CN109771390A

CN109771390A - 一种pH响应的组氨酸短肽-金属配位聚合物纳米颗粒的制备方法

Info

Publication number: CN109771390A
Application number: CN201910129178.9A
Authority: CN
Inventors: 昝兴杰; 黄文娟; 史鹏忠
Original assignee: WENZHOU BIOMEDICAL MATERIALS AND ENGINEERING RESEARCH INSTITUTE
Current assignee: WENZHOU BIOMEDICAL MATERIALS AND ENGINEERING RESEARCH INSTITUTE
Priority date: 2019-02-21
Filing date: 2019-02-21
Publication date: 2019-05-21

Abstract

本发明涉及一种pH响应的组氨酸短肽‑金属有机配位聚合物纳米颗粒的制备方法，通过将组氨酸短肽与药物同时溶解后，与聚乙烯吡咯烷酮的缓冲溶液混合，在超声条件下加入金属盐溶液，反应一定时间后，通过离心洗涤后得到金属有机配位聚合物纳米颗粒。本发明合成方法简便，快速，条件温和。借助组氨酸短肽与金属配位聚合形成的纳米颗粒，能将药物高效包裹于其中并能根据pH值的变化控制药物释放，且具有细胞内可降解性等优点。

Description

一种pH响应的组氨酸短肽-金属配位聚合物纳米颗粒的制备方法

技术领域

本发明设计的是一种纳米药物技术领域的制备方法，具体是一种pH响应的组氨酸短肽-金属配位聚合物纳米颗粒的制备方法。

背景技术

近年来，金属有机配位聚合物作为一种新型的载药体系，其具有结构多样性、表面积大、可调的粒径及孔隙大小、pH值响应性等特性，使得金属有机配位聚合物在药物递送和癌症治疗的发展中得到了广泛关注。另外，由于人体肿瘤微环境中的pH值较正常血液等环境偏酸性（5.7-7.8），且胞内溶酶体的pH值可降至4.5左右。因此，pH值响应释放的药物载送体系在肿瘤的治疗领域具有广泛的应用前景。

Oh M等人首次在《Nature》上报道了将金属有机配位聚合物制备成胶态球状颗粒；P. Horcajada 等人首次研究了基于铬的金属有机框架MIL-100和MIL-101的载药行为，发现其具有良好的装载能力25.8%，58%和pH值控制释放的行为，考虑到金属铬的细胞毒性较大，P. Horcajada, C等又引入了基于铁的金属有机框架MIL-53(Fe)，大大降低了金属有机配位聚合物的细胞毒性；接着C. Y. Sun等人又引入了基于金属锌的金属有机框架；RieterW J 等人利用纳米级的铽金属配位聚合物装载铂类抗肿瘤药物，并用二氧化硅包裹颗粒外层，以延缓抗肿瘤药物释放；Lin W B 等人还报道了将成像造影剂或抗癌药物修饰到已经合成的金属有机框架上用于药物载送；Morris W 报道了一种具有生物相容性的无限-配位-聚合物纳米粒子核酸结合物用于抗敏感基因的调节。

但是，利用金属离子与组氨酸短肽通过配位聚合作用合成纳米载药颗粒仍未见有报道。而且，同时具有较高药物装载率、pH值响应性释放及细胞内可降解性这三种特征的药物释放体系仍是纳米技术领域的一个难题。

发明内容

本发明针对现有纳米载药技术存在的不足，提供一种pH响应的组氨酸短肽-金属有机配位聚合物纳米颗粒的制备方法。本发明合成方法简便，快速，条件温和。借助组氨酸短肽与金属配位聚合形成的纳米颗粒，能将药物高效包裹于其中，并能根据pH值的变化控制药物释放，还具有细胞内可降解性等优点。

本发明是公开了一种pH响应的组氨酸短肽-金属有机配位聚合物纳米颗粒的制备方法，在0～40℃下，通过将组氨酸短肽与药物同时溶解，后与PVPON的缓冲溶液混合，在超声条件下加入金属盐溶液进行反应，完成反应后，通过离心洗涤后，冻干，得到金属有机配位聚合物纳米颗粒。

本发明进一步设置为所述组氨酸短肽为3～12个组氨酸聚合的短肽。

本发明进一步设置为所述组氨酸短肽与金属盐的质量比为2～10: 1。

本发明进一步设置为所述组氨酸短肽与药物的质量比为1 :（0.01～1.5）。

本发明进一步设置为所述聚乙烯吡咯烷酮的质量浓度为1～20 mg/mL。

本发明进一步设置为所述聚乙烯吡咯烷酮的分子量为10000～600000。

本发明进一步设置为所述缓冲溶液包括：4-羟乙基哌嗪乙磺酸钠、三羟甲基氨基甲烷、双(2-羟基乙胺基)三(羟甲基)甲烷、（Bis-Tris）2-(N-吗啡啉）乙磺酸。

本发明进一步设置为所述缓冲溶液的浓度为0.01～1 M，pH值范围在7.0～9.0。

本发明进一步设置为所述超声功率为10～100 kHz。

本发明进一步设置为所述金属盐为硝酸锌、三氯化铁、氯化锆、硫酸铜中的任意一种。

本发明进一步设置为所述溶剂为去离子水、乙醇、甲醇、二甲基甲酰胺或二甲基亚砜等有机溶剂。

本发明进一步设置为所述药物包括：含有羰基、羧基、氨基、巯基、烷基、羟基、磷酸基、磺酸基、硝基、胍基等基团的有机化合物。优选：荧光素钠、荧光素、罗丹明、钙黄绿素、盐酸阿霉素、地塞米松、紫杉醇、替加环素以及罗红霉素等

本发明的有益效果是：本发明制备过程简单，快速，温和。能够得到粒径较为均一的金属有机配位聚合物纳米颗粒；能够装载不同分子量大小以及双亲性的药物，且具有高效的药物装载率；具有pH值响应性，能快速进入细胞，并在细胞内快速降解。基于以上有益效果，本发明得到的金属有机配位聚合物纳米颗粒可被广泛应用于各种药物的递送。

附图说明

图1是实施例1制备的包载了荧光素钠的His₆-Zn配位聚合物纳米颗粒的透射电子显微镜图片；

图2是实施例1制备的His₆-Zn配位聚合物纳米颗粒粒径分布图；

图3是实施例1中His₆-Zn配位聚合物纳米颗粒对不同浓度荧光素钠的包封率及载药量图；

图4是实施例1中His₆-Zn配位聚合物纳米颗粒包载荧光素钠在不同pH下的释放曲线图。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明进行具体的描述，只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限定，该领域的技术工程师可根据上述发明的内容对本发明做出一些非本质的改进和调整。

实施例1

在25 ℃条件下，将1 mg荧光素钠溶解于1 mL浓度为7.8 mg/mL 六聚组氨酸（His₆）的水溶液中；将 10 mg 聚乙烯吡咯烷酮溶解于1 mL的浓度为0.05 M的HEPES缓冲溶液中。将上述溶液混合均匀，在超声频率为80 kHz的条件下，缓慢滴加45.6 μL浓度为0.1 M硝酸锌的水溶液，反应15 min，用12000 rpm/min离心12分钟，去上清后加入去离子水，如此洗涤3遍，冻干，得到包载了荧光素钠的His₆-Zn配位聚合物纳米颗粒。将其冻干颗粒用透射电子显微镜观察形貌，呈不规则球形，如图1所示。重新分散在水中，进一步采用纳米粒度仪测试颗粒的粒径分布，得到其平均粒径约为60 nm，如图2所示。

利用如上方法，在不同的荧光素钠浓度下，制备包载了荧光素钠的His₆-Zn配位聚合物纳米颗粒，用12000 rpm/min离心12min，去上清液后用1M HCl稀释后测试紫外的吸收强度。制定紫外条件下荧光素钠-吸收强度的标准曲线，计算不同浓度荧光素钠的包封率及载药量作图。结果显示：随着荧光素钠浓度的升高，载药量逐渐升高，包封率逐渐降低；此外，在加入荧光素钠9 mg/mL左右，载药量趋于饱和，而包封率逐渐降低，如图3所示。

如下评估该His₆-Zn配位聚合物纳米颗粒的pH值响应性，将得到的包载了荧光素钠的His₆-Zn配位聚合物纳米颗粒等量均匀分散于透析袋中，分别置于50 mL的pH分别为5.8、 6.5、 7.2的BIS-TRIS缓冲溶液中，在室温下震荡，定时取上清样品，紫外定量检测其上清浓度。结果如下：在pH 7.2溶液中，70小时荧光素钠释放了72 %；相同时间，在pH 5.8溶液中，荧光素钠100 %释放；结果如图4所示。而在pH 4.5溶液中，荧光素钠在仅6分钟后便完全释放，这一结果表明，基于His₆-Zn的有机配位聚合物具有pH响应性。

实施例2

在4 ℃条件下，将2 mg地塞米松溶解于1 mL浓度为5 mg/mL His₆的甲醇溶液中，再与1mL浓度为10 mg/mL 聚乙烯吡咯烷酮的甲醇溶液混合均匀，在超声频率为80 kHz的条件下，缓慢滴加30 μL浓度为0.1 M硝酸锌的甲醇溶液，反应15 min后，在12000 rpm/min离心12分钟后去上清，用去离子水洗涤3遍，冻干，得到包载了地塞米松的His₆-Zn配位聚合物纳米颗粒。

实施例3

在40 ℃条件下，将2 mg盐酸阿霉素溶解于1 mL浓度为10 mg/mL His₆的水溶液中，与1mL浓度为10 mg/mL 聚乙烯吡咯烷酮的水溶液混合均匀，在超声频率为80 kHz的条件下，缓慢滴加40 μL浓度为0.1 M氯化锆（ZrCL₄）的水溶液，反应15 min后，在10000 rpm/min离心30分钟后去上清，用去离子水洗涤3遍，冻干，得到包载了盐酸阿霉素的His₆-Zr配位聚合物纳米颗粒。

实施例4

在20 ℃条件下，将1 mg替加环素溶解于1 mL浓度为10 mg/mL三聚组氨酸（His₃）的二甲基甲酰胺溶液中，与1 mL浓度为10 mg/mL 聚乙烯吡咯烷酮的二甲基甲酰胺溶液混合均匀，在超声频率为80 kHz的条件下，缓慢滴加30 μL浓度为0.1 M三氯化铁的二甲基甲酰胺溶液，反应15 min后，在12000 rpm/min离心12分钟后去上清，用去离子水洗涤3遍，冻干，得到包载了替加环素的His₃-Fe配位聚合物纳米颗粒。

实施例5

在20 ℃条件下，将2 mg盐酸阿霉素溶解于1 mL浓度为10 mg/mL 十二聚组氨酸（His₁₂）的水溶液中，与1 mL浓度为10 mg/mL 聚乙烯吡咯烷酮的水溶液混合均匀，在超声频率为80 kHz的条件下，缓慢滴加50 μL浓度为0.1 M硫酸铜的水溶液，反应15 min后，在12000 rpm/min离心12分钟后去上清，用去离子水洗涤3遍，冻干，得到包载了盐酸阿霉素的His₁₂-Cu配位聚合物纳米颗粒。

本发明可用其他的不违背本发明的精神和主要特征的具体形式来概述。因此，无论从哪一点来看，本发明的上述实验方案都只能认为是对本发明的说明，权利要求指出了本发明的范围，而上述的说明并未指出发明的范围。因此，在与本发明的权利要求说明书相当的含义和范围内的任何变化，都应认为是包括在权利要求书的范围内。

Claims

1.一种pH响应的组氨酸短肽-金属有机配位聚合物纳米颗粒的制备方法，其特征在于，在0～40℃下，通过将组氨酸短肽与药物同时溶解，再与聚乙烯吡咯烷酮的缓冲溶液混合，在超声条件下加入金属盐溶液进行反应，完成反应后通过离心洗涤，冻干，得到金属有机配位聚合物纳米颗粒。

2.根据权利要求1所述的一种pH响应的组氨酸短肽-金属有机配位聚合物纳米颗粒的制备方法，其特征在于，所述组氨酸短肽为3～12个组氨酸聚合的短肽。

3.根据权利要求1所述的一种pH响应的组氨酸短肽-金属有机配位聚合物纳米颗粒的制备方法，其特征在于，所述组氨酸短肽与金属盐的质量比为2～10: 1。

4.根据权利要求1所述的一种pH响应的组氨酸短肽-金属有机配位聚合物纳米颗粒的制备方法，其特征在于，所述组氨酸短肽与药物的质量比为1 :0.01～1.5。

5.根据权利要求1所述的一种pH响应的组氨酸短肽-金属有机配位聚合物纳米颗粒的制备方法，其特征在于，所述聚乙烯吡咯烷酮的质量浓度为1～20 mg/mL。

6.根据权利要求1所述的一种pH响应的组氨酸短肽-金属有机配位聚合物纳米颗粒的制备方法，其特征在于，所述缓冲溶液的浓度为0.01～1 M，pH值范围在7.0～9.0。

7.根据权利要求1所述的一种pH响应的组氨酸短肽-金属有机配位聚合物纳米颗粒的制备方法，其特征在于，所述超声条件为功率10～100 kHz。

8.根据权利要求1所述的一种pH响应的组氨酸短肽-金属有机配位聚合物纳米颗粒的制备方法，其特征在于，所述金属盐为硝酸锌、三氯化铁、氯化锆、硫酸铜中的任意一种。

9.根据权利要求1所述的一种pH响应的组氨酸短肽-金属有机配位聚合物纳米颗粒的制备方法，其特征在于，所述溶剂为去离子水、乙醇、甲醇、二甲基甲酰胺或二甲基亚砜等有机溶剂。

10.根据权利要求1所述的一种pH响应的组氨酸短肽-金属有机配位聚合物纳米颗粒的制备方法，其特征在于，所述包载药物包括：含有羰基、羧基、氨基、巯基、烷基、羟基、磷酸基、磺酸基、硝基、胍基等基团的有机化合物。