CN107213137A - 聚乙二醇化包裹聚多巴胺载药磁性纳米颗粒的制备方法 - Google Patents

聚乙二醇化包裹聚多巴胺载药磁性纳米颗粒的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及药物化学的合成领域，更具体地涉及从四氧化三铁，PDA包裹四氧化三铁，PEG化和最终的载药及各步的具体方法。聚乙二醇化包裹聚多巴胺的磁性纳米颗粒制备方法具体包括以下步骤：（1）利用碱性共沉淀法合成四氧化三铁（2）在四氧化三铁存在下多巴胺在碱性条件下的自聚合（3）PDA包裹的磁性纳米颗粒的PEG化（4）利用疏水作用将抗癌药物阿霉素运载到磁性复合纳米颗粒上。所得到的复合纳米药物递送系统具有靶向传递、高的药物上载量、良好的生物相容性等优点。

Description

聚乙二醇化包裹聚多巴胺载药磁性纳米颗粒的制备方法
技术领域
本发明涉及化学药物领域，具体涉及具有靶向作用及协同疗法的聚乙二醇化包裹多巴胺的载药磁性纳米颗粒制备与用途。
背景技术
阿霉素(Doxorubicin, DOX,别称：多柔比星;亚法里亚霉素等，化学结构式：C27H29NO11，CAS号：23214-92-8，相对分子量：543.52）是由波赛链霉菌青灰亚种产生的一种蒽环类抗肿瘤抗生素，是细胞周期非特异性药物(CCNSA)，对S及M期较敏感。盐酸盐为橘红色针状结晶。熔点204～205℃。易溶于水、乙醇、甲醇。是从放线菌属培养液中分离出的一种抗肿瘤抗生素。作用机制与柔红霉素相似，其抗瘤谱较广，治疗指数较高。临床应用于急、慢性淋巴细胞白血病及实体性肿瘤白血病、淋巴瘤、乳腺癌、卵巢癌、软组织肉瘤、成骨肉瘤、横纹肌肉瘤、尤文氏肉瘤、肾母细胞瘤、神经母细胞癌、胃癌、胰腺癌、肝癌、前列腺癌、头颈部鳞癌、睾丸癌、肺癌、膀胱癌、甲状腺髓样癌和肉瘤的治疗。
光热治疗是一种纯物理治疗方法。主要利用物理能量对人体进行整体或局部加热，通过产热量使得肿瘤组织区域的温度上升到有效治疗温度，并维持一段时间，从而改变肿瘤细胞所处的微环境，抑制肿瘤血管形成和肿瘤细胞转移，并使其调亡、坏死，最终达到治疗肿瘤的目的。多巴胺(DA)是一种典型的神经递质，在大脑中自然存在，在碱性条件下可以自发聚合成聚多巴胺(PDA)，而不需要额外的氧化剂。PDA具有优良的生物相容性和生物可降解性，在实际应用中可防止长期毒性。最重要的是PDA具有显著的光热转换效率，具有出色的光热稳定性，这表明有很大的潜力作为近红外驱动的光热制剂。然而，单一的治疗方法很难彻底的消灭肿瘤细胞，因此，由于协同作用，光热疗法与化疗的结合很有希望获得一种增强的抗肿瘤功效。
为了进一步提高治疗效果和减少不良副作用，针对肿瘤部位的特异性靶向作用也极具吸引性。磁靶向技术是一种已被证实的技术，可以将纳米复合材料传送到由外部磁场引导的肿瘤区域。超顺磁性Fe3O4纳米粒子被广泛应用于各种药物的磁性运输，以到达单个肿瘤细胞。因此，从PDA、Fe3O4和DOX合成的纳米复合材料被认为是一个用于临床应用很有前景的药物递送平台。
发明内容
由于目前用于治疗肿瘤的药物递送载体其作用单一，生物相容性、降解性较差，本发明旨在合成一种具有较好生物相容性和可降解性同时又能在磁靶向的作用下结合传统化疗方法和光热疗法的新型药物递送平台。
本发明的技术方案具体如下：
聚乙二醇化包裹聚多巴胺载药磁性纳米颗粒，制备方法包括以下步骤：
（1）将二价铁盐和三价铁盐溶于去离子水中，加入浓盐酸；
（2）将步骤（1）得到的混合溶液逐滴加到氢氧化钠溶液中搅拌半个小时，用一块强磁铁磁性分离得到的四氧化三铁磁性纳米颗粒，用去离子水洗涤三次；
（3）将步骤（2）所得到的四氧化三铁磁性纳米颗粒分散在三羟甲基氨基甲烷（Tris）缓冲溶液中，加入盐酸多巴胺，在室温下机械搅拌12小时，磁铁分离，用去离子水洗涤，得到多巴胺包裹的磁性纳米颗粒（Fe3O4@PDA）；
（4）将步骤（3）得到的Fe3O4@PDA纳米颗粒分散在去离子水中得到Fe3O4@PDA纳米颗粒悬浮液，将硫醇聚乙二醇加入到Fe3O4@PDA纳米颗粒悬浮液中，搅拌5min后加入氨水继续搅拌一个小时，磁铁磁性分离洗涤三次，得到聚乙二醇化包裹多巴胺的磁性纳米颗粒（Fe3O4@PDA/PEG）；
（5）将步骤（4）得到的Fe3O4@PDA/PEG磁性纳米颗粒分散在磷酸盐缓冲溶液中，加入盐酸阿霉素，避光下搅拌6h，磁铁磁性分离用去离子水洗涤三次。
进一步的，所述步骤（1）中的二价铁盐为七水合硫酸亚铁、氯化亚铁的一种或几种；所述步骤（1）中的三价铁盐是六水合三氯化铁、硫酸铁的一种或几种；所述步骤（1）中的二价铁盐与三价铁盐的摩尔比是1:1-1:3；所述步骤（1）中的浓盐酸摩尔浓度为12M,并与铁离子摩尔比为1:1-1:2。
进一步的，所述步骤（2）中的氢氧化钠溶液摩尔浓度为1.5M，体积为50mL。
进一步的，所述步骤（3）中的Tris缓冲溶液PH=8.5，摩尔浓度为10mM；所述步骤（3）中的四氧化三铁磁性纳米颗粒浓度为2mg/mL，多巴胺浓度为2-4mg/mL。
进一步的，所述步骤（4）中的Fe3O4@PDA纳米颗粒与硫醇聚乙二醇质量比为1:2-1:3；氨水质量分数为28-30%，在整个体系中体积分数为0.5%。
进一步的，所述步骤（5）中的磷酸盐缓冲溶液摩尔浓度为20mM，PH=8； 所述步骤（5）中的Fe3O4@PDA/PEG磁性纳米颗粒浓度为1mg/mL ； 所述步骤（5）中的Fe3O4@PDA/PEG磁性纳米颗粒与阿霉素质量比为1:2-1:3。
本发明主要优点有：
针对目前纳米药物载体存在的问题，本项目创造性地提出能够实现多种治疗方法协同治疗同时又具有较好生物相容性及靶向性的纳米药物递送平台。本项目中，四氧化三铁具有磁靶向功能，PDA用于光热治疗，PEG能显著提高纳米递送系统的生物相容性，整个纳米药物递送系统能有效提高治疗效果，解决纳米递送系统的靶向性和协同性等问题，推动肿瘤的高效治疗。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图。
图1为本发明实施例1磁性复合纳米颗粒（Fe3O4@PDA/PEG/DOX）的合成示意图。
图2为本发明实施例1中磁性复合纳米颗粒红外图。
图3为本发明实施例1中磁性复合纳米颗粒的TEM图。
图4为本发明实施例1中Fe3O4及Fe3O4@PDA/PEG/DOX磁性复合纳米颗粒298K的磁化曲线图。
图5为本发明实施例1中磁性复合纳米颗粒对HeLa癌细胞24h的体外毒性图。
图6为本发明实施例1中磁性复合纳米颗粒对HeLa癌细胞48h的体外毒性图。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例1 制备聚乙二醇化包裹聚多巴胺的载药磁性纳米颗粒
（1）Fe3O4@PDA磁性复合材料的制备：将0.556g七水合硫酸亚铁和1.04 g六水合三氯化铁溶于5mL去离子水中，加入0.17mL浓盐酸，将混合溶液逐滴加到50mL 1.5M氢氧化钠溶液中80℃氮气保护下剧烈搅拌半个小时，自然冷却到室温后磁性分离用去离子水洗涤3遍，将Fe3O4纳米颗粒分散在PH=8.5，10mM三羟甲基氨基甲烷缓冲液中，室温下机械搅拌12小时，磁性分离，用去离子水洗涤三遍。
（2）PEG化的Fe3O4@PDA的制备：将100mg硫醇聚乙二醇加入到40mL 1mg/mLFe3O4@PDA纳米颗粒悬浮液中，搅拌5分钟后加入0.2mL氨水(28-30%)继续搅拌一个小时，磁性分离后用去离子水洗涤几遍。
（3）Fe3O4@PDA/PEG/DOX的制备：将20mg盐酸阿霉素加入到20mL 1mg/mL的Fe3O4@PDA/PEG磷酸盐缓冲溶液中（PH=8，20 × 10−3 M），避光条件下搅拌6小时后，磁性分离用去离子水洗涤3遍。其红外光谱见图2，结果显示Fe3O4、PDA、PEG、DOX的特征峰在Fe3O4@PDA/PEG/DOX上均存在，说明Fe3O4@PDA/PEG/DOX已成功的合成。其透射电镜（TEM）见图3， TEM结果显示纳米颗粒直径约为16.2±2.6 nm。图5、图6分别是所得纳米颗粒对HeLa肿瘤细胞24h和48h的体外毒性示意图，显示随着时间的增加（从24小时到48小时），对HeLa肿瘤细胞的毒性一直持续增加。
最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其做出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

Claims (6)

1.聚乙二醇化包裹聚多巴胺载药磁性纳米颗粒的制备方法，其特征在于：包含以下步骤：
（1）将二价铁盐和三价铁盐溶于去离子水中，加入浓盐酸；
（2）将步骤（1）得到的混合溶液逐滴加到氢氧化钠溶液中搅拌半个小时，用一块强磁铁磁性分离得到四氧化三铁磁性纳米颗粒，用去离子水洗涤三次；
（3）将步骤（2）所得到的四氧化三铁磁性纳米颗粒分散在三羟甲基氨基甲烷（Tris）缓冲溶液中，加入盐酸多巴胺，在室温下机械搅拌12小时，磁铁分离，用去离子水洗涤，得到多巴胺包裹的磁性纳米颗粒（Fe3O4@PDA）；
（4）将步骤（3）得到的Fe3O4@PDA纳米颗粒分散在去离子水中，将硫醇聚乙二醇加入到所得的Fe3O4@PDA纳米颗粒悬浮液中，搅拌5min后加入氨水继续搅拌一个小时，磁铁磁性分离洗涤三次，得到聚乙二醇化包裹多巴胺的磁性纳米颗粒（Fe3O4@PDA/PEG）；
（5）将步骤（4）得到的Fe3O4@PDA/PEG磁性纳米颗粒分散在磷酸盐缓冲溶液中，加入盐酸阿霉素，避光下搅拌6h，磁铁磁性分离用去离子水洗涤三次。
2.根据权利要求1所述的聚乙二醇化包裹聚多巴胺载药磁性纳米颗粒的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中的二价铁盐为七水合硫酸亚铁、氯化亚铁的一种或几种；所述步骤（1）中的三价铁盐是六水合三氯化铁、硫酸铁的一种或几种；所述步骤（1）中的二价铁盐与三价铁盐的摩尔比是1:1-1:3；所述步骤（1）中的浓盐酸摩尔浓度为12M，并与铁离子摩尔比为1:1-1:2。
3.根据权利要求1所述的聚乙二醇化包裹聚多巴胺载药磁性纳米颗粒的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中的氢氧化钠溶液摩尔浓度为1.5M，体积为50mL。
4.根据权利要求1所述的聚乙二醇化包裹聚多巴胺载药磁性纳米颗粒的制备方法，其特征在于：所述步骤（3）中的Tris缓冲溶液PH=8.5，摩尔浓度为10mM；所述步骤（3）中的四氧化三铁磁性纳米颗粒浓度为2mg/mL，多巴胺浓度为2-4mg/mL。
5.根据权利要求1所述的聚乙二醇化包裹聚多巴胺载药磁性纳米颗粒的制备方法，其特征在于：所述步骤（4）中的Fe3O4@PDA纳米颗粒与硫醇聚乙二醇质量比为1:2-1:3；所述步骤（4）中的氨水质量分数为28-30%，在整个体系中体积分数为0.5%。
6.根据权利要求1所述的聚乙二醇化包裹聚多巴胺载药磁性纳米颗粒，其特征在于：所述步骤（5）中的磷酸盐缓冲溶液摩尔浓度为20mM，PH=8；所述步骤（5）中的Fe3O4@PDA/PEG磁性纳米颗粒浓度为1mg/mL ；所述步骤（5）中的Fe3O4@PDA/PEG磁性纳米颗粒与阿霉素质量比为1:2-1:3。
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