CN109091674A - 一种多功能药物载体及其制备方法与应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多功能药物载体及其制备方法与应用，属于材料学领域。本发明的多功能药物载体具有磁热治疗、光热治疗功能，其包括金属有机框架ZIF‑90外层、聚多巴胺中间层和Fe3O4颗粒内核。以超顺磁Fe3O4颗粒为内核，以多巴胺碱性条件自聚合形成聚多巴胺包覆Fe3O4颗粒(Fe3O4@PDA)，以Zn2+为金属离子与有机配体咪唑‑2‑甲醛(ICA)组装复合Fe3O4@PDA颗粒制备得到本发明的多功能药物载体Fe3O4@PDA@ZIF‑90颗粒。本发明的多功能药物载体可高含量负载抗癌药物，可实现药物化疗协同磁热治疗、光热治疗功能的癌症治疗。

Description

一种多功能药物载体及其制备方法与应用
技术领域
本发明属于材料学领域，涉及一种药物载体，具体来说是一种具有磁热治疗、光热治疗功能的多功能药物载体及其制备方法与应用。
背景技术
癌症发病率逐年升高，死亡率高，癌症在发展中国家已成为继心脑血管疾病后的第二大死亡率疾病。目前，临床上癌症治愈率低，即使治愈，癌症的复发率极高，并且容易转移。因此，癌症治疗已成为当今世界一项亟待解决的难题。
目前癌症的治疗方法有手术治疗、放射线治疗、药物化疗、基因治疗和热疗等。手术治疗虽然可以切除大部分的肿瘤组织或抑制肿瘤细胞的生长，但其创伤性比较大，不能彻底消灭癌细胞，其残余的癌细胞在一定时间内还会再生长。放射线治疗是利用X射线、γ射线等的电离辐射来抑制细胞的生长，放射线治疗的并发症比较多。手术治疗和放疗属于局部治疗，只对肿瘤部位有效，而对于潜在的、未检测到的转移病灶和已经发生临床转移的癌症则难以发挥效果。药物化疗是一种全身治疗手段，无论采用什么途径给药(口服、静脉和体腔给药等)，化疗药物都会随着血液循环遍布全身绝大部分器官和组织。虽然药物化疗对于具有全身播撒倾向的肿瘤及已经转移的中晚期肿瘤，具有较好的治疗效果。但是，药物化疗是通过血液循环的方式达到病灶部位，在杀死或抑制肿瘤细胞生长的同时，对正常组织也有较大的损伤，还存在疗效低的缺点。因此，采用结合疗法可提高癌症的治疗效果，即多种癌症治疗方法同时作用于同一肿瘤部位，其中药物化疗和热疗的结合是重要方法之一。
光热治疗和磁热治疗是目前比较有效的两种热疗方法。研究表明肿瘤细胞对热敏感性比正常细胞或组织强，当温度在43℃以上并持续一定时间后，肿瘤细胞就会受阻、解体，以至死亡。人体正常细胞或组织在体温升高的情况下，由于机体的调节作用，保证在体温升高时，甚至在达到43℃以上时，组织损伤不大，且能够修复。
光热治疗是利用近红外光(NIR)具有较大的穿透力，将具有光热转换性能的纳米颗粒注射到肿瘤组织处，对肿瘤组织进行局部的光照，利用纳米颗粒在NIR照射下产生的局部高温加速肿瘤细胞凋亡。磁热治疗是将肿瘤组织部位在外加交变磁场(AFM)的条件下加热到43-48℃，在不影响正常细胞的前提下加速癌细胞凋亡。磁热治疗和光热治疗的治疗时间短，治疗效果明显且副作用小。因此，设计制备兼具药物化疗和磁热治疗、光热治疗协同作用的药物载体用于癌症治疗，将有助于提高癌症的治疗效果。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有磁热治疗、光热治疗功能的多功能药物载体及其制备方法与应用，以解决现有技术中的药物治疗癌症效果有限的技术问题。
本发明的目的通过下述技术方案实现：
一种具有磁热治疗、光热治疗功能的药物载体，其包括金属有机框架ZIF-90外层、聚多巴胺(PDA)中间层和Fe3O4颗粒内核；所述的药物载体的颗粒粒径优选为50～550nm；进一步优选的，所述的ZIF-90外层的层厚10～100nm，PDA中间层的层厚5～50nm，Fe3O4颗粒内核的粒径为20～250nm。
上述具有磁热治疗、光热治疗功能的药物载体的制备方法，该制备方法以超顺磁Fe3O4颗粒为内核，以多巴胺碱性条件自聚合形成聚多巴胺包覆Fe3O4颗粒(Fe3O4@PDA)，以Zn2+为金属离子与有机配体咪唑-2-甲醛(ICA)组装复合Fe3O4@PDA颗粒制备得到磁热、光热性能可调控的Fe3O4@PDA@ZIF-90颗粒，即具有磁热治疗、光热治疗功能的药物载体。
具体地，所述的具有磁热治疗、光热治疗功能的药物载体的制备方法，包括如下步骤：
(1)将六水合氯化铁(FeCl3·6H2O)、柠檬酸钠(C6H5Na3O7)、尿素(CH4N2O)、聚丙烯酰胺(PAM)加入至去离子水中并超声至完全溶解，得到澄清溶液，其中，FeCl3·6H2O：C6H5Na3O7：CH4N2O：PAM：H2O的质量比优选为71:120～180:50～100：40～80:70；然后，将澄清溶液转移至水热釜中，在180～220℃下水热处理6～24小时后室温冷却；在6000～12000rpm的转速下离心收集黑色沉淀，用去离子水洗涤该黑色沉淀，60～70℃真空干燥，得到Fe3O4颗粒。
(2)将Fe3O4颗粒加入至pH＝8.5的Tris缓冲液中，超声作用使其分散均匀；然后加入盐酸多巴胺(DA)，避光机械搅拌2～4小时，其中Fe3O4：盐酸多巴胺：Tris缓冲液的质量比优选为68:60～300:150～500；反应结束后进行磁性分离，并用去离子水洗涤多次；将洗涤得到的产物置于60～70℃真空干燥箱中干燥，得到Fe3O4@PDA颗粒。
(3)将Fe3O4@PDA颗粒超声分散在无水乙醇中得到Fe3O4@PDA悬浮液；将Zn(NO3)2·6H2O完全溶解于无水乙醇中得到Zn(NO3)2溶液；将上述Zn(NO3)2溶液加入Fe3O4@PDA悬浮液中，机械搅拌反应12～24小时，其中Fe3O4@PDA：Zn(NO3)2·6H2O：无水乙醇的质量比优选为3:50～150:5～15；反应后进行磁性分离，并用去离子水洗涤，得到Fe3O4@PDA-Zn2+颗粒。
(4)将咪唑-2-甲醛(ICA)加入二甲基甲酰胺(DMF)中并在60～90℃下磁力搅拌直至完全溶解，得到ICA溶液；将Zn(NO3)2·6H2O加入DMF溶液中并超声使其完全溶解，得到Zn(NO3)2溶液；将三辛胺(TOA)加入DMF中并超声搅拌使其混合均匀，得到TOA溶液；将步骤(3)得到的Fe3O4@PDA-Zn2+颗粒加入DMF中并机械搅拌使其分散均匀，得到Fe3O4@PDA-Zn2+悬浮液；紧接着向Fe3O4@PDA-Zn2+悬浮液中滴加上述制备的ICA溶液，继续搅拌1～2小时后加入上述制备的Zn(NO3)2溶液，反应5～15分钟后加入上述制备的TOA溶液，其中，上述溶液/悬浮液浓度优选为ICA溶液1.5～2.5mg/mL、Zn(NO3)2溶液1.5～2.5mg/mL、TOA溶液10～20mg/mL、Fe3O4@PDA-Zn2+悬浮液0.5～2.0mg/mL，Fe3O4@PDA-Zn2+悬浮液：ICA溶液：Zn(NO3)2溶液：TOA溶液的体积比优选为50:10～250:10～250:5～125；机械搅拌12～24小时后对产物进行磁性分离，去离子水洗涤后于60～70℃真空干燥，即得到Fe3O4@PDA@ZIF-90颗粒。
上述具有磁热治疗、光热治疗功能的药物载体在负载、输送或制备抗癌药物中的用途。
金属有机框架是一种新型的纳米多孔材料，由于其高的比表面积和孔容、均一可调的纳米孔道，可以高含量储藏抗癌药物；金属有机框架ZIF-90颗粒由锌离子和有机配体咪唑-2-甲醛构成，具有无毒性，生物相容性；ZIF-90颗粒中的醛基有利于功能基团修饰以及相关药物分子的负载。聚多巴胺具有良好的近红外光区域的光热转换效应，并且无毒和生物相容。Fe3O4颗粒生物相容并具有良好的磁热效应。因此，金属有机框架ZIF-90复合磁性Fe3O4颗粒和聚多巴胺可以实现抗癌药物的高效输送协同磁热、光热治疗。但是，如何设计制备ZIF-90、聚多巴胺和Fe3O4复合颗粒载体成为获得抗癌药物高效输送协同磁热、光热治疗的关键。通过本发明制备的Fe3O4@PDA@ZIF-90颗粒，抗癌药物可高含量负载在ZIF-90层的纳米孔道中，从而可实现药物化疗协同磁热治疗、光热治疗功能的癌症治疗。
本发明和已有技术相比，其技术方案的优点和积极效果如下：
(1)药物pH响应控制释放：本发明所提供的具有磁热治疗、光热治疗功能的药物载体外层ZIF-90有纳米孔道，抗癌药物阿霉素等可与ZIF-90孔道表面和外表面的醛基发生共轭作用而负载在Fe3O4@PDA@ZIF-90颗粒。由于ZIF-90骨架中锌离子与有机配体之间的作用力较弱，所以其骨架在pH＝7.4的中性环境较为稳定，而随pH值降低而更容易破坏，从而有利于负载的抗癌药物释放。
(2)良好的磁热治疗功能：本发明所提供的具有磁热治疗、光热治疗功能的药物载体具有良好的磁热效应。该药物载体由于Fe3O4颗粒的超顺磁特性且饱和磁化强度在2～45emu/g可调控，在外界交变磁场作用下能在较短时间内控制其升温范围在43～48℃，还可以通过控制该药物载体本身的磁性能以及交变磁场的物理参数来调控药物载体的磁热治疗功能。
(3)良好的光热治疗功能：本发明所提供的具有磁热治疗、光热治疗功能的药物载体具有良好的光热效应。该药物载体由于聚多巴胺良好的近红外光区域的光热转换能力，在808nm近红外光照射下，非常短时间内控制其升温至43～48℃，还可以通过控制该药物载体的聚多巴胺层厚度以及近红外光强度来调控药物载体的光热治疗功能。
(4)能够实现药物化疗协同磁热治疗、光热治疗的癌症治疗方法。
附图说明
图1为实施例1制备的(A)Fe3O4、(B)Fe3O4@PDA和(C)Fe3O4@PDA@ZIF-90颗粒的透射电镜(TEM)图。
图2为实施例1和实施例2制备的Fe3O4、Fe3O4@PDA、Fe3O4@PDA@ZIF-90和Fe3O4@PDA@ZIF-90-DOX颗粒的热失重曲线。
图3为实施例2制备的Fe3O4@PDA@ZIF-90-DOX颗粒在pH7.4、pH6.0和pH4.5，温度为37℃条件下的阿霉素(DOX)释放曲线。
图4为实施例1制备的Fe3O4@PDA@ZIF-90颗粒(10mg/mL)在交变磁场作用下的磁热效应曲线。
图5为实施例1制备的Fe3O4@PDA@ZIF-90颗粒(2mg/mL)在808nm近红外光照射下的光热效应曲线。
图6为实施例1制备的Fe3O4@PDA@ZIF-90颗粒对宫颈癌细胞HeLa和成纤维细胞MC3T3-E1的体外细胞毒性结果。
图7为实施例1制备的Fe3O4@PDA@ZIF-90颗粒对宫颈癌细胞HeLa和成纤维细胞MC3T3-E1在磁热作用或光热作用后复苏培养前后的细胞活性结果，其中(A)图为磁热作用；(B)图为光热作用。
图8为实施例2制备的Fe3O4@PDA@ZIF-90-DOX颗粒的药物化疗与磁热治疗协同作用结果。
图9为实施例2制备的Fe3O4@PDA@ZIF-90-DOX颗粒的药物化疗与光热治疗协同作用结果。
具体实施方式
以下结合实施例及附图，对本发明所涉及的一种具有磁热治疗、光热治疗功能的药物载体及其制备方法做进一步说明。
实施例1
本实施例所提供的药物载体包括金属有机框架ZIF-90外层、聚多巴胺中间层和Fe3O4颗粒内核。该药物载体制备方法包括以下步骤：
(1)将0.71g六水合氯化铁(FeCl3·6H2O)、1.54g柠檬酸钠(C6H5Na3O7)、0.63g尿素(CH4N2O)、0.52g聚丙烯酰胺(PAM)加入至70mL去离子水中并超声至完全溶解，得到澄清溶液；然后，将澄清溶液转移至100mL的水热釜中，在180℃下水热处理10小时后室温冷却；在8000rpm的转速下离心收集黑色沉淀，用去离子水洗涤该黑色沉淀，60℃真空干燥，得到Fe3O4颗粒。
(2)将68mg Fe3O4颗粒加入至200mL pH＝8.5的Tris缓冲液中，超声作用使其分散均匀；然后加入136mg盐酸多巴胺(DA)，避光机械搅拌2小时；反应结束后进行磁性分离，并用去离子水洗涤多次；将洗涤得到的产物置于60℃真空干燥箱中干燥12小时，得到Fe3O4@PDA颗粒。
(3)将30mg Fe3O4@PDA颗粒超声分散在20mL无水乙醇中得到Fe3O4@PDA悬浮液；将800mg的Zn(NO3)2·6H2O完全溶解于60mL无水乙醇中得到Zn(NO3)2溶液；将上述Zn(NO3)2溶液加入Fe3O4@PDA悬浮液中，机械搅拌反应12小时后进行磁性分离，并用去离子水洗涤，得到Fe3O4@PDA-Zn2+颗粒。
(4)将咪唑-2-甲醛(ICA)加入二甲基甲酰胺(DMF)溶液并在60℃下磁力搅拌直至完全溶解，得到ICA溶液，浓度为1.92mg/mL；将Zn(NO3)2·6H2O加入DMF溶液中并超声使其完全溶解，得到Zn(NO3)2溶液，浓度为1.98mg/mL；将三辛胺(TOA)溶液加入DMF溶液中并超声搅拌使其混合均匀，得到TOA溶液，浓度为14mg/mL；将步骤(3)得到的Fe3O4@PDA-Zn2+颗粒加入DMF溶液中并机械搅拌使其分散均匀，得到Fe3O4@PDA-Zn2+悬浮液，浓度为0.7mg/mL；紧接着向50mL的Fe3O4@PDA-Zn2+悬浮液中滴加上述制备的50mL ICA溶液，继续搅拌1小时后加入上述制备的50mL Zn(NO3)2溶液，反应10分钟后加入上述制备的25mL TOA溶液；机械搅拌18小时后对产物进行磁性分离，去离子水洗涤后于60℃真空干燥12小时，得到Fe3O4@PDA@ZIF-90颗粒，即得到本发明的药物载体。
图1为制备的Fe3O4、Fe3O4@PDA和Fe3O4@PDA@ZIF-90颗粒的TEM图。从图中可以看出，Fe3O4颗粒由小晶粒堆积形成球形颗粒，平均颗粒粒径约160nm；Fe3O4@PDA颗粒表面明显包覆一层PDA层，其平均颗粒粒径约180nm；Fe3O4@PDA@ZIF-90颗粒表面形成ZIF-90纳米颗粒包覆层，其平均颗粒粒径约200nm。
实施例2
取30mg实施例1制备得到的Fe3O4@PDA@ZIF-90颗粒分散于12mL阿霉素(DOX)药物的PBS缓冲溶液中(DOX浓度0.5mg/mL)，上述混合液在避光的振荡器室温摇晃24小时后离心分离，PBS缓冲液洗涤多次，最后经冷冻干燥后得到负载DOX药物的Fe3O4@PDA@ZIF-90-DOX颗粒。
图2为实施例1和实施例2制备的Fe3O4、Fe3O4@PDA、Fe3O4@PDA@ZIF-90和Fe3O4@PDA@ZIF-90-DOX颗粒的热失重曲线。由热失重分析测定得到DOX药物在Fe3O4@PDA@ZIF-90颗粒上的负载量约为15％，具有较高的抗癌药物DOX负载量。
图3为实施例2制备的Fe3O4@PDA@ZIF-90-DOX颗粒在pH7.4、pH6.0和pH4.5、温度37℃条件下的DOX释放曲线。
将实施例2得到的Fe3O4@PDA@ZIF-90-DOX颗粒分散在pH值分别为7.4、6.0和4.5的PBS缓冲液中，并在37℃温度下进行DOX药物的释放实验。释放药物浓度在NanoDrop2000C超微量分光光度计上测定，实验测定前先测定DOX药物在溶液中浓度与吸光度的标准曲线。
结果如图3所示，在pH＝7.4的释放溶液中时，10小时内仅有16％的DOX释放出来；而在pH＝6.0的释放溶液中时，10小时的DOX释放量增加到约70％；进一步降低释放溶液至pH＝4.5时，10小时内的DOX释放量可达到88％。说明Fe3O4@PDA@ZIF-90-DOX颗粒具有pH响应药物释放行为，即可实现在进入细胞前只少量释放抗癌药物，而在进入细胞后快速释放抗癌药物。
实施例3
图4为实施例1制备的Fe3O4@PDA@ZIF-90颗粒在交变磁场作用下的磁热效应曲线。
将实施例1制备的Fe3O4@PDA@ZIF-90颗粒分散于去离子水中使其浓度为10mg/mL，采用DM100磁热疗效应分析仪(西班牙nanoscale biomagnetics公司)测定该药物载体的磁热效应。当设置磁场强度为180Gauss，磁场频率409kHz，颗粒溶液(10mg/mL)体积为1mL时，交变磁场作用10分钟使得溶液温度从28℃升温至46℃。
结果如图4所示，1mL的颗粒溶液(10mg/mL)在交变磁场(磁场强度180Gauss，磁场频率409kHz)作用下快速升温，能够在10分钟内从28℃升至46℃。说明实施例1制备的Fe3O4@PDA@ZIF-90颗粒有很好的磁热效应，能够在较短时间内达到磁热疗的温度(磁热疗温度一般在43～48℃)，有利于实际磁热治疗应用。
实施例4
图5为实施例1制备的Fe3O4@PDA@ZIF-90颗粒在808nm近红外光照射下的光热效应曲线。
将实施例1制备的Fe3O4@PDA@ZIF-90颗粒分散于去离子水中使其浓度为2mg/mL，采用红外光热成像仪测定该药物载体的光热效应。当设置光源强度为1.0W/cm2，近红外光波长808nm，照射距离1厘米，颗粒溶液(2mg/mL)体积为0.1mL时，808nm近红外光照射10分钟使得溶液温度从30℃升温至55℃。
结果如图5所示，0.1mL的颗粒溶液(2mg/mL)在近红外光(光源强度为1.0W/cm2，近红外光波长808nm，照射距离1厘米)照射下快速升温，能够在10分钟内从30℃升至55℃。说明实施例1制备的Fe3O4@PDA@ZIF-90颗粒有很好的光热效应，能够在较短时间内达到光热治疗的温度(热疗温度一般在43～48℃)，有利于实际光热治疗应用。
实施例5
图6为实施例1制备的Fe3O4@PDA@ZIF-90颗粒的体外细胞毒性结果。Fe3O4@PDA@ZIF-90颗粒的体外细胞毒性测定采用标准的Cell Counting Kit-8方法。宫颈癌HeLa细胞株和小鼠成纤维MC3T3-E1细胞株购买于上海生化细胞研究所并按提供的方法进行培养。
具体实验过程如下：交变磁场作用情况将实施例1制备的Fe3O4@PDA@ZIF-90颗粒分散于MEM培养液并配制成浓度为1mg/mL的悬浮液，当HeLa细胞和MC3T3-E1细胞分别播种在96孔板(细胞密度5000个/孔)后，将Fe3O4@PDA@ZIF-90颗粒悬浮液立刻加到96孔板，最终的Fe3O4@PDA@ZIF-90颗浓度分别达到25、50、75、100和200μg/mL，溶液体积为100μL。
药物载体悬浮液与细胞共培养48小时后，每孔中加入10μL的CCK-8溶液，细胞继续培养2小时后用酶标仪(Bio-Rad 680，USA)测定450nm波长处的吸光度。Fe3O4@PDA@ZIF-90颗粒悬浮液处理过的HeLa细胞和MC3T3-E1细胞的活细胞与没有Fe3O4@PDA@ZIF-90颗粒悬浮液处理的HeLa细胞和MC3T3-E1细胞的活细胞相比的百分数表示为细胞毒性。结果如图6所示，实施例1制备的Fe3O4@PDA@ZIF-90药物载体在浓度达到200μg/mL时对癌细胞和成纤维细胞仍然没有细胞毒性。
实施例6
实施例1制备的Fe3O4@PDA@ZIF-90颗粒分别与宫颈癌HeLa细胞和小鼠成纤维MC3T3-E1细胞共培养后，在交变磁场或808nm近红外光照射作用后立刻测定细胞活性以及继续培养12小时后测定细胞活性，以此来分析Fe3O4@PDA@ZIF-90颗粒在交变磁场或808nm近红外光照射作用后对癌细胞和正常细胞的影响。具体实验过程如下：
交变磁场作用情况：将实施例1制备的Fe3O4@PDA@ZIF-90颗粒分散于MEM培养液并配成浓度为1mg/mL的悬浮液。当HeLa细胞和MC3T3-E1细胞分别播种在灭菌的磁热测量瓶(西班牙nanoscale biomagnetics公司)(细胞密度5000个/瓶)后，将Fe3O4@PDA@ZIF-90颗粒悬浮液立刻加到磁热测量瓶，Fe3O4@PDA@ZIF-90颗粒浓度为50μg/mL，溶液体积为100μL。Fe3O4@PDA@ZIF-90颗粒悬浮液与细胞共培养12小时后，洗涤细胞以除去细胞外剩余的Fe3O4@PDA@ZIF-90颗粒，并重新加入100μL新鲜MEM培养液。接着，HeLa细胞和MC3T3-E1细胞在DM100磁热疗效应分析仪(西班牙nanoscale biomagnetics公司)中进行交变磁场(磁场强度180Gauss，磁场频率409kHz)处理10分钟，然后一部分HeLa细胞和MC3T3-E1细胞的磁热测量瓶中加入10μL/瓶的CCK-8溶液，细胞继续培养2小时后用酶标仪(Bio-Rad 680，USA)测定细胞的细胞活性。另一部分交变磁场作用过的HeLa细胞和MC3T3-E1细胞继续培养细胞12小时，然后每个磁热测量瓶中加入10μL/瓶的CCK-8溶液，细胞继续培养2小时后用酶标仪(Bio-Rad 680，USA)测定细胞的细胞活性。
808nm近红外光照射作用情况：将实施例1制备的Fe3O4@PDA@ZIF-90颗粒分散于MEM培养液并配成浓度为1mg/mL的悬浮液。当HeLa细胞和MC3T3-E1细胞分别播种在96孔板(细胞密度5000个/孔)后，将Fe3O4@PDA@ZIF-90颗粒悬浮液立刻加到96孔板中，Fe3O4@PDA@ZIF-90颗粒浓度为50μg/mL，溶液体积为100μL。Fe3O4@PDA@ZIF-90颗粒悬浮液与细胞共培养12小时后，洗涤细胞以除去细胞外剩余的Fe3O4@PDA@ZIF-90颗粒，并重新加入100μL新鲜MEM培养液。接着，利用红外光热成像仪的808nm近红外光(光源强度为1.0W/cm2，照射距离1厘米)照射细胞3分钟，然后一部分HeLa细胞和MC3T3-E1细胞的96孔板中加入10μL/孔的CCK-8溶液，细胞继续培养2小时后用酶标仪(Bio-Rad 680，USA)测定细胞的细胞活性。另一部分808nm近红外光照射过的HeLa细胞和MC3T3-E1细胞继续培养细胞12小时，然后96孔板中加入10μL/孔的CCK-8溶液，细胞继续培养2小时后用酶标仪(Bio-Rad680，USA)测定细胞的细胞活性。
结果如图7所示，Fe3O4@PDA@ZIF-90颗粒与HeLa、MC3T3-E1细胞共培养后，经过磁热作用或光热作用后再进行培养，HeLa细胞的死亡不可逆，而大部分MC3T3-E1细胞得到的复活。
实施例7
图8为实施例2中负载DOX药物的Fe3O4@PDA@ZIF-90-DOX颗粒的药物化疗协同磁热疗结果。
将实施例2制备的负载DOX的药物载体Fe3O4@PDA@ZIF-90-DOX分散于MEM培养液并配成浓度100μg/mL的悬浮液。当HeLa细胞播种在灭菌磁热测量瓶(细胞密度5000个/孔)后，将纯DOX溶液、药物载体Fe3O4@PDA@ZIF-90、负载DOX药物载体Fe3O4@PDA@ZIF-90-DOX和对照药物载体负载DOX的氧化石墨烯包覆Fe3O4@mSiO2介孔纳米颗粒(Fe3O4@mSiO2@GO-DOX，其制备见申请日20160707、申请号201610531431X、公布号CN105997944A的发明专利申请《一种具有磁热、光热效应的纳米药物载体及其制备方法》)的悬浮液加到磁热测量瓶，溶液体积为100μL；最终纯DOX溶液含DOX为3.5μg，药物载体悬浮液含50μg载体，负载DOX的药物载体悬浮液中含3.5μgDOX、50μg药物载体。共同培养12小时后，洗涤细胞以除去细胞外剩余的DOX和药物载体，并重新加入100μL新鲜MEM培养液。细胞在DM100磁热疗效应分析仪(西班牙nanoscale biomagnetics公司)中进行交变磁场(磁场强度180Gauss，磁场频率409kHz)处理10分钟，接着继续培养细胞12小时。然后，每个磁热测量瓶中加入10μL的CCK-8溶液，细胞继续培养2小时后用酶标仪(Bio-Rad 680，USA)测定细胞的细胞活性。
结果如图8所示，经过交变磁场处理后，与负载DOX的药物载体溶液共培养细胞的细胞活性明显低于与纯DOX溶液、纯药物载体溶液和对照药物载体溶液共培养细胞的细胞活性。说明实施例2制备的负载DOX的药物载体Fe3O4@PDA@ZIF-90-DOX具有药物化疗和磁热疗的协同作用，明显提高治疗效果，并且优于对照药物载体Fe3O4@mSiO2@GO-DOX。
实施例8
图9为实施例2中负载DOX药物的Fe3O4@PDA@ZIF-90-DOX颗粒的药物化疗协同光热治疗结果。
将实施例2制备的负载DOX的药物载体Fe3O4@PDA@ZIF-90-DOX分散于MEM培养液并配成浓度100μg/mL的悬浮液。当HeLa细胞播种在96孔板(细胞密度5000个/孔)后，将纯DOX溶液、药物载体Fe3O4@PDA@ZIF-90、负载DOX药物载体Fe3O4@PDA@ZIF-90-DOX和对照药物载体负载DOX的氧化石墨烯包覆Fe3O4@mSiO2介孔纳米颗粒(Fe3O4@mSiO2@GO-DOX)的悬浮液加到96孔板，溶液体积为100μL；最终纯DOX溶液含DOX为3.5μg，药物载体悬浮液含50μg载体，负载DOX的药物载体悬浮液中含3.5μgDOX、50μg药物载体。共同培养12小时后，洗涤细胞以除去细胞外剩余的DOX和药物载体，并重新加入100μL新鲜MEM培养液。接着，利用红外光热成像仪的808nm近红外光(光源强度为1.0W/cm2，照射距离1厘米)照射细胞3分钟，接着继续培养细胞12小时。然后，每孔中加入10μL的CCK-8溶液，细胞继续培养2小时后用酶标仪(Bio-Rad 680,USA)测定细胞的细胞活性。
结果如图9所示，经过808nm红外光照射处理后，与负载DOX的药物载体溶液共培养细胞的细胞活性明显低于与纯DOX溶液、纯药物载体溶液和对照药物载体溶液共培养细胞的细胞活性。说明实施例2制备的负载DOX的药物载体Fe3O4@PDA@ZIF-90-DOX具有药物化疗和光热治疗的协同作用，明显提高治疗效果，并且优于对照药物载体Fe3O4@mSiO2@GO-DOX。
当然，本发明所涉及的一种具有磁热治疗、光热治疗功能的药物载体及其制备方法与应用并不仅仅限定于上述实施例1至8中的内容。以上内容仅为本发明构思下的基本说明，而依据本发明的技术方案所作的任何等效变换，均属于本发明的保护范围。
另外，本发明所涉及的药物载体的颗粒粒径可以在50～550nm之间可调，药物载体的ZIF-90层厚可以在10～100nm之间可调，PDA中间层厚可以在5～50nm之间可调，Fe3O4颗粒内核粒径可以在20～250nm之间可调。

Claims (10)

1.一种具有磁热治疗、光热治疗功能的药物载体，其特征在于：包括金属有机框架ZIF-90外层、聚多巴胺中间层和Fe3O4颗粒内核。
2.根据权利要求1所述的药物载体，其特征在于：所述药物载体的颗粒粒径为50～550nm。
3.根据权利要求1所述的药物载体，其特征在于：所述的ZIF-90外层的层厚10～100nm，聚多巴胺中间层的层厚5～50nm，Fe3O4颗粒内核的粒径为20～250nm。
4.权利要求1-3任一项所述的药物载体的制备方法，其特征在于：以超顺磁Fe3O4颗粒为内核，以多巴胺碱性条件自聚合形成聚多巴胺包覆Fe3O4颗粒，以Zn2+为金属离子与有机配体咪唑-2-甲醛组装复合Fe3O4@PDA颗粒制备得到Fe3O4@PDA@ZIF-90颗粒，即具有磁热治疗、光热治疗功能的药物载体。
5.根据权利要求4所述的药物载体的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
(1)将六水合氯化铁、柠檬酸钠、尿素、聚丙烯酰胺加入至去离子水中并超声至完全溶解，得到澄清溶液；将澄清溶液转移至水热釜中，在180～220℃下水热处理6～24小时后冷却；离心收集黑色沉淀，去离子水洗涤后真空干燥，得到Fe3O4颗粒；
(2)将Fe3O4颗粒加入至pH＝8.5的Tris缓冲液中，超声作用使其分散均匀，加入盐酸多巴胺，避光搅拌2～4小时，反应结束后进行磁性分离，去离子水洗涤后真空干燥，得到Fe3O4@PDA颗粒；
(3)将Fe3O4@PDA颗粒超声分散在无水乙醇中得到Fe3O4@PDA悬浮液，将Zn(NO3)2·6H2O完全溶解于无水乙醇中得到Zn(NO3)2溶液，将Zn(NO3)2溶液加入Fe3O4@PDA悬浮液中，搅拌反应12～24小时，反应后进行磁性分离，去离子水洗涤后，得到Fe3O4@PDA-Zn2+颗粒；
(4)将咪唑-2-甲醛、Zn(NO3)2·6H2O、三辛胺、步骤(3)得到的Fe3O4@PDA-Zn2+颗粒分别加入到DMF中，得到咪唑-2-甲醛溶液、Zn(NO3)2溶液、三辛胺溶液、Fe3O4@PDA-Zn2+悬浮液；向Fe3O4@PDA-Zn2+悬浮液中滴加咪唑-2-甲醛溶液，搅拌1～2小时后加入Zn(NO3)2溶液，反应5～15分钟后加入三辛胺溶液，搅拌12～24小时后对产物进行磁性分离，去离子水洗涤后真空干燥，得到Fe3O4@PDA@ZIF-90颗粒。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)中得到澄清溶液所用六水合氯化铁、柠檬酸钠、尿素、聚丙烯酰胺、去离子水的质量比为71:120～180:50～100：40～80:70。
7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：步骤(2)中Fe3O4颗粒、盐酸多巴胺、Tris缓冲液的质量比为68:60～300:150～500。
8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：步骤(3)中将Zn(NO3)2溶液加入Fe3O4@PDA悬浮液中得到的混合液中，Fe3O4@PDA、Zn(NO3)2·6H2O、无水乙醇的质量比为3:50～150:5～15。
9.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：步骤(4)中，咪唑-2-甲醛溶液浓度为1.5～2.5mg/mL，Zn(NO3)2溶液浓度为1.5～2.5mg/mL，三辛胺溶液浓度为10～20mg/mL，Fe3O4@PDA-Zn2+悬浮液浓度为0.5～2.0mg/mL；Fe3O4@PDA-Zn2+悬浮液、咪唑-2-甲醛溶液、Zn(NO3)2溶液、三辛胺溶液的体积比为50:10～250:10～250:5～125。
10.权利要求1-3任一项所述的药物载体在负载、输送或制备抗癌药物中的用途。
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