洗涤3次,可得15nm聚乙二醇包被的金纳米粒子。
(8)30nm聚乙二醇包被的金纳米粒子的制备向三口烧瓶中分别添加977mL的超纯水,同时添加10mL浓度1%的氯金酸溶液,加热至煮沸;分别快速加入13mL 1%的柠檬酸钠溶液,煮沸30min,停止加热,冷却至室温。然后滴加含10mg的巯基聚乙二醇的10mL超纯水溶液,室温搅拌48h。8000-10000rpm离心20min,用超纯水洗涤3次,可得30nm聚乙二醇包被的 金纳米粒子。
(9)50nm的柠檬酸包被的金纳米粒子的制备取5.6mL 15nm的金纳米溶液,加6mL10mM的氯金酸,加38.4mL超纯水,混合搅拌;加入25mL 0.1%的冰抗坏血酸溶液,滴加速度控制在10min内,颜色变化为:浅色--紫色--深色,搅拌30min。8000-10000rpm离心20min,用超纯水洗3次。可得50nm的柠檬酸包被的金纳米粒子。
(10)50nm Tiopronin包被的金纳米粒子的制备取5.6mL15nm的金纳米溶液,加6mL10mM的氯金酸,加38.4mL超纯水,混合搅拌;加入25mL 0.1%的冰抗坏血酸溶液,滴加速度控制在10min内,颜色变化为:浅色--紫色--深色,搅拌30min。然后加入含有75mg的Tiopronin的超纯水溶液2毫升,常温搅拌24h。8000-10000rpm离心20min,用超纯水洗3次。可得50nm Tiopronin包被的金纳米粒子
3、替拉扎明-金纳米粒子复合物的制备
(1)15nm的TPZ-S-PEG-GNP的制备向锥形瓶中加入165mL的超纯水和6mL 770μg/mL的15nm的聚乙二醇包被的金纳米粒子溶液;加入含14mg的硫辛酰替拉扎明的30mL甲醇溶液,加毕,室温搅拌。随着硫辛酰替拉扎明的加入。每个一段时间取样,8000-10000rpm离心20min,用超纯水洗3次。再用超纯水溶解后进行紫外吸收光谱测量,所得紫外光谱图如图3所示,加入硫辛酸替拉扎明后,金纳米粒子的等离子特征吸收峰从522nm移动到526nm,264nm处出现了硫辛酸的特征吸收峰。证实硫辛酰替拉扎明已经连接到15nm聚乙二醇包被的金纳米粒子表面。上述溶液室温搅拌6小时后,在8000-10000rpm离心20min,用超纯水洗3次。离心后可得聚乙二醇包被的替拉扎明-金纳米粒子复合物。
(2)15nm的TPZ-S-citate-GNP的制备向锥形瓶中加入150mL的超纯水和1mL 9755μg/mL的15nm的citrate-GNP溶液;加入含14mg的硫辛酰替拉扎明的30mL甲醇溶液,加毕,室温搅拌6h。8000-10000rpm离心20min,用超纯水洗3次。可得柠檬酸钠包被的替拉扎明-金纳米粒子复合物。
检验例1:离体自由基检测:
1、配制香豆素-3-羧酸(3-CCA)溶液称取38mg的3-CCA,溶于10mL的二甲亚砜(DMSO)中,分别用超纯水,100μg/mL的聚乙二醇包被的金纳米粒子和聚乙二醇包被的替拉扎明-金纳米粒子复合物溶液稀释10倍。
2、X射线照射实验将上述三组溶液分别分装到7个直径为35mm的培养皿中,每个皿1mL,用50Kvp的X射线分别照射0,1,2,3,4,5和6Gy。
3、离心并检测将照射后的溶液转移至1.5mL的离心管里,离心12000rpm,20min,取出上清液,加到96孔板中。在酶标仪中设置激发光为395nm,发射光为442nm,检测其荧光强度。
4、数据处理金纳米粒子对离体自由基辐照增强可以用公式EF=(Fi-F0)/F0其中Fi是某一剂量下加金纳米粒子或替拉扎明-金纳米粒子复合物辐照后的荧光强度变化,F0是某一剂量下没有加纳米粒子辐照后的荧光强度变化。结果如图4所示,加入替拉扎明-金纳米粒子复合物极大地增强了自由基的产额,最大的增强因子可达4倍。
检验例2:细胞实验:
(1)细胞培养
HG2肝癌细胞系在含10%胎牛血清、1×105U/L青霉素、100mg/L链霉素、0.2%NaHCO3和0.3%HEPES的DMEM培养液中,置于37℃的5%CO2孵箱中培养,保持饱和湿度,0.25%胰酶传代消化。
(2)细胞毒性测量
将细胞培养在96孔板中,分别加入0、1、2、5、10μg/mL的15nmPEG包护的金纳米粒子和15nm替拉扎明-金纳米粒子复合物,在加药后24h、48h和72h,采用MTT法,用酶联免疫检测仪(光波长为490nm)测定各孔吸光度(A)值,与标准曲线比较,求得各孔细胞数量。相应的浓度对细胞生长的影响参见附图5。替拉扎明-金纳米粒子复合物(TPZ-PEG-GNP)对HepG2细胞的毒性明显小于金纳米粒子(PEG-GNP)。
(3)细胞克隆存活
将细胞培养在表面皿中,分别加入10μg/mL的15nmPEG包护的金纳米粒子和15nm替拉扎明-金纳米粒子复合物,24小时后进行照射,剂量为0、1、2、3、4、6Gy。然后将所得的细胞进行从表面皿消化下来后,从新种植在60mm的表面皿中,二周后,用结晶紫染色,计数克隆的细胞数,超过50个细胞认为是活细胞株。所得将活细胞除以整个种植的细胞就得相应的细胞存活率(SF),用SF与辐照剂量作图,得图6所示的细胞克隆存活曲线。从图中可以明显地看出,加有替拉扎明-金纳米粒子复合物的细胞对X-射线更加敏感,替拉扎明-金 纳米粒子复合物对X-射线的剂量增强可达15—20%,而相应的10μg/mL 15nm聚乙二醇包被的金纳米粒子(PEG-GNP)没有表现出明显的增强。
以上的实验结果证明替拉扎明-金纳米粒子复合物具有较金纳米粒子更强的X-射线辐照产生自由基的能力,它能增强X-射线对肿瘤细胞的损伤。鉴于辐照产生损伤的机制多少通过自由基机制,所以,我们推断替拉扎明-金纳米粒子复合物可以增强包括光、X-射线、γ-射线、电子束、质子束和重离子等在内的辐照效果,可增强放疗的疗效。
以上的实验结果证明所述的替拉扎明-金纳米粒子复合物,能够用于增强光、X-射线、γ-射线、电子束、质子束和重离子束辐照产生的自由基产额。
以上的实验结果证明所述的替拉扎明-金纳米粒子复合物,能够用于增强光、X-射线、γ-射线、电子束、质子束和重离子束辐照肿瘤细胞的损伤。
以上的实验结果证明所述的替拉扎明-金纳米粒子复合物,能够用于光、X-射线、γ-射线、电子束、质子束和重离子束放射治疗肿瘤。
以上的实验结果证明所述的替拉扎明-金纳米粒子复合物,所述的放射治疗包括紫外光照、红外光照、X-射线治疗、γ-射线治疗、电子束治疗、质子束治疗和重离子束治疗放射治疗。
以上的实验结果证明所述的替拉扎明-金纳米粒子复合物,所述的肿瘤包括实体瘤、肝癌、非小细胞肺癌、头颈部癌症、转移黑色素瘤、子宫癌、卵巢癌、主腹膜癌。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种替拉扎明-金纳米粒子复合物,其特征在于由外层的替拉扎明通过连接部分与内核金纳米粒子相连接组成,其结构可简化为式(I);
所述的金纳米粒子为1.5-400nm,并具有磁性-金纳米粒子核壳结构;所述金纳米粒子的表面包护有保护基团(PG),所述保护基团包括有巯基聚乙二醇(PEG)、柠檬酸钠、N-(2-巯基丙酰基)-甘氨酸(tiopronin)、含巯基的氨基酸及其盐、硫辛酸、含巯基的C3-C18酸及其盐的某一种或多种混合组合;
所述的TPZ为替拉扎明;
连接部分选自于SH-(CH2)n-(CHR1)m-CO-,SH-(CH2)n-(CH2O)m-CH2-CO-,R1 3N+-(CH2)n-CO-,R1 3N+-(CH2)n-(CH2O)m-CH2-CO-,R1S-S-CH(R2)-(CH2)n-CO-,R1S-S-CH(R2)-(CH2)n-(OCH2)m-CO-,其中n=1-18,m=1-18,R1和R2为C1-C5的烷基,或R1和R2相连与S-S形成(取代的)五元、六元、七元、八元环结构。
2.如权利要求1所述的替拉扎明-金纳米粒子复合物,其特征在于
所述的金纳米粒子尺寸优选为10-100nm的金纳米粒子或具有核壳结构的四氧化三铁磁性-金纳米粒子;所述的连接部分优选为结构式(2、3):
其中n=1-18,m=1-18,R1和R2为C1-C5的烷基。
3.如权利要求1所述的替拉扎明-金纳米粒子复合物的制备方法,其特征在于它包括下述三个步骤为:
(1):替拉扎明与含巯基或含二硫键的羧酸在缩合剂作用下缩合成替拉扎明-连接部分;
(2)金纳米粒子的制备;
(3)替拉扎明-连接部分溶解在溶剂中,加入到水溶性金纳米粒子中,经配体交换反应制备替拉扎明-金纳米粒子复合物。.
4.如权利要求3所述的替拉扎明-金纳米粒子复合物的制备方法,其特征在于还包括有所述的第一步:替拉扎明-连接部分合成中所使用的缩合剂为二氯亚砜、三氯氧磷、N,N-二甲氨基吡啶/二环己基碳二亚胺、1-羟基苯并三唑/(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐或N,N-二甲氨基吡啶/(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐。
5.如权利要求1或2所述的替拉扎明-金纳米粒子复合物,在增强光、X-射线、γ-射线、电子束、质子束和重离子束辐照产生的自由基产额的应用。
6.如权利要求1或2所述的替拉扎明-金纳米粒子复合物,在增强光、X-射线、γ-射线、电子束、质子束和重离子束辐照肿瘤细胞的损伤的应用。
7.如权利要求1或2所述的替拉扎明-金纳米粒子复合物,在光、X-射线、γ-射线、电子束、质子束和重离子束放射治疗肿瘤的应用。
8.如权利要求7所述的替拉扎明-金纳米粒子复合物,其特征在于所述的放射治疗包括紫外光照、红外光照、X-射线治疗、γ-射线治疗、电子束治疗、质子束治疗和重离子束治疗放射治疗。
9.如权利要求7所述的替拉扎明-金纳米粒子复合物,其特征在于所述的肿瘤包括实体瘤、肝癌、非小细胞肺癌、头颈部癌症、转移黑色素瘤、子宫癌、卵巢癌、主腹膜癌。
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