CN108904805B - 一种谷胱甘肽响应型柏林绿纳米粒子的制备方法及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种谷胱甘肽响应型柏林绿纳米粒子制备方法及其应用，制备时将聚乙烯吡咯烷酮水溶液、六氰合铁酸钾和铁盐，经过一步法合成谷胱甘肽响应型柏林绿纳米粒子。本发明的制备方法操作简单、方便，原料安全易得，制备的柏林绿纳米粒子，细胞毒性小、生物相容性好、在水溶液中具有良好的分散性。同时，在谷胱甘肽的孵育下显示出增强型近红外区域吸收，具有增强型光热转换效率。本发明制备的柏林绿纳米粒子可以用于肿瘤微环境中谷胱甘肽响应增强型光热、光动力治疗，在癌症治疗领域具有广阔的应用前景。

Description

一种谷胱甘肽响应型柏林绿纳米粒子的制备方法及其应用
技术领域
本发明涉及生物医药材料领域，特别是一种谷胱甘肽响应型柏林绿纳米粒子的制备方法及其应用。
背景技术
肿瘤作为机体在各种致瘤因子作用下，局部组织细胞增生所形成的新生物，具有复杂的微环境。近年来，围绕肿瘤微环境来开发肿瘤治疗吸引了大量的关注。谷胱甘肽（GSH）作为肿瘤微环境中过表达的物质，严重地限制了对肿瘤光治疗的效果，特别是对于光动力治疗。由于GSH的过表达，GSH将产生的活性氧捕获，大大降低了光动力的治疗效果。因此，因此，开发具有制备简单、成本低、结构稳定、生物安全性可靠并且具有GSH响应试剂用于消耗GSH的同时进一步提高光治疗效果新型纳米材料已近成为国内外学者的研究热点，并正引领新一轮的研究热潮。
普鲁士蓝及其类似物，具有混合价过渡金属六氰合铁酸盐，由于其优异的电化学和光学性质，已经引起了人们对磁学，光学，电化学和生物医学的兴趣。近年来，已被探索为新一代多功能纳米平台，在多模态成像引导光治疗法中表现出极好的潜在应用。同时，越来越多的研究表明普鲁士蓝的氧化还原态可以变成普鲁士白，柏林绿和普鲁士黄。受普鲁士蓝相关化合物的内在氧化还原性质的启发，很容易假设普鲁士蓝的氧化态可以作为一种新的氧化还原响应剂，可以在肿瘤微环境下实现光热光动力增强的效果。基于此，制备出一种具有肿瘤微环境响应的柏林绿纳米粒子，并研究其谷胱甘肽响应性尤为重要。
发明内容
本发明提供了一种谷胱甘肽响应型柏林绿纳米粒子的制备方法及其应用，本制备方法操作简单，有利于柏林绿纳米粒子的产业化推广。
为实现上述目的，本发明的技术方案为：
一种谷胱甘肽响应型柏林绿纳米粒子的制备方法，包括以下步骤：
S1.将六氰合铁酸钾和聚乙烯吡咯烷酮水溶液混合均匀，得混合液A，备用；
S2.将铁盐和聚乙烯吡咯烷酮水溶液混合均匀，得混合液B；
S3.将混合液B缓慢加入到混合液A中，常温搅拌，得到含柏林绿纳米粒子的水溶液；
S4.在得到的含柏林绿纳米粒子的水溶液中加入丙酮，离心，获得固体C；
S5.将固体C用水洗，再离心，得到固体D；
S6.干燥固体D，即得到谷胱甘肽响应型柏林绿纳米粒子。
步骤S1中，所述六氰合铁酸钾和聚乙烯吡咯烷酮的摩尔比为1:1-4。
步骤S2中，所述铁盐和聚乙烯吡咯烷酮的摩尔比为1:1-4，混合液B中铁离子的浓度为0.4-0.8 mol/L，所述铁盐为氯化铁。
步骤S3中，具体操作步骤为：将混合液B缓慢加入到混合液A中，室温搅拌，反应时间为24-72 h，得到含柏林绿纳米粒子的水溶液。
步骤S4中，在含柏林绿纳米粒子的水溶液中加入丙酮20-60 mL，用离心机离心，获得固体C。
步骤S6中，干燥采用真空干燥为佳。
本发明的另一个目的是提供通过以上所述的方法制备得到的具有谷胱甘肽响应的柏林绿纳米粒子。
本发明进一步提供了以上所述的谷胱甘肽响应型柏林绿纳米粒子在肿瘤微环境谷胱甘肽存在下实现增强型光热治疗和/或光动力治疗的应用。
所述谷胱甘肽响应型柏林绿纳米粒子作为药物载体的适应症为谷胱甘肽浓度含量高的肿瘤细胞。
进一步的，所述药物载体为液体制剂时，谷胱甘肽响应型柏林绿纳米粒子浓度为100~400 μg/ml。
所述谷胱甘肽浓度含量高的肿瘤细胞包括小鼠乳腺癌细胞、人缘海拉细胞，实际应用时的光照时间为1~10min。
本发明的有益效果为：
（1）通过本发明的方法制备得到的柏林绿纳米粒子细胞毒性小，在谷胱甘肽的孵育下展现出良好的红外及近红外区域有吸收，具有良好的光热转换效率；
（2）本发明用聚乙烯吡咯烷酮对柏林绿纳米粒子进行修饰，可增加柏林绿纳米粒子的生物相容性，优化其在水中的分散性，这将进一步拓展柏林绿纳米粒子在光热、光动力治疗领域的应用范围；
（3）本方法制备柏林绿纳米粒子的原料来源丰富，且本方法操作简单、方便，控制环节少，有利于柏林绿纳米粒子的产业化推广；
（4）本发明制备的柏林绿纳米粒子可以实现谷胱甘肽响应光热、光动力治疗，在癌症治疗领域具有广阔的应用前景。
附图说明
图1为实施例谷胱甘肽孵育柏林绿纳米粒子紫外吸收增强变化图；
图2为实施例的柏林绿纳米粒的水溶液、谷胱甘肽处理柏林绿纳米粒子水溶液及纯水随光照时间的对比温度变化图。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明内容作进一步的说明，但不是对本发明的限定。
实施例
制备谷胱甘肽响应型柏林绿纳米粒子，预准备：称取6.0 g聚乙烯吡咯烷酮，加入100 ml水，溶解完全后平均分成两份；
S1.称取0.1645 g 六氰合铁酸钾K3[Fe(CN)6]加入其中一份上述溶解后的聚乙烯吡咯烷酮水溶液，搅拌溶解，得混合液A；
S2.称取0.127 g氯化铁 FeCl3加入另一份上述溶解好的聚乙烯吡咯烷酮水溶液，搅拌溶解，得混合液B；
S3.将混合液B缓慢滴加到混合液A中，室温条件下搅拌，反应72 h，得到含柏林绿纳米粒子的水溶液；
S4.在制备的绿色溶液中加入40 mL丙酮，采用离心机进行离心，得绿色固体C；
S5.用蒸馏水将绿色固体C进行洗涤，再离心，重复3~8次，得到绿色固体D；
S6.采用真空干燥绿色固体D，即得到谷胱甘肽响应型柏林绿纳米粒子。
应用实施例1
将上述实施例制备所得的谷胱甘肽响应型柏林绿纳米粒子配置成浓度为100 μg/ml的水溶液，加入不同量的谷胱甘肽孵育，然后进行紫外光谱测试，测试结果见图1。
由图1可以看出，随着谷胱甘肽浓度的升高，柏林绿纳米粒子在600-1200 nm处的特征吸收峰逐渐上升。实验结果表明，合成的柏林绿纳米粒具有谷胱甘肽响应性，在谷胱甘肽的作用下其紫外吸收增强。
应用实施例2
上述实施例制备所得的谷胱甘肽响应型柏林绿纳米粒子配置成浓度为100 μg/ml的水溶液，分成两份，一份不作处理，另一份加入5 毫摩尔每升的谷胱甘肽孵育，然后用808nm激光（1W/cm-2）分别照射，用红外热像仪记录溶液的温度随光照时间的变化。记录结果见图2。
由图2看出，随着光照时间的增加，加入5 毫摩尔每升的谷胱甘肽孵育的柏林绿纳米粒子水溶液的温度显著升高，并在10分钟内温度升高了50.3℃，而不作处理的柏林绿纳米粒子水溶液在相同光照条件下温度升高要低很多，纯水温度几乎不升高。证实本发明的柏林绿纳米粒应用于光热治疗具有良好谷胱甘肽增强型光热效果。

Claims (7)

1.一种谷胱甘肽响应型柏林绿纳米粒子的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
S1.将六氰合铁酸钾和聚乙烯吡咯烷酮水溶液混合均匀，得混合液A，备用；
S2.将铁盐和聚乙烯吡咯烷酮水溶液混合均匀，得混合液B；
S3.将混合液B缓慢加入到混合液A中，搅拌，得到含柏林绿纳米粒子的水溶液；
S4. 在得到的含柏林绿纳米粒子的水溶液中加入丙酮，离心，获得固体C；
S5. 将固体C用水洗，再离心，得到固体D；
S6. 干燥固体D，即得到谷胱甘肽响应型柏林绿纳米粒子。
2.根据权利要求1所述的谷胱甘肽响应型柏林绿纳米粒子的制备方法，其特征在于：
步骤S1中，所述六氰合铁酸钾和聚乙烯吡咯烷酮的摩尔比为1:1-4。
3.根据权利要求1所述的谷胱甘肽响应型柏林绿纳米粒子的制备方法，其特征在于：
步骤S2中，所述铁盐和聚乙烯吡咯烷酮的摩尔比为1:1-4，混合液B中铁离子的浓度为0.4-0.8 mol/L，铁盐为氯化铁。
4.根据权利要求1所述的谷胱甘肽响应型柏林绿纳米粒子的制备方法，其特征在于：
步骤S3的具体操作步骤为：将混合液B缓慢加入到混合液A中，室温搅拌，反应时间为24-72 h，得到含柏林绿纳米粒子的水溶液。
5.根据权利要求1所述的谷胱甘肽响应型柏林绿纳米粒子的制备方法，其特征在于：
步骤S4中，在含柏林绿纳米粒子的水溶液中加入丙酮20-60 mL，用离心机离心，获得固体C。
6.权利要求1~5任一项所述的谷胱甘肽响应型柏林绿纳米粒子的制备方法制备得到的谷胱甘肽响应型柏林绿纳米粒子。
7.如权利要求6所述的谷胱甘肽响应型柏林绿纳米粒子在制备光热治疗和/或光动力治疗药物中的应用。
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