CN106729710B - 一种热化疗一体化纳米颗粒及制备和应用 - Google Patents

一种热化疗一体化纳米颗粒及制备和应用 Download PDF

Info

Publication number
CN106729710B
CN106729710B CN201611183294.1A CN201611183294A CN106729710B CN 106729710 B CN106729710 B CN 106729710B CN 201611183294 A CN201611183294 A CN 201611183294A CN 106729710 B CN106729710 B CN 106729710B
Authority
CN
China
Prior art keywords
dna
gold nanorods
added
peg
gold
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.)
Active
Application number
CN201611183294.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106729710A (zh
Inventor
何丹农
王萍
陈益
朱君
乔宇
金彩虹
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.)
Shanghai National Engineering Research Center for Nanotechnology Co Ltd
Original Assignee
Shanghai National Engineering Research Center for Nanotechnology Co Ltd
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 Shanghai National Engineering Research Center for Nanotechnology Co Ltd filed Critical Shanghai National Engineering Research Center for Nanotechnology Co Ltd
Priority to CN201611183294.1A priority Critical patent/CN106729710B/zh
Publication of CN106729710A publication Critical patent/CN106729710A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106729710B publication Critical patent/CN106729710B/zh
Active 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
    • A61K41/00—Medicinal preparations obtained by treating materials with wave energy or particle radiation ; Therapies using these preparations
    • A61K41/0052—Thermotherapy; Hyperthermia; Magnetic induction; Induction heating therapy
    • 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
    • A61K9/14—Particulate form, e.g. powders, Processes for size reducing of pure drugs or the resulting products, Pure drug nanoparticles
    • A61K9/141—Intimate drug-carrier mixtures characterised by the carrier, e.g. ordered mixtures, adsorbates, solid solutions, eutectica, co-dried, co-solubilised, co-kneaded, co-milled, co-ground products, co-precipitates, co-evaporates, co-extrudates, co-melts; Drug nanoparticles with adsorbed surface modifiers
    • A61K9/145—Intimate drug-carrier mixtures characterised by the carrier, e.g. ordered mixtures, adsorbates, solid solutions, eutectica, co-dried, co-solubilised, co-kneaded, co-milled, co-ground products, co-precipitates, co-evaporates, co-extrudates, co-melts; Drug nanoparticles with adsorbed surface modifiers with organic compounds

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)
  • Medicinal Preparation (AREA)

Abstract

本发明涉及一种热化疗一体化的纳米颗粒及制备和应用，包括金纳米棒的制备、DNA四面体的合成和金纳米棒连接DNA四面体。具体涉及了金纳米棒表面通过化学键连接DNA四面体结构，构成同时具备纳米金棒热疗与DNA载药相结合的纳米颗粒。本发明属于纳米生物材料领域。本发明能在较小的光照和化疗药物剂量下杀死癌细胞；该纳米颗粒结构简单，具备较高的光热转化效率；本发明中的制备方法简单，可操作性强，能进一步应用于癌症的光热治疗及化疗相结合领域。

Description

一种热化疗一体化纳米颗粒及制备和应用
技术领域
本发明涉及一种热化疗一体化的纳米颗粒及制备和应用。具体涉及了金纳米棒表面通过化学键连接DNA四面体结构，构成同时具备纳米金棒热疗与DNA载药相结合的纳米颗粒。本发明属于纳米生物材料领域。
背景技术
DNA纳米技术已逐渐成为一种纳米医学研究的热点，为纳米药物载体、纳米机器人的研究提供了一系列强大的工具。根据简单的核酸碱基配对法则，DNA可以被设计构造成精确而复杂的DNA纳米结构。在这一领域，DNA不仅仅是遗传物质，而是更多的被看做一种生物材料。DNA四面体是一类重要的自组装DNA纳米结构，具有卓越的生物相容性，并且可以作为一种纳米尺度的药物载体。
金纳米棒是一种尺度从几纳米到上百纳米的棒状金纳米颗粒，在生物医学上应用于体外诊断和体内治疗。对于直径小于10nm的金纳米棒，光的吸收远大于散射，而吸收的这部分能量最终将通过晶格的弛豫转化为热能。对于生物体来说，由于近红外波段的辐射能够以微弱的损失穿透生物体组织。因此可以利用金纳米棒在近红外波段较高的光吸收截面和优良的光热转换效率来制造光热疗法的试剂。
本发明通过在金纳米棒表面包覆一层生物相容性良好的DNA四面体，使得金纳米棒-DNA四面体结构能够通过光热疗法与化疗相结合，在较小的光照和化疗药物剂量下杀死癌细胞。该热化疗一体化探针可以应用于癌症的光热治疗及化疗相结合领域。
发明内容
为克服现有技术的不足，本发明提供一种热化疗一体化的纳米颗粒及制备和应用。
本发明的方法具体为：
一种热化疗一体化的纳米颗粒的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）金纳米棒的制备：
金纳米棒是根据无种子生长法合成得到的：首先将8 g的表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵 (CTAB) 溶解在192.5 ml的去离子水中，加入9.12 ml浓度为10 mM的氯金酸溶液，搅伴均匀后加入3.6 ml浓度为10 mM的硝酸银溶液作为形貌控制因子，加入22.8 ml浓度为56.2 mM的对苯二酚和22.8 微升浓度为8.5 mM的冰点温度的硼氢化钠溶液作为还原剂；整个反应体系经过37℃保温12 h之后就可以得到紫外吸收峰在980 nm的金纳米棒，9500转离心35 min后收集并分散在120 ml去离子水中；
（2）DNA四面体的合成：
各取2微升不同的DNA单链，50μM，加入到42微升Tris-MgCl2溶液中，Tris 10mM,MgCl2 50mM, pH8，将混合溶液置于PCR仪中，反应温度为95℃，10分钟后冷却至4℃，继续反应30分钟，DNA单链即可通过碱基互补配对自组装成DNA四面体；
本发明中用到的DNA链碱基序列如序列表1，其中序列2,3,4的DNA 5’端有巯基修饰，因此，形成的DNA四面体为巯基修饰的DNA四面体（SH-TDN）；
（3）金纳米棒连接DNA四面体：
取1ml步骤（1）中的金纳米棒溶液，在10000转离心10min，去除上清，加入50微升，20μM的巯基聚乙二醇（SH-PEG），剧烈振荡20s，然后加入1ml，0.01wt%的Tween20重悬金纳米棒；将上述过程重复3遍，使得SH-PEG彻底取代金纳米棒表面的CTAB；
在SH-PEG保护好的金纳米棒中加入巯基修饰的DNA四面体溶液，过夜振荡，使得SH-TDN取代金纳米棒表面的SH-PEG，生成DNA四面体修饰的金纳米棒颗粒，即热化疗一体化纳米颗粒。
一种热化疗一体化的纳米颗粒，其特征在于，根据上述所述方法制备得到。
一种热化疗一体化的纳米颗粒的应用。
本发明通过纳米金棒的光热效应，以及DNA四面体作为药物载体相结合，从而制备出一种热化疗一体化的纳米颗粒。在癌症治疗领域具有一定的应用价值。
具体涉及了金纳米棒表面通过化学键连接DNA四面体结构，构成同时具备纳米金棒热疗与DNA载药相结合的纳米颗粒。本发明属于纳米生物材料领域。本发明能在较小的光照和化疗药物剂量下杀死癌细胞；该纳米颗粒结构简单，具备较高的光热转化效率；本发明中的制备方法简单，可操作性强，能进一步应用于癌症的光热治疗及化疗相结合领域。
附图说明
图1为金纳米棒的透射电镜表征图；
图2为DNA四面体修饰的金纳米棒的琼脂糖电泳图，其中（1）为SH-PEG修饰的金纳米棒；（2）为单链DNA修饰的金纳米棒；（3）为DNA四面体（SH-TDN）修饰的金纳米棒。
具体实施方式
以下通过具体的实施例对本发明的技术方案作进一步描述。以下的实施例是对本发明的进一步说明，而不限制本发明的范围。
实施例1：
1、根据发明内容中步骤1和2的方法，将金纳米棒和巯基DNA四面体制备好；
2、金纳米棒连接DNA四面体
取1ml金纳米棒溶液，在10000转离心10min，去除上清，加入50μl，20μ
M的巯基聚乙二醇（SH-PEG），剧烈振荡20s，然后加入1ml，0.01wt%的Tween20重悬金纳米棒。将上述过程重复3遍，使得SH-PEG彻底取代金纳米棒表面的CTAB。
在SH-PEG保护好的金纳米棒中加入巯基修饰的DNA四面体溶液（2μM，10μl），过夜振荡，使得SH-TDN取代金纳米棒表面的SH-PEG，生成DNA四面体修饰的金纳米棒颗粒，即热化疗一体化纳米颗粒。
实施例2
1、根据发明内容中步骤1和2的方法，将金纳米棒和巯基DNA四面体制备好；
2、金纳米棒连接DNA四面体
取1ml金纳米棒溶液，在10000转离心10min，去除上清，加入50μl，15μM的巯基聚乙二醇（SH-PEG），剧烈振荡30s，然后加入1ml，0.01wt%的Tween20重悬金纳米棒。将上述过程重复2遍，使得SH-PEG彻底取代金纳米棒表面的CTAB。
在SH-PEG保护好的金纳米棒中加入巯基修饰的DNA四面体溶液（2μM，20μl），过夜振荡，使得SH-TDN取代金纳米棒表面的SH-PEG，生成DNA四面体修饰的金纳米棒颗粒，即热化疗一体化纳米颗粒。
实施例3
1、根据发明内容中步骤1和2的方法，将金纳米棒和巯基DNA四面体制备好；
2、金纳米棒连接DNA四面体
取1ml金纳米棒溶液，在10000转离心15min，去除上清，加入50μl，25μM的巯基聚乙二醇（SH-PEG），剧烈振荡30s，然后加入1ml，0.02wt%的Tween20重悬金纳米棒。将上述过程重复3遍，使得SH-PEG彻底取代金纳米棒表面的CTAB。
在SH-PEG保护好的金纳米棒中加入巯基修饰的DNA四面体溶液（2μM，50μl），过夜振荡，使得SH-TDN取代金纳米棒表面的SH-PEG，生成DNA四面体修饰的金纳米棒颗粒，即热化疗一体化纳米颗粒。
实施例4
1、根据发明内容中步骤1和2的方法，将金纳米棒和巯基DNA四面体制备好；
2、金纳米棒连接DNA四面体
取1ml金纳米棒溶液，在9000转离心15min，去除上清，加入100μl，20μM的巯基聚乙二醇（SH-PEG），剧烈振荡30s，然后加入1ml，0.01wt%的Tween20重悬金纳米棒。将上述过程重复3遍，使得SH-PEG彻底取代金纳米棒表面的CTAB。
在SH-PEG保护好的金纳米棒中加入巯基修饰的DNA四面体溶液（2μM，40μl），过夜振荡，使得SH-TDN取代金纳米棒表面的SH-PEG，生成DNA四面体修饰的金纳米棒颗粒，即热化疗一体化纳米颗粒。
<110>上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司
<120>DNA四面体序列表
<160>4
<210>1
<211>55
<212>DNA
<213>人工序列
<400>
acattcctaa gtctgaaaca ttacagcttg ctacacgaga agagccgcca tagta 55
<210>2
<211>55
<212>DNA
<213>人工序列
<400>
tatcaccagg cagttgacag tgtagcaagc tgtaatagat gcgagggtcc aatac 55
<210>3
<211>55
<212>DNA
<213>人工序列
<400>
tcaactgcct ggtgataaaa cgacactacg tgggaatcta ctatggcggc tcttc 55
<210>4
<211>55
<212>DNA
<213>人工序列
<400>
ttcagactta ggaatgtgct tcccacgtag tgtcgtttgt attggaccct cgcat 55

Claims (2)

1.一种热化疗一体化的纳米颗粒的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）金纳米棒的制备：
金纳米棒是根据无种子生长法合成得到的：首先将8 g的表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵 (CTAB) 溶解在192.5 ml的去离子水中，加入9.12 ml浓度为10 mM的氯金酸溶液，搅拌均匀后加入3.6 ml浓度为10 mM的硝酸银溶液作为形貌控制因子，加入22.8 ml浓度为56.2 mM的对苯二酚和22.8 微升浓度为8.5 mM的冰点温度的硼氢化钠溶液作为还原剂；整个反应体系经过37℃保温12 h之后就可以得到紫外吸收峰在980 nm的金纳米棒，9500转离心35 min后收集并分散在120 ml去离子水中；
（2）DNA四面体的合成：
各取2微升不同的DNA单链，50μM，加入到42微升Tris-MgCl2溶液中，所述Tris-MgCl2溶液为Tris 10mM, MgCl2 50mM, pH8，将混合溶液置于PCR仪中，反应温度为95℃，10分钟后冷却至4℃，继续反应30分钟，DNA单链即可通过碱基互补配对自组装成DNA四面体；
所述DNA单链碱基序列如序列表中 1-4 所示 ，其中序列2,3,4的DNA 5’端有巯基修饰，因此，形成的DNA四面体为巯基修饰的DNA四面体SH-TDN；
（3）金纳米棒连接DNA四面体：
取1ml步骤（1）中的金纳米棒溶液，在10000转离心10min，去除上清，加入50微升，20μ M的巯基聚乙二醇（SH-PEG），剧烈振荡20s，然后加入1ml，0.01wt%的Tween20重悬金纳米棒；将上述过程重复3遍，使得SH-PEG彻底取代金纳米棒表面的CTAB；
在SH-PEG保护好的金纳米棒中加入巯基修饰的DNA四面体溶液，过夜振荡，使得SH-TDN取代金纳米棒表面的SH-PEG，生成DNA四面体修饰的金纳米棒颗粒，即热化疗一体化纳米颗粒。
2.一种热化疗一体化的纳米颗粒，其特征在于，根据权利要求1所述方法制备得到。
CN201611183294.1A 2016-12-20 2016-12-20 一种热化疗一体化纳米颗粒及制备和应用 Active CN106729710B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201611183294.1A CN106729710B (zh) 2016-12-20 2016-12-20 一种热化疗一体化纳米颗粒及制备和应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201611183294.1A CN106729710B (zh) 2016-12-20 2016-12-20 一种热化疗一体化纳米颗粒及制备和应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106729710A CN106729710A (zh) 2017-05-31
CN106729710B true CN106729710B (zh) 2019-12-03

Family

ID=58889556

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201611183294.1A Active CN106729710B (zh) 2016-12-20 2016-12-20 一种热化疗一体化纳米颗粒及制备和应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106729710B (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107243629B (zh) * 2017-06-09 2019-01-22 山东博奥克生物科技有限公司 一种核壳结构纳米粒子及其制备方法
CN107648606A (zh) * 2017-11-09 2018-02-02 上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司 集化疗与热疗一体化核壳纳米材料的制备方法及其产品和应用
CN108048906A (zh) * 2017-12-08 2018-05-18 中山大学 一种dna导向金纳米晶体及其制备方法与应用
CN110917121B (zh) * 2019-12-11 2021-01-05 四川大学 一种apd杂化纳米系统及其构建方法和应用
CN113305297A (zh) * 2021-05-28 2021-08-27 杭州苏铂科技有限公司 一种激光辅助无种子的金纳米棒合成方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013109880A1 (en) * 2012-01-18 2013-07-25 Brookhaven Science Associates, Llc Rational assembly of nanoparticle superlattices with designed lattice symmetries
CN104391119A (zh) * 2014-11-19 2015-03-04 上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司 基于DNA分子构型变化的pH敏感元件的制备方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013109880A1 (en) * 2012-01-18 2013-07-25 Brookhaven Science Associates, Llc Rational assembly of nanoparticle superlattices with designed lattice symmetries
CN104391119A (zh) * 2014-11-19 2015-03-04 上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司 基于DNA分子构型变化的pH敏感元件的制备方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"A Self-Assembled DNA Origami-Gold Nanorod Complex";Qiao Jiang等;《small》;20150806;第11卷(第38期);第5134-5141页 *
"DNA 四面体结构纳米材料及其应用";董世彪等;《化学进展》;20151231;第27卷(第9期);第1191-1197页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN106729710A (zh) 2017-05-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106729710B (zh) 一种热化疗一体化纳米颗粒及制备和应用
Xiao et al. Hydrophilic bismuth sulfur nanoflower superstructures with an improved photothermal efficiency for ablation of cancer cells
Bazaka et al. MoS2-based nanostructures: synthesis and applications in medicine
Li et al. Self-assembled WO 3− x hierarchical nanostructures for photothermal therapy with a 915 nm laser rather than the common 980 nm laser
Xu et al. Cobalt nanoparticles coated with graphitic shells as localized radio frequency absorbers for cancer therapy
CN107184978B (zh) 一种硫化铜@介孔二氧化硅纳米复合材料及其制备方法和用途
Liu et al. Stable metallic 1T-WS 2 ultrathin nanosheets as a promising agent for near-infrared photothermal ablation cancer therapy
Xu et al. Hydrothermal/Solvothermal Synthesis of Graphene Quantum Dots and Their Biological Applications.
Guo et al. Biocompatible chitosan-carbon nanocage hybrids for sustained drug release and highly efficient laser and microwave co-irradiation induced cancer therapy
Shakeri-Zadeh et al. A scientific paradigm for targeted nanophotothermolysis; the potential for nanosurgery of cancer
CN102051680A (zh) 一种小纵横比金纳米棒的快速制备方法
Wang et al. Helical bowl-like SnS2 with structure-induced conversion efficiency for enhanced photothermal therapy
US20130136696A1 (en) Metallic nanoparticles with coated shells and applications of same
Fodjo et al. Selective synthesis of Fe 3 O 4 Au x Ag y nanomaterials and their potential applications in catalysis and nanomedicine
KR100813271B1 (ko) 금 나노 로드를 이용한 세포 또는 바이러스의 파괴 및핵산의 증폭을 수행하는 방법 및 장치
CN107986318B (zh) 水溶性CuS纳米晶及其合成方法和应用
de la Asunción‐Nadal et al. MoSBOTs: magnetically driven biotemplated MoS2‐based microrobots for biomedical applications
Wang et al. MoS2-based biomaterials for cancer therapy
CN105689732A (zh) 一种金纳米粒子的制备方法
CN107159900A (zh) 一种铜纳米立方体可控制备的方法
Bian et al. Dual-template cascade synthesis of highly multi-branched Au nanoshells with ultrastrong NIR absorption and efficient photothermal therapeutic intervention
TW201138827A (en) Core-shell metal nanoparticles and method for manufacturing the same
Park et al. Silica-capped and gold-decorated silica nanoparticles for enhancing effect of gold nanoparticle-based photothermal therapy
KR20130095957A (ko) 초음파 발생 수조를 이용한 금나노유체의 제조방법
Zhou et al. Synthesis of long gold nanorods as an efficient photothermal agent in the second near-infrared window

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant