CN105902519B - 一种pH与葡萄糖双重响应性药物载体及其制备和应用 - Google Patents

一种pH与葡萄糖双重响应性药物载体及其制备和应用 Download PDF

Info

Publication number
CN105902519B
CN105902519B CN201610400817.7A CN201610400817A CN105902519B CN 105902519 B CN105902519 B CN 105902519B CN 201610400817 A CN201610400817 A CN 201610400817A CN 105902519 B CN105902519 B CN 105902519B
Authority
CN
China
Prior art keywords
cba
uio66
ceo
rgd
glucose
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201610400817.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105902519A (zh
Inventor
朱春玲
曾胚羡
谢增鸿
林旭聪
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fuzhou University
Original Assignee
Fuzhou University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fuzhou University filed Critical Fuzhou University
Priority to CN201610400817.7A priority Critical patent/CN105902519B/zh
Publication of CN105902519A publication Critical patent/CN105902519A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105902519B publication Critical patent/CN105902519B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K9/00—Medicinal preparations characterised by special physical form
    • A61K9/48—Preparations in capsules, e.g. of gelatin, of chocolate
    • A61K9/50—Microcapsules having a gas, liquid or semi-solid filling; Solid microparticles or pellets surrounded by a distinct coating layer, e.g. coated microspheres, coated drug crystals
    • A61K9/51—Nanocapsules; Nanoparticles
    • A61K9/5107—Excipients; Inactive ingredients
    • A61K9/513—Organic macromolecular compounds; Dendrimers
    • A61K9/5161—Polysaccharides, e.g. alginate, chitosan, cellulose derivatives; Cyclodextrin
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K47/00—Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient
    • A61K47/30—Macromolecular organic or inorganic compounds, e.g. inorganic polyphosphates
    • A61K47/42—Proteins; Polypeptides; Degradation products thereof; Derivatives thereof, e.g. albumin, gelatin or zein
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K9/00—Medicinal preparations characterised by special physical form
    • A61K9/48—Preparations in capsules, e.g. of gelatin, of chocolate
    • A61K9/50—Microcapsules having a gas, liquid or semi-solid filling; Solid microparticles or pellets surrounded by a distinct coating layer, e.g. coated microspheres, coated drug crystals
    • A61K9/51—Nanocapsules; Nanoparticles
    • A61K9/5107—Excipients; Inactive ingredients
    • A61K9/5115—Inorganic compounds
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K9/00—Medicinal preparations characterised by special physical form
    • A61K9/48—Preparations in capsules, e.g. of gelatin, of chocolate
    • A61K9/50—Microcapsules having a gas, liquid or semi-solid filling; Solid microparticles or pellets surrounded by a distinct coating layer, e.g. coated microspheres, coated drug crystals
    • A61K9/51—Nanocapsules; Nanoparticles
    • A61K9/5107—Excipients; Inactive ingredients
    • A61K9/5123—Organic compounds, e.g. fats, sugars
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y5/00—Nanobiotechnology or nanomedicine, e.g. protein engineering or drug delivery
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K31/00—Medicinal preparations containing organic active ingredients
    • A61K31/33—Heterocyclic compounds
    • A61K31/335—Heterocyclic compounds having oxygen as the only ring hetero atom, e.g. fungichromin
    • A61K31/337—Heterocyclic compounds having oxygen as the only ring hetero atom, e.g. fungichromin having four-membered rings, e.g. taxol
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K31/00—Medicinal preparations containing organic active ingredients
    • A61K31/70—Carbohydrates; Sugars; Derivatives thereof
    • A61K31/7028—Compounds having saccharide radicals attached to non-saccharide compounds by glycosidic linkages
    • A61K31/7034—Compounds having saccharide radicals attached to non-saccharide compounds by glycosidic linkages attached to a carbocyclic compound, e.g. phloridzin
    • A61K31/704—Compounds having saccharide radicals attached to non-saccharide compounds by glycosidic linkages attached to a carbocyclic compound, e.g. phloridzin attached to a condensed carbocyclic ring system, e.g. sennosides, thiocolchicosides, escin, daunorubicin

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)

Abstract

本发明属于纳米材料制备和生物医学领域，具体涉及一种pH与葡萄糖双重响应性药物载体及其制备和应用。所述的药物释放载体是Uio66‑CBA‑α‑CD‑CeO2‑RGD复合纳米颗粒；其制备过程为：先由苯硼酸改性金属有机框架材料Uio66‑NH2制得Uio66‑CBA，再以环糊精修饰CeO2纳米颗粒制得α‑CD‑CeO2，然后将Uio66‑CBA和α‑CD‑CeO2通过硼酸酯键进行组装，并且在组装的材料表面修饰RGD靶分子，而获得复合纳米颗粒。所制得的复合纳米颗粒在酸性条件为pH≤6，葡萄糖浓度1~10mM的双重刺激下，能释放所负载的抗癌药物，具有集靶向、pH及葡萄糖双重响应刺激功能等优点。

Description

一种pH与葡萄糖双重响应性药物载体及其制备和应用
技术领域
本发明属于纳米材料制备和生物医学领域，具体涉及一种pH与葡萄糖双重响应性药物载体的制备与应用。
背景技术
纳米载体技术是纳米生物技术的重要发展方向之一。纳米药物载体是指粒径大小在10～1000 nm 的一类新型载体，它是以纳米颗粒作为药物载体，将药物治疗分子包裹在纳米颗粒之中或吸附在其表面，通过靶向分子与细胞表面特异性受体结合，在细胞摄取作用下进入细胞内，实现安全有效的靶向药物输送和基因治疗。目前常用的药物载体主要是有聚合物纳米颗粒，脂质体，氧化铁，金纳米颗粒等。其中金属有机骨架(Metal organicframeworks, MOFs)是一种由金属离子与含氧或氮的有机配体桥链形成的网状骨架材料，其中金属或金属簇为顶点，刚性或半刚性的有机配体为桥链。例如UIO66-NH2是以锆为金属中心，2-氨基对苯二甲酸为有机配体组装而成的三维刚性微孔MOFs，由于其密集的无机结构单元与较强的Zr-O键，UIO66显示出较强的化学和热稳定性，以及较好的载药能力和生物相亲性。另一方面，CeO2 是一种常见的催化材料，具有很高的实用及研究价值。在纳米尺度下，由于表面氧缺陷的产生，氧化铈中部分Ce4+被还原为Ce3+以稳定缺陷。此时材料中的Ce3+和Ce4+能够可逆的转化，这一性质使得纳米CeO2能够催化分解生物体内的过量自由基，具有多种生物酶，如超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、磷酸酶、过氧化物酶和氧化酶等的模拟活性，以及具有羟基自由基及氮氧化物自由基清除的能力。这些多重酶活性使CeO2在生物方面有着众多极具前景的潜在应用价值。目前，在生物领域其已被开发用于生物检测、疾病诊断及治疗、药物载体及生物支架等方面。
环糊精分子与苯硼酸分子在碱性条件下易形成硼酸酯键，而硼酸酯键在低pH时会发生水解，在有葡萄糖存在时发生竞争反应。因此，利用环糊精分子修饰的金属氧化物纳米颗粒与苯硼酸修饰的介孔材料组装成受pH及葡萄糖刺激响应的药物释放体系很有研究意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有pH和葡萄糖双重刺激响应性药物载体及其制备和应用。本发明所制得的Uio66-CBA-α-CD-CeO2-RGD复合纳米颗粒药物载体具有在肿瘤部位受pH及葡萄糖双重响应药物释放特性，同时还具有高药物负载率及良好的生物相亲性等优点，可实现对肿瘤或炎症组织的药物递释、靶向一体化的治疗。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种具有pH和葡萄糖双重刺激响应性的药物释放载体：所述的药物释放载体是Uio66-CBA-α-CD-CeO2-RGD复合纳米颗粒；其是先由苯硼酸改性金属有机框架材料Uio66-NH2制得Uio66-CBA，再以环糊精修饰CeO2纳米颗粒制得α-CD-CeO2，然后将Uio66-CBA和α-CD-CeO2通过硼酸酯键进行组装，并且在组装的材料表面修饰RGD靶分子而获得的复合纳米颗粒。
一种制备如上所述的具有pH和葡萄糖双重刺激响应性的药物释放载体的方法，包括如下步骤：
a）苯硼酸修饰的Uio66-CBA材料合成：
将一定量的EDC，NHS加入至4-羧基苯硼酸溶液中，加入Uio66-NH2，在室温条件下反应12h，离心，去离子水洗2次，获得Uio66-CBA材料；
b）表面α-CD修饰的CeO2 纳米颗粒合成
将六水硝酸铈与α-CD在水中搅拌1h，之后加入30ml浓氨水，在25~100°C搅拌24h，3000rpm离心处理得上清液，然后将上清液继续高速18000rpm离心处理，得到浅黄色α-CD-CeO2 纳米颗粒；
c）Uio66-CBA-α-CD-CeO2复合纳米颗粒的合成
将步骤a）制得的Uio66-CBA材料分散于pH=8.0的PBS缓冲液中，按一定质量比加入0.2mg/mL 步骤b）制得的 α-CD-CeO2 纳米颗粒，室温搅拌12h，通过硼酸酯键的构建获得Uio66-CBA-α-CD-CeO2复合纳米颗粒；
d）Uio66-CBA-α-CD-CeO2-RGD复合纳米颗粒的制备
在pH=7.4缓冲液中将RGD靶分子与CBA分子按1:1摩尔比混合后，加入EDC与NHS分子活化，通过酰胺反应获得CBA-RGD分子，透析后，冷冻干燥；
然后将一定量步骤c）制得的Uio66-CBA-α-CD-CeO2复合纳米颗粒分散于pH=8.0的PBS缓冲液中，按一定摩尔比加入CBA-RGD分子，反应4h，获得Uio66-CBA-α-CD-CeO2-RGD复合纳米颗粒。
步骤a）中Uio66-NH2与4-羧基苯硼酸的反应摩尔比例是1:1；
步骤b）中六水硝酸铈与α-CD的摩尔比为1:2～1:8。
步骤c）中Uio66-CBA与α-CD-CeO2的质量比为1:2～1:10。
步骤d）中CBA-RGD分子与Uio66-CBA-α-CD-CeO2的反应摩尔比是1:10。
步骤a）制备的Uio66-CBA纳米颗粒直径为100±10 nm；
步骤b）制得的α-CD-CeO2 纳米颗粒直径为5±2 nm，表面带负电荷。
如上所述的制备方法制得的药物释放载体的应用：Uio66-CBA-α-CD-CeO2-RGD复合纳米颗粒在酸性及葡萄糖的双重响应刺激条件下释放所负载的抗癌药物。
更具体地，酸性条件为pH≤6，葡萄糖浓度1~10mM，所述的抗癌药物是为阿霉素、柔红霉素、紫杉醇中的一种或多种。
更具体地，一种制备如上所述的具有pH和葡萄糖双重刺激响应性的药物释放载体的方法，包括如下步骤：
a）表面苯硼酸修饰的Uio66-CBA材料合成：
称取104.8 mg四氯化锆加入到15 mL N,N-二甲基甲酰胺（DMF）中，然后滴加0.38mL醋酸，在55°C水浴下搅拌10min形成溶液1；同时称取80.6 mg 2-氨基对苯二甲酸加入到5mL DMF，超声10min溶解形成溶液2；将溶液1和溶液2混合后并加入0.033 mL去离子水，转移至50 mL反应釜中，置于120°C烘箱中反应24 h，离心处理得到样品，依次用DMF，去离子水洗涤2次，最后样品重新分散于去离子水中，得到Uio66-NH2，室温保存备用；
取4mg Uio66-NH2分散于2 mL DMF，按摩尔比1:1加入2.37mg CBA，5.48mg EDC与3.3mg NHS，在pH=8.0缓冲液中室温条件下反应12h，离心，去离子水洗2次，获得Uio66-CBA材料；
b）表面α-CD修饰的CeO2 纳米颗粒合成
将2.5 mL 1 M的六水硝酸铈与一定量的环糊精混合于水中，搅拌1-2h，之后加入30 mL质量浓度28wt%的氨水，在一定温度下搅拌24 h，3000 rpm离心处理得上清液，上清液继续在18000 rpm下离心30分钟，并用蒸馏水洗，分散于蒸馏水中，得到环糊精修饰的α-CD-CeO2 纳米颗粒，室温保存备用；
六水硝酸铈与环糊精摩尔比为1:2~1:8，优选摩尔比是1:4；反应温度为25~100°C，优选温度是60°C。
c）Uio66-CBA-α-CD-CeO2复合纳米颗粒的合成
将一定量Uio66-CBA分散于pH=8.0的PBS缓冲液中，加入0.2mg/mL α-CD-CeO2 纳米颗粒，在室温下搅拌12h，离心处理获得Uio66-CBA-α-CD-CeO2复合纳米颗粒。
步骤c中Uio66-CBA与α-CD-CeO2的质量比是1:2～1:10，最优质量比是1:4。
d）Uio66-CBA-α-CD-CeO2-RGD复合纳米颗粒的制备
在pH=7.4缓冲液中将RGD靶分子与CBA分子按1:1摩尔比混合后，加入EDC与NHS分子活化，通过酰胺反应获得CBA-RGD分子，透析后，冷冻干燥备用。
将一定量Uio66-CBA-α-CD-CeO2复合纳米颗粒分散于pH=8.0的PBS缓冲液中，按一定摩尔比加入CBA-RGD分子，反应4h，获得Uio66-CBA-α-CD-CeO2-RGD复合纳米颗粒。
步骤d中CBA-RGD分子与Uio66-CBA-α-CD-CeO2的反应摩尔比是1:10，RGD分子的固定率是91.76%。
Uio66-CBA-α-CD-CeO2-RGD复合纳米颗粒可作为药物载体，在酸性及葡萄糖的双重响应刺激条件下释放所负载的抗癌药物。体外释放实验结果显示在酸性及葡萄糖的双重刺激下，药物释放量在48h后达到89.69 %，说明复合纳米颗粒具有良好的刺激响应释放效果。细胞毒理实验结果表明Uio66-CBA-DOX-α-CD-CeO2浓度为12.5 μg/ml时，癌细胞抑制率可达到54.07%，Uio66-CBA-DOX-α-CD-CeO2-RGD对癌细胞的抑制率为79.05%。
与其他药物释放体系相比，本发明的显著优点在于：
（1）本发明所述的金属有机框架/金属氧化物复合纳米颗粒制备简单，合成颗粒尺寸均一；α-CD-CeO2粒径小于10 nm，对金属有机框架具有很好的封堵效果，48h预泄漏量低至于9.1%；
（2）本发明所述的金属有机框架/金属氧化物复合纳米颗粒生物相容性好，在肿瘤细胞内易受酸性及葡萄糖双重刺激响应，硼酸酯键解离，释放出所负载药物，可实现对肿瘤或炎症组织的药物递释、靶向一体化的治疗功能。
附图说明
图1（A）Uio66-NH2颗粒的低倍透射电镜图（TEM）；（B）Uio66-CBA颗粒的低倍透射电镜图（TEM）；（C）α-CD-CeO2 纳米颗粒的低倍透射电镜图（TEM）；（D）Uio66-CBA-α-CD-CeO2 纳米颗粒的低倍透射电镜图（TEM）：照片中白色箭头所指小黑点为α-CD-CeO2 纳米颗粒；
图2（A）Uio66-NH2纳米颗粒的X射线衍射图像（XRD)；图2（B）α-CD-CeO2和Uio66-CBA-α-CD-CeO2复合纳米颗粒的X射线衍射图像（XRD)；横坐标为2θ角度，纵坐标为衍射强度；
图3为Uio66-NH2、Uio66-CBA和Uio66-CBA-α-CD-CeO2复合纳米颗粒在373K的氮气吸附脱附曲线；
图4为Uio66-CBA-DOX-α-CD-CeO2复合纳米颗粒针对不同pH以及10mM葡萄糖浓度刺激响应的药物体外释放曲线图；横坐标为释放时间，纵坐标为释放百分率；
图5为考察Uio66-CBA-α-CD-CeO2复合纳米颗粒的生物相容性测试；横坐标为复合纳米颗粒浓度，纵坐标为细胞生存率；
图6为加入不同组样品培养后所得的细胞存活率柱状图；横坐标为不同组样品，纵坐标为细胞生存率；1、Control ，2、Uio66-CBA-α-CD-CeO2 Nps ，3、Uio66-CBA-DOX- α-CD-CeO2 Nps ，4、Uio66-CBA-DOX-α-CD-CeO2-RGD Nps，5、Free DOX。
具体实施方式
下面以具体实施示例对本发明的技术方案做进一步说明，但是不能以此限制本发明的范围。
实施例1
一种制备具有pH和葡萄糖双重刺激响应性的药物释放载体的方法，包括如下步骤：
a）表面苯硼酸修饰的Uio66-CBA材料合成：
称取104.8 mg四氯化锆加入到15 mL N,N-二甲基甲酰胺（DMF）中，然后滴加0.38mL醋酸，在55°C水浴下搅拌10min形成溶液1；同时称取80.6 mg 2-氨基对苯二甲酸加入到5mL DMF，超声10min溶解形成溶液2；将溶液1和溶液2混合后并加入0.033 mL去离子水，转移至50 mL反应釜中，置于120°C烘箱中反应24 h，离心处理得到样品，依次用DMF，去离子水洗涤2次，最后样品重新分散于去离子水中，得到Uio66-NH2，室温保存备用；
取4mg Uio66-NH2分散于2 mL DMF，按摩尔比1:1加入2.37mg CBA，5.48mg EDC与3.3mg NHS，在pH=8.0缓冲液中室温条件下反应12h，离心，去离子水洗2次，获得Uio66-CBA材料；
b）表面α-CD修饰的CeO2 纳米颗粒合成
将2.5 mL 1 M的六水硝酸铈与一定量的环糊精混合于水中，搅拌1h，之后加入30mL质量浓度28wt%的氨水，在60°C下搅拌24 h，3000 rpm离心处理得上清液，上清液继续在18000 rpm下离心30分钟，并用蒸馏水洗，分散于蒸馏水中，得到环糊精修饰的α-CD-CeO2纳米颗粒，室温保存备用；六水硝酸铈与环糊精摩尔比是1:4；
c）Uio66-CBA-α-CD-CeO2复合纳米颗粒的合成
将Uio66-CBA分散于pH=8.0的PBS缓冲液中，加入0.2mg/mL α-CD-CeO2 纳米颗粒，在室温下搅拌12h，离心处理获得Uio66-CBA-α-CD-CeO2复合纳米颗粒；Uio66-CBA与α-CD-CeO2的质量比是1:4；
d）Uio66-CBA-α-CD-CeO2-RGD复合纳米颗粒的制备
在pH=7.4缓冲液中将RGD靶分子与CBA分子按1:1摩尔比混合后，加入EDC与NHS分子活化，通过酰胺反应获得CBA-RGD分子，透析后，冷冻干燥备用。
将Uio66-CBA-α-CD-CeO2复合纳米颗粒分散于pH=8.0的PBS缓冲液中，然后加入CBA-RGD分子，反应4h，获得Uio66-CBA-α-CD-CeO2-RGD复合纳米颗粒；CBA-RGD分子与Uio66-CBA-α-CD-CeO2的反应摩尔比是1:10，RGD分子的固定率是91.76%。
实施例2
一种制备具有pH和葡萄糖双重刺激响应性的药物释放载体的方法，包括如下步骤：
a）表面苯硼酸修饰的Uio66-CBA材料合成：
称取104.8 mg四氯化锆加入到15 mL N,N-二甲基甲酰胺（DMF）中，然后滴加0.38mL醋酸，在55°C水浴下搅拌10min形成溶液1；同时称取80.6 mg 2-氨基对苯二甲酸加入到5mL DMF，超声10min溶解形成溶液2；将溶液1和溶液2混合后并加入0.033 mL去离子水，转移至50 mL反应釜中，置于120°C烘箱中反应24 h，离心处理得到样品，依次用DMF，去离子水洗涤2次，最后样品重新分散于去离子水中，得到Uio66-NH2，室温保存备用；
取4mg Uio66-NH2分散于2 mL DMF，按摩尔比1:1加入2.37mg CBA，5.48mg EDC与3.3mg NHS，在pH=8.0缓冲液中室温条件下反应12h，离心，去离子水洗2次，获得Uio66-CBA材料；
b）表面α-CD修饰的CeO2 纳米颗粒合成
将2.5 mL 1 M的六水硝酸铈与环糊精混合于水中，搅拌2h，之后加入30 mL质量浓度28wt%的氨水，在100°C下搅拌24 h，3000 rpm离心处理得上清液，上清液继续在18000rpm下离心30分钟，并用蒸馏水洗，分散于蒸馏水中，得到环糊精修饰的α-CD-CeO2 纳米颗粒，室温保存备用；
c）Uio66-CBA-α-CD-CeO2复合纳米颗粒的合成
将Uio66-CBA分散于pH=8.0的PBS缓冲液中，加入0.2mg/mL α-CD-CeO2 纳米颗粒，在室温下搅拌12h，离心处理获得Uio66-CBA-α-CD-CeO2复合纳米颗粒；Uio66-CBA与α-CD-CeO2的质量比是1:2；
d）Uio66-CBA-α-CD-CeO2-RGD复合纳米颗粒的制备
在pH=7.4缓冲液中将RGD靶分子与CBA分子按1:1摩尔比混合后，加入EDC与NHS分子活化，通过酰胺反应获得CBA-RGD分子，透析后，冷冻干燥备用。
将Uio66-CBA-α-CD-CeO2复合纳米颗粒分散于pH=8.0的PBS缓冲液中，然后加入CBA-RGD分子，反应4h，获得Uio66-CBA-α-CD-CeO2-RGD复合纳米颗粒；CBA-RGD分子与Uio66-CBA-α-CD-CeO2的反应摩尔比是1:10。
实施例3
一种制备具有pH和葡萄糖双重刺激响应性的药物释放载体的方法，包括如下步骤：
a）表面苯硼酸修饰的Uio66-CBA材料合成：
称取104.8 mg四氯化锆加入到15 mL N,N-二甲基甲酰胺（DMF）中，然后滴加0.38mL醋酸，在55°C水浴下搅拌10min形成溶液1；同时称取80.6 mg 2-氨基对苯二甲酸加入到5mL DMF，超声10min溶解形成溶液2；将溶液1和溶液2混合后并加入0.033 mL去离子水，转移至50 mL反应釜中，置于120°C烘箱中反应24 h，离心处理得到样品，依次用DMF，去离子水洗涤2次，最后样品重新分散于去离子水中，得到Uio66-NH2，室温保存备用；
取4mg Uio66-NH2分散于2 mL DMF，按摩尔比1:1加入2.37mg CBA，5.48mg EDC与3.3mg NHS，在pH=8.0缓冲液中室温条件下反应12h，离心，去离子水洗2次，获得Uio66-CBA材料；
b）表面α-CD修饰的CeO2 纳米颗粒合成
将2.5 mL 1 M的六水硝酸铈与环糊精混合于水中，搅拌1-2h，之后加入30 mL质量浓度28wt%的氨水，在25°C下搅拌24 h，3000 rpm离心处理得上清液，上清液继续在18000rpm下离心30分钟，并用蒸馏水洗，分散于蒸馏水中，得到环糊精修饰的α-CD-CeO2 纳米颗粒，室温保存备用；
c）Uio66-CBA-α-CD-CeO2复合纳米颗粒的合成
将一定量Uio66-CBA分散于pH=8.0的PBS缓冲液中，加入0.2mg/mL α-CD-CeO2 纳米颗粒，在室温下搅拌12h，离心处理获得Uio66-CBA-α-CD-CeO2复合纳米颗粒；Uio66-CBA与α-CD-CeO2的质量比是1:10；
d）Uio66-CBA-α-CD-CeO2-RGD复合纳米颗粒的制备
在pH=7.4缓冲液中将RGD靶分子与CBA分子按1:1摩尔比混合后，加入EDC与NHS分子活化，通过酰胺反应获得CBA-RGD分子，透析后，冷冻干燥备用；
将Uio66-CBA-α-CD-CeO2复合纳米颗粒分散于pH=8.0的PBS缓冲液中，然后加入CBA-RGD分子，反应4h，获得Uio66-CBA-α-CD-CeO2-RGD复合纳米颗粒；CBA-RGD分子与Uio66-CBA-α-CD-CeO2的反应摩尔比是1:10。
性能检测：
1、将实施例1制得纳米颗粒水溶液滴在铜网上，晾干后进行TEM扫描（见图1），结果见图1所示，从图1-A中可以看出Uio66-NH2颗粒为四面体结构，尺寸均一，平均粒径约为100±5 nm；从图1-B中可以看出Uio66-CBA颗粒为四面体结构，表面有轻微改变，尺寸均一，平均粒径约为100±10 nm；从图1-C中可以看出α-CD-CeO2 nps平均粒径约为5±2 nm；从图1-D中可以看出Uio66-CBA-α-CD-CeO2复合纳米颗粒四面体结构变形，表面较Uio66-CBA颗粒变粗糙，可看出分布均匀的α-CD-CeO2 Nps （白色箭头所指）。
2、粉末衍射仪器 Bruker D8 Advance powder X-ray diffractometer 使用Cu靶，在室温条件下，以2θ步长为0.02得到的扫描衍射峰数据：光谱用晶面距离d表示。对于同种化合物的同种晶型，XRD谱图在整体上具有相似性，标准峰的d值相对误差值在±2%以内。因此我们选择Uio66-NH2化合物的标准衍射图谱作对比(图2（A）：a)，Uio66-NH2的标准图片衍射峰位置：7.38、8.52、12.06、14.15、25.75。本发明所合成的Uio66-NH2的衍射峰位置（图2（A）：b）：7.40、8.54、12.08、14.17、25.72。本发明所合成UIO66-NH2与标准衍射图片对比，位置基本吻合，可以判断出它们属于同种晶型。同理我们选择CeO2化合物的标准衍射图谱做对比，其中CeO2化合物标准图片衍射峰位置：28.55、33.08、48.49、59.34、59.09、69.42、76.71、76.08。本发明所合成的α-CD-CeO2 nps和Uio66-CBA-α-CD-CeO2 nps的衍射峰位置分别为（图2（B））：28.48、33.06、47.51、56.40、69.68、76.08；28.43、33.04、47.53、56.50、69.66、76.19。由于在混合物鉴定中，可能由于含量的下降，导致某些衍射峰的缺失，因此我们选择某些衍射峰来判断。本发明所合成的α-CD-CeO2 nps和Uio66-CBA-α-CD-CeO2 Nps与标准衍射图片对比，位置基本一致，可以判断出它们晶型相同。
3、样品于100℃下抽真空处理，使用仪器美国康塔NOVA2000e 表面及孔径分析仪测定了样品在373K的氮气吸附和脱附行为。实验结果显示Uio66-NH2、Uio66-CBA和Uio66-CBA-α-CD-CeO2 Nps复合纳米颗粒的比表面积分别为804.13 m2/ g、674.29 m2/ g、177.76m2/ g，孔容为0.406 cm3/g、0.388 cm3/g、0.172 cm3/g，孔径为1.867 nm、1.589 nm、0.723nm，说明CBA分子修饰没有影响Uio66-NH2的比表面积和孔径，后者仍具有较高的吸附能力；而Uio66-CBA-α-CD-CeO2复合纳米颗粒比表面积和孔径相比前两者减小，说明α-CD-CeO2 纳米颗粒成功的封堵Uio66-CBA。如图3所示氮气吸附-脱附等温曲线具有明显的回滞环曲线，说明Uio66纳米材料是介孔材料。
4、取2 ml 1 mg/ml 实施例1制得的Uio66-CBA纳米颗粒加入至2 ml 1 mg/ml的DOX（阿霉素）充分混合，室温避光搅拌12 h，离心，水洗两次收集上清液，沉淀与α-CD-CeO2继续反应进行封堵。用荧光分光光度计（Ex=488 nm），记录波长在500 nm至800 nm间的发射光谱最大吸收值，并根据阿霉素标准曲线计算出每克Uio66-CBA纳米化合物可负载443 mg的盐酸阿霉素。考察负载了阿霉素的Uio66-CBA-DOX-α-CD-CeO2复合纳米颗粒在不同缓冲溶液中的释放效果，具体的实验步骤如下：将1 mg吸附药物后的Uio66-CBA-α-CD-CeO2 Nps复合纳米颗粒分散于3 ml PBS (pH=7.4，10 mM)溶液中，放入透析袋后将透析袋加入47 mlPBS溶液中透析48 h，每隔1.5 h，3 h，5 h，7 h，12 h，24 h，42 h，48 h取3ml溶液测荧光，原溶液再补入3ml PBS，测试的结果如图4所示。曲线1为37 ℃，pH=7.4；曲线2为37 ℃，pH=7.4，10 mM 葡萄糖；曲线3为37 ℃，pH=5；曲线4为37 ℃，pH=5，10 mM 葡萄糖；从图4中可以看出在pH=5，10 mM 葡萄糖条件下所释放出的DOX荧光强度最高，说明在此条件下更有利于DOX的释放，可有效的用于肿瘤细胞的药物治疗。
5、用HeLa细胞作为目标细胞评价Uio66-CBA-α-CD-CeO2 Nps复合纳米颗粒的生物相亲性：取已消化成单分散的HeLa细胞悬浊液用培养液稀释，以100 μL/孔的密度接种到96孔板，每孔的细胞个数控制约为105个。将96孔板置于37 ℃，5% CO2的培养箱中培养24 h后，移去培养液，加入含有不同浓度的Uio66-CBA-α-CD-CeO2 Nps复合纳米颗粒细胞培养液，每组设置4个重复孔。继续培养4.5 h后，移去培养液，用PBS缓冲液（pH=7.4）清洗两次，加入200μL培养液继续培养20 h后，每孔分别加入10 μL浓度为5 mg/mL的MTT，继续培育4 h，小心移去培养液，加入150 μL DMSO，37oC培养25 min，震荡均匀后，在酶标仪上测490 nm处的吸收值，计算细胞存活率，评价Uio66-CBA- α-CD-CeO2复合纳米颗粒生物相亲性。图5显示Uio66-CBA-α-CD-CeO2复合纳米颗粒浓度在5~100 μg/ml区间，细胞存活率均在80%以上，说明Uio66-CBA-α-CD-CeO2复合纳米颗粒生物具有很好的生物相亲性，适于当药物载体。
6、取已消化成单分散的HeLa细胞悬浊液用培养液稀释，以100 μL/孔的密度接种到96孔板，每孔的细胞个数控制约为105个，每组设置4个复孔作为重复组。将96孔板置于37℃，5% CO2的培养箱中培养24 h后，移去孔中培养液，分别加入含有1，Control 2，Uio66-CBA-α-CD-CeO2 Nps （12.5 μg/ml）3，Uio66-CBA-DOX-α-CD-CeO2 Nps （12.5 μg/ml）4，Uio66-CBA-DOX-α-CD -CeO2-RGD Nps（12.5 μg/ml） 5，Free DOX（5 μg/ml），其中3、4组中DOX的浓度为5 μg/ml，加入细胞培养液，继续培养4.5 h，移去培养液，用PBS缓冲液清洗两次，加入200 μL培养液继续培养20 h后，每孔分别加入10 μL浓度为5 mg/mL的MTT，继续培育4 h，小心移去培养液，加入150 μL DMSO，37 oC培养20 min，震荡均匀后，在酶标仪上测490 nm处的吸收值，计算细胞存活率，评价各组治疗效果。从图6可以看出Uio66-CBA-DOX-α-CD -CeO2-RGD复合纳米颗粒对癌细胞在24 h内抑制率达到79.05%，说明该药物载体能用于肿瘤的治疗。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (9)

1.一种具有pH和葡萄糖双重刺激响应性的药物释放载体，其特征在于：所述的药物释放载体是Uio66-CBA-α-CD-CeO2-RGD复合纳米颗粒；其是先由苯硼酸改性金属有机框架材料Uio66-NH2制得Uio66-CBA，再以环糊精修饰CeO2纳米颗粒制得α-CD-CeO2，然后将Uio66-CBA和α-CD-CeO2通过硼酸酯键进行组装，并且在组装的材料表面修饰RGD靶分子而获得的复合纳米颗粒。
2.一种制备如权利要求1所述的具有pH和葡萄糖双重刺激响应性的药物释放载体的方法，其特征在于：包括如下步骤：
a）苯硼酸修饰的Uio66-CBA材料合成：
将一定量的EDC，NHS加入至4-羧基苯硼酸溶液中，加入Uio66-NH2，在室温条件下反应12h，离心，去离子水洗2次，获得Uio66-CBA材料；
b）表面α-CD修饰的CeO2 纳米颗粒合成：
将六水硝酸铈与α-CD在水中搅拌1h，之后加入30ml浓氨水，在25~100°C搅拌24h，3000rpm离心处理得上清液，然后将上清液继续18000rpm离心处理，得到浅黄色α-CD-CeO2纳米颗粒；
c）Uio66-CBA-α-CD-CeO2复合纳米颗粒的合成
将步骤a）制得的Uio66-CBA材料分散于pH=8.0的PBS缓冲液中，按一定质量比加入0.2mg/mL 步骤b）制得的 α-CD-CeO2 纳米颗粒，室温搅拌12h，通过硼酸酯键的构建获得Uio66-CBA-α-CD-CeO2复合纳米颗粒；
d）Uio66-CBA-α-CD-CeO2-RGD复合纳米颗粒的制备
在pH=7.4缓冲液中将RGD靶分子与CBA分子按1:1摩尔比混合后，加入EDC与NHS分子活化，通过酰胺反应获得CBA-RGD分子，透析后，冷冻干燥；
然后将一定量步骤c）制得的Uio66-CBA-α-CD-CeO2复合纳米颗粒分散于pH=8.0的PBS缓冲液中，按一定摩尔比加入CBA-RGD分子，反应4h，获得Uio66-CBA-α-CD-CeO2-RGD复合纳米颗粒。
3.根据权利要求2所述制备具有pH和葡萄糖双重刺激响应性的药物释放载体的方法，其特征在于：步骤a）中Uio66-NH2与4-羧基苯硼酸的反应摩尔比例是1:1。
4.根据权利要求2所述制备具有pH和葡萄糖双重刺激响应性的药物释放载体的方法，其特征在于：步骤b）中六水硝酸铈与α-CD的摩尔比为1:2～1:8。
5.根据权利要求2所述制备具有pH和葡萄糖双重刺激响应性的药物释放载体的方法，其特征在于：步骤c）中Uio66-CBA与α-CD-CeO2的质量比为1:2～1:10。
6.根据权利要求2所述制备具有pH和葡萄糖双重刺激响应性的药物释放载体的方法，其特征在于：步骤d）中CBA-RGD分子与Uio66-CBA-α-CD-CeO2的反应摩尔比是1:10。
7.根据权利要求2所述制备具有pH和葡萄糖双重刺激响应性的药物释放载体的方法，其特征在于：步骤a）制备的Uio66-CBA纳米颗粒直径为100±10 nm；
步骤b）制得的α-CD-CeO2 纳米颗粒直径为5±2 nm，表面带负电荷。
8.一种如权利要求2所述的制备方法制得的药物释放载体在制备抗癌药物中的应用，其特征在于：Uio66-CBA-α-CD-CeO2-RGD复合纳米颗粒在酸性及葡萄糖的双重响应刺激条件下释放所负载的抗癌药物。
9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于：酸性条件为pH≤6，葡萄糖浓度1~10mM，所述的抗癌药物是为阿霉素、柔红霉素、紫杉醇中的一种或多种。
CN201610400817.7A 2016-06-08 2016-06-08 一种pH与葡萄糖双重响应性药物载体及其制备和应用 Expired - Fee Related CN105902519B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610400817.7A CN105902519B (zh) 2016-06-08 2016-06-08 一种pH与葡萄糖双重响应性药物载体及其制备和应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610400817.7A CN105902519B (zh) 2016-06-08 2016-06-08 一种pH与葡萄糖双重响应性药物载体及其制备和应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105902519A CN105902519A (zh) 2016-08-31
CN105902519B true CN105902519B (zh) 2018-07-17

Family

ID=56749768

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610400817.7A Expired - Fee Related CN105902519B (zh) 2016-06-08 2016-06-08 一种pH与葡萄糖双重响应性药物载体及其制备和应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105902519B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107789627B (zh) * 2017-09-26 2021-05-07 西北农林科技大学 可降解聚多巴胺包封的靶向双刺激响应性多功能二氧化铈纳米载药体系
CN111440253B (zh) * 2019-01-17 2021-08-27 中国科学院上海药物研究所 立方形环糊精骨架-rgd组合物及其制备方法
CN116549616A (zh) * 2023-06-14 2023-08-08 宁波大学 一种双重葡萄糖响应水凝胶及其合成方法与应用

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105047952A (zh) * 2015-06-02 2015-11-11 哈尔滨工业大学 一种具有金属氧化物/碳的核鞘结构的树枝状纳米线催化剂载体及担载催化剂的制备方法
CN105435652A (zh) * 2015-11-24 2016-03-30 山东师范大学 一种金属有机框架-聚氨酯交联膜及其制备方法与应用

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES2514265B1 (es) * 2013-03-26 2015-07-31 Universidad Pablo De Olavide Nanoestructuras biocidas

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105047952A (zh) * 2015-06-02 2015-11-11 哈尔滨工业大学 一种具有金属氧化物/碳的核鞘结构的树枝状纳米线催化剂载体及担载催化剂的制备方法
CN105435652A (zh) * 2015-11-24 2016-03-30 山东师范大学 一种金属有机框架-聚氨酯交联膜及其制备方法与应用

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Facile fabrication of CdS–metal-organic framework nanocomposites with enhanced visible-light photocatalytic activity for organic transformation;Fei Ke,et al;《Nano Research》;20151231;第8卷(第6期);第1834-1846页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN105902519A (zh) 2016-08-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Geng et al. Metal ion-directed functional metal–phenolic materials
Stanisz et al. Recent advances in the fabrication and application of biopolymer-based micro-and nanostructures: A comprehensive review
Abdelhamid Zeolitic imidazolate frameworks (ZIF-8) for biomedical applications: a review
Xie et al. O2-Cu/ZIF-8@ Ce6/ZIF-8@ F127 composite as a tumor microenvironment-responsive nanoplatform with enhanced photo-/chemodynamic antitumor efficacy
Li et al. Preparation and application of Janus nanoparticles: Recent development and prospects
Shen et al. A novel carboxymethyl chitosan-based folate/Fe3O4/CdTe nanoparticle for targeted drug delivery and cell imaging
Ma et al. Metal–organic frameworks towards bio-medical applications
Qin et al. Self-assembly of metal–phenolic networks as functional coatings for preparation of antioxidant, antimicrobial, and pH-sensitive-modified starch nanoparticles
CN106139144B (zh) 一种具有协同抗肿瘤特性的透明质酸修饰的金-碳纳米球及其制备方法与应用
CN105902519B (zh) 一种pH与葡萄糖双重响应性药物载体及其制备和应用
CN101785759B (zh) 包埋药物阿霉素的纳米颗粒及其制备方法和应用
CN114377149B (zh) 一种Mn基可降解MOF纳米反应器及其制备方法和应用
Liu et al. A dual-targeting Fe3O4@ C/ZnO-DOX-FA nanoplatform with pH-responsive drug release and synergetic chemo-photothermal antitumor in vitro and in vivo
Liu et al. Sonochemical preparation of inorganic nanoparticles and nanocomposites for drug release–a review
Ehsanimehr et al. Synthesis of pH-sensitive nanocarriers based on polyacrylamide grafted nanocrystalline cellulose for targeted drug delivery to folate receptor in breast cancer cells
CN112972423A (zh) 一种基于级联反应的纳米酶与化疗药共载的仿生纳米药物载体及其制备方法和应用
Tzankov et al. Development and in vitro safety evaluation of pramipexole-loaded hollow mesoporous silica (HMS) particles
CN111407743A (zh) 一种多巴胺组装体药物递送系统及其制备方法
CN115708813A (zh) 一种多功能锰基纳米粒及其制备方法和医药用途
Foulady-Dehaghi et al. Drug delivery with solvent-free synthesized polyimide-COF/amino-functionalized MCM-41 nanohybrid
CN106866902A (zh) 一种可降解双响应聚合物及其负载药物和金纳米粒子胶束的制备方法与应用
Guo et al. Efficient synthesis strategy of folate-modified carboxymethyl chitosan/CaCO3 hybrid nanospheres and their drug-carrying and sustained release properties
CN105797175B (zh) PAAs@MnO(OH)-RGD药物释放载体的制备方法及应用
CN112494513A (zh) 一种二氧化铈纳米粒及其制备方法与应用
CN107099007A (zh) 两亲性嵌段聚合物、光和pH双重响应的聚合物复合型囊泡及其制备方法和应用

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20180717

Termination date: 20210608

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee