CN110384806A - 载药聚多巴胺/树状大分子-金纳米颗粒的制备及应用 - Google Patents
载药聚多巴胺/树状大分子-金纳米颗粒的制备及应用 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种载药聚多巴胺/树状大分子‑金纳米颗粒的制备及应用，包括：将树状大分子‑金纳米颗粒修饰到聚多巴胺纳米颗粒表面，并进行聚乙二醇修饰和抗癌药物阿霉素负载。所得“核‑卫星”结构的复合纳米颗粒可酸响应释放小尺寸“卫星”，实现肿瘤深处药物递送并缓解肿瘤乏氧产生的耐药性；在内部（酸和过氧化氢）和外部（近红外光）刺激下定点释放阿霉素。所得复合纳米颗粒具有良好的生物相容性，能对肿瘤部位实现光声诊断和光热治疗，更重要的是可以对肿瘤生长实现显著的抑制作用。本发明方法可以显著提高传统化学药物的治疗效果，实现更为全面立体的肿瘤治疗，并为恶性肿瘤的诊断和治疗提供了新的思路。
Description
技术领域
本发明属于针对乏氧肿瘤的纳米诊疗剂制备领域，特别涉及一种“核-卫星”结构的载药聚多巴胺/树状大分子-金复合纳米颗粒的制备方法及其在乏氧肿瘤中的光声成像/光热治疗/化学治疗中的诊疗一体化应用。
背景技术
化学治疗作为一种临床上常规的肿瘤治疗手段，现已被广泛使用。然而为了充分发挥其药物疗效，化学药物必须达到肿瘤部位。但是大多数抗癌药物由于自身的独特性质，如血池代谢速度快、水溶性差等，往往很难达到良好的治疗效果。为了提高癌症的治疗效果，现已有研究证明，设计和建造纳米“车辆”来装载化学药物，可显著改善化疗效果。例如，阿霉素（DOX）作为一种被人们广泛选择的模式药物，可直接破坏DNA链，阻止细胞分裂，进而导致细胞凋亡。由于大多数DNA链位于细胞核内，可构建一种能够帮助DOX到达细胞核的纳米载体。针对细胞膜和核膜上的蛋白受体，将环精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸五肽与TAT肽结合，开发了一种级联递送纳米载体，通过配体受体特异性识别结合可在一定程度上克服生物屏障，提高化学治疗效果（Advanced Materials 2014,26 (39), 6742-6748）。
然而，对于实现针对实体肿瘤的有效化疗，仅仅从细胞水平考虑构建纳米载体是远远不够的。在设计中还应考虑到实体瘤本身的特点，如缺氧及间质密度过高。肿瘤缺氧主要是由于微血管系统缺陷和细胞增殖过快而导致的，被认为是化疗的关键障碍之一。而实体瘤的组织间质密度过高会影响纳米载体的穿透深度，使得药物在肿瘤深部缺氧区域的分布效率低下，进而化疗效果差。因此，开发一种能够适应甚至调节肿瘤微环境的纳米载体具有巨大的潜力。
缓解乏氧被认为是提高化疗疗效的一种颇具潜力的方法。目前已有较多研究致力于此，如直接向肿瘤部位输送氧气、刺激前药产生氧气、或通过肿瘤内过量产生的过氧化氢分解产生氧气。有趣的是，通过肿瘤部位局部温度升高引起的血流加速也可以在一定程度上缓解肿瘤乏氧。这可以通过引入光热剂来实现。另一方面，提高纳米载体穿透深度，有利于将药物深入到肿瘤内部，提高化学治疗效果。这可以通过酸、过氧化氢、酶、近红外光等多种刺激诱导的尺寸收缩方法来实现。基于此，构建一种包含上述所有功能的纳米“车辆”具有巨大的潜力，但尚未得到充分的探索。
在此基础上，我们设计并构建了“核-卫星”结构的载药聚多巴胺/树状大分子-金复合纳米颗粒，包括：制备聚多巴胺纳米颗粒为“核”；制备树状大分子-金纳米颗粒为“卫星”；将树状大分子-金纳米颗粒修饰到聚多巴胺纳米颗粒表面上；随后进行聚乙二醇修饰；最后进行抗癌药物阿霉素的负载。所得复合纳米颗粒在肿瘤部位可响应偏酸的微环境释放“卫星”纳米颗粒，实现肿瘤深处药物递送。同时金纳米颗粒表现类过氧化氢酶活性，原位催化过氧化氢分解产生氧气，降低乏氧环境产生的耐药性。所得复合纳米颗粒负载的抗癌药物阿霉素可在内部（酸和过氧化氢）和外部（近红外光）刺激下定点释放，具有良好的肿瘤特异性。所得复合纳米颗粒能响应近红外光，对肿瘤部位实现光声诊断和光热治疗。所得复合纳米颗粒具有良好的生物相容性，可以对肿瘤生长实现显著地抑制作用。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供载药聚多巴胺/树状大分子-金纳米颗粒的制备及应用。该方法制备过程温和，简单易行，制备得到的“核-卫星”结构的载药聚多巴胺/树状大分子-金复合纳米颗粒具有良好的类过氧化氢酶活性、刺激响应性、近红外光响应能力、生物相容性。针对乏氧肿瘤可表现出优良的诊断和治疗效果，具有潜在的应用前景。本发明涉及五个基本原理：
（1）利用聚多巴胺表面活性基团，有效整合树状大分子-金纳米颗粒和抗癌药物阿霉素，构建集光声成像/光热治疗/化学治疗于一体的乏氧肿瘤纳米诊疗剂。
（2）所得复合纳米颗粒在肿瘤部位可响应偏酸的微环境，释放“卫星”纳米颗粒，进行肿瘤深处药物递送。同时“卫星”纳米颗粒表现类过氧化氢酶活性，原位催化过氧化氢分解产生氧气，降低因乏氧环境产生的耐药性。
（3）所得复合纳米颗粒所负载的抗癌药物阿霉素可在内部（酸和过氧化氢）和外部（近红外光）刺激下定点释放。
（4）所得复合纳米颗粒可以响应近红外光，可对肿瘤部位实现光声诊断和光热治疗。
（5）所得复合纳米颗粒具有良好的生物相容性，同时可以对肿瘤生长实现显著的抑制作用。
本发明提供如下技术方案：
1.本发明的载药聚多巴胺/树状大分子-金纳米颗粒的制备及应用，其特征在于包括如下步骤：
（1）配制一定比例的氨水、乙醇和蒸馏水的混合溶液，之后加入多巴胺单体水溶液，水浴搅拌12小时，离心纯化后得到聚多巴胺纳米颗粒PDA；将树状大分子水溶液和氯金酸水溶液搅拌混合，搅拌均匀后加入硼氢化钠进行还原反应，反应结束后经透析纯化和冷冻干燥可得树状大分子-金纳米颗粒G5Au；将上述制备的聚多巴胺纳米颗粒和树状大分子-金纳米颗粒混合于10 mM和pH为8.5的Tris缓冲液中进行反应，反应结束后透析纯化可得到“核-卫星”结构的聚多巴胺/树状大分子-金复合纳米颗粒PDA-G5Au；
（2）配制聚乙二醇水溶液mPEG-COOH，使用N-(3-二甲氨基丙基)-N'-乙基碳二亚胺盐酸盐活化其羧基，随后将其加入到聚多巴胺/树状大分子-金纳米颗粒水溶液中，反应结束后经透析纯化可得聚乙二醇化的聚多巴胺/树状大分子-金复合纳米颗粒PDA-G5Au-PEG；
（3）配制盐酸阿霉素DOX的乙醇溶液，加入聚乙二醇化的聚多巴胺/树状大分子-金复合纳米颗粒的水溶液中，混匀后加入三乙胺继续搅拌，反应结束后离心纯化得到载药聚多巴胺/树状大分子-金复合纳米颗粒PDA-G5Au-PEG@DOX。
进一步，所述步骤（1）中氨水、乙醇、蒸馏水和多巴胺单体的投料比为2.6 mL：90mL：40 mL：500 mg，多巴胺单体水溶液的浓度为50 mg/mL。
进一步，所述步骤（1）中的树状大分子为第五代聚酰胺胺树状大分子，树状大分子与氯金酸的摩尔投料比为1：50，搅拌混合的时间为10-30分钟；氯金酸和硼氢化钠的摩尔投料比为1：3，两者的还原反应的时间为2-4小时。
进一步，所述步骤（1）中的聚多巴胺纳米颗粒和树状大分子-金纳米颗粒的质量投料比为1：0.5，两者的反应的时间为12-24小时。
进一步，所述步骤（2）中聚乙二醇的分子量为2000，所用浓度为1-2 mg/mL；聚乙二醇和N-(3-二甲氨基丙基)-N'-乙基碳二亚胺盐酸盐的摩尔投料比为1：3，活化的时间为2-5小时。
进一步，所述步骤（2）中聚多巴胺/树状大分子-金复合纳米颗粒和聚乙二醇的质量投料比为1：2，反应的时间为1-3天。
进一步，所述步骤（3）中阿霉素和三乙胺的摩尔投料比为1：3；聚乙二醇化的聚多巴胺/树状大分子-金复合纳米颗粒和阿霉素的质量投料比为1：1，反应的时间为12-36小时。
2.根据如上所述的载药聚多巴胺/树状大分子-金纳米颗粒的制备及应用，得到“核-卫星”结构的载药聚多巴胺/树状大分子-金复合纳米颗粒PDA-G5Au-PEG@DOX。
进一步，所述的复合纳米颗粒具有类过氧化氢酶活性，可缓解肿瘤乏氧，提高化学治疗效果；可响应酸性环境释放“卫星”，实现肿瘤深处药物递送；可响应酸、过氧化氢、近红外光加速释放阿霉素；可响应近红外光，实现光声成像和光热治疗。
进一步，所述的复合纳米颗粒可用于乏氧肿瘤的光声成像/光热治疗/化学治疗的诊疗一体化应用。
有益效果
（1）本发明的制备过程温和，简单易行；
（2）本发明方法制备的“核-卫星”结构的载药聚多巴胺/树状大分子-金复合纳米颗粒可响应偏酸的微环境释放“卫星”纳米颗粒，进行肿瘤深处药物递送；
（3）本发明方法制备的“核-卫星”结构的载药聚多巴胺/树状大分子-金复合纳米颗粒可表现类过氧化氢酶活性，原位催化过氧化氢分解产生氧气，降低因乏氧环境产生的耐药性；
（4）本发明方法制备的“核-卫星”结构的载药聚多巴胺/树状大分子-金复合纳米颗粒所负载的抗癌药物阿霉素可在内部（酸和过氧化氢）和外部（近红外光）刺激下定点释放；
（5）本发明方法制备的“核-卫星”结构的载药聚多巴胺/树状大分子-金复合纳米颗粒可以响应近红外光，可对肿瘤部位实现光声诊断和光热治疗；
（6）本发明方法制备的“核-卫星”结构的载药聚多巴胺/树状大分子-金复合纳米颗粒具有良好的生物相容性，同时可以对肿瘤生长实现显著的抑制作用，在肿瘤精准诊疗中具有广阔的应用前景。
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进行说明：
图1为实施例1制备的PDA纳米颗粒（a）、PDA-G5Au纳米颗粒（b）的电镜图； PDA-G5Au-PEG纳米颗粒的核磁图谱（c）。
图2为实施例1制备的PDA-G5Au-PEG和实施例2制备的PDA-G5Au-PEG@DOX纳米颗粒的紫外图谱（a）；实施例2制备的PDA-G5Au-PEG@DOX纳米颗粒的扫描电镜图（b）和水合粒径图（c）。
图3为实施例1制备的PDA-G5Au纳米颗粒在不同pH条件下震荡24小时后的电镜照片（a）；实施例1制备的PDA-G5Au纳米颗粒的在不同pH条件下Au保留量测试结果（b）；实施例2制备的PDA-G5Au-PEG@DOX复合纳米颗粒在不同刺激条件下的DOX释放曲线（c）。
图4为实施例2制备的PDA-G5Au-PEG@DOX纳米颗粒不同浓度水溶液下的溶氧浓度曲线（a）和在808 nm激光（1.75 W/cm2）照射下的产热结果（b）。
图5为实施例1制备的PDA-G5Au-PEG纳米颗粒的细胞毒性试验结果（a）；实施例2制备的PDA-G5Au-PEG@DOX复合纳米颗粒在不同浓度、不同时间点的癌细胞吞噬试验结果，即流式细胞仪分析图（b）和共聚焦显微镜成像图（c）。
图6为实施例2制备的PDA-G5Au-PEG@DOX复合纳米颗粒在光声成像仪下的体外扫描成像结果（a）及其定量分析结果（b）；实施例2制备的PDA-G5Au-PEG@DOX复合纳米颗粒注射12小时后在光声成像仪下的体内扫描成像结果（c）及注射后不同时间点的定量分析结果（d）。
图7为实施例2制备的PDA-G5Au-PEG@DOX复合纳米颗粒静脉注射到小鼠体内12小时后在808 nm激光（1.75 W/cm2）照射下的热成像图。
图8为实施例2制备的PDA-G5Au-PEG@DOX复合纳米颗粒和对比例2制备的PDA-G5-PEG@DOX复合纳米颗粒在肿瘤部位的乏氧切片荧光图（a）；对比例1制备的PDA-PEG@DOX复合纳米颗粒和对比例2制备的PDA-G5-PEG@DOX复合纳米颗粒在肿瘤部位的药物渗透切片荧光图（b）。
图9为实施例1、实施例2、对比例1、对比例2中制备的不同复合纳米颗粒通过尾静脉注射到小鼠体内，注射第14天后解剖小鼠，观察不同分组的相对肿瘤大小图片（a），以及14天内的相对肿瘤体积（b）。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1
分别取氨水、乙醇、蒸馏水2.6 mL、90 mL、40 mL，在45 ℃水浴中磁力搅拌使之充分混匀。15分钟后，加入50 mg/mL的多巴胺单体水溶液10 mL。反应12 h 后，离心纯化（16000rpm，10 min），收集可得聚多巴胺纳米颗粒。
按1：50的摩尔比，将树状大分子和氯金酸水溶液混合，常温搅拌混匀15 分钟。之后按1：3的摩尔比，加入硼氢化钠水溶液，搅拌反应2小时。反应结束后将溶液透析2天（6次，1 L/次），经冷冻干燥得到树状大分子-金纳米颗粒。
按1：0.5的质量比，将聚多巴胺纳米颗粒缓慢逐滴加入树状大分子-金纳米颗粒中，反应溶液为pH 8.5的10 mM Tris缓冲液。常温磁力搅拌12小时后，透析纯化得到“核-卫星”结构的聚多巴胺/树状大分子-金纳米颗粒。
按3：1的摩尔比，将N-(3-二甲氨基丙基)-N'-乙基碳二亚胺盐酸盐加入聚乙二醇的水溶液中，搅拌反应3小时以活化聚乙二醇的羧基。随后按2：1的质量比，将活化后的聚乙二醇加入聚多巴胺/树状大分子-金纳米颗粒的水溶液中，搅拌反应3天。反应结束后将溶液透析2天（6次，1 L/次），可得聚乙二醇化的聚多巴胺/树状大分子-金（PDA-G5Au-PEG）纳米颗粒。
透射电镜照片显示，与单纯聚多巴胺纳米颗粒相比（附图1a），聚多巴胺/树状大分子-金纳米颗粒表面显示明显的黑色小颗粒（附图1b）。这表明树状大分子-金成功附着于聚多巴胺纳米颗粒表面。核磁图谱（附图1c）中出现在3.6 ppm左右的峰为聚乙二醇的质子峰，表明其成功修饰于纳米颗粒表面。
实施例2
配制盐酸阿霉素的乙醇溶液，按1：1的质量比加入实施例1中所制备的PDA-G5Au-PEG纳米颗粒水溶液中。搅拌混匀后，加入三乙胺。反应24小时后，通过离心收集和水洗纯化，可得载药聚多巴胺/树状大分子-金（PDA-G5Au-PEG@DOX）复合纳米颗粒。
紫外可见图谱显示（附图2a），480 nm左右出现了明显的吸收峰，表明阿霉素的成功负载。场发射电镜照片显示（附图2b）显示PDA-G5Au-PEG@DOX纳米颗粒的形貌较为均一。激光粒度仪（DLS）测试结果显示了所得复合纳米颗粒的水动力学尺寸及均一程度。参照说明书附图2c。PDA-G5Au-PEG@DOX复合纳米颗粒的平均尺寸为219.4 ± 0.2 nm。
实施例3
取实施例1制备的PDA-G5Au纳米颗粒，置于pH 7.4和pH 6.4的缓冲液中，放在37 ℃恒温摇床上震荡，分别在0、6、12、24小时后取样，收集产物。将PDA-G5Au-PEG@DOX纳米颗粒分别置于不同的条件下（pH7.4缓冲液、pH6.4缓冲液、20 mM过氧化氢、1.75 W/cm2的激光照射），放入恒温摇床中，定时取样，研究化疗药物DOX的释放情况。
透射电镜照片显示（附图3a），震荡24小时后，pH 6.4条件下PDA“核”上的黑色小颗粒明显少于pH 7.4的纳米颗粒。这表明弱酸条件可以促进 “卫星”G5Au纳米颗粒的释放。电感耦合等离子体发射光谱（ICP-OES）测试分析（附图3b）发现pH 7.4条件下，24 h内PDA-G5Au纳米颗粒中金的含量几乎没有变化。而在pH 6.4条件下的金含量有明显的下降趋势。这也说明“卫星”G5Au纳米颗粒的酸响应释放。
UV-Vis图谱（附图3c）显示，PDA-G5Au-PEG@DOX纳米颗粒中化疗药物DOX在几种刺激下的释放行为。在无刺激的正常生理环境（pH 7.4）下，24小时内释放的DOX仅为17.1%，在偏酸（pH 6.4）和过氧化氢（H2O2，20 mM）的刺激下，24小时内DOX累积释放量分别增加到30.0%和47.5%。这说明当药物到达肿瘤区域时，在这些内源性刺激的作用下容易被释放。在热刺激下（808激光，1.75 W/cm2），24小时内DOX的释放量也提高到40.1%。多种刺激叠加后，药物的释放量在24 h内显著增加到86.0%。这些数据可以证明多种响应性刺激可以促进药物的释放，增强化疗效果。
实施例4
取实施例2制备的PDA-G5Au-PEG@DOX纳米颗粒，配制不同浓度的水溶液，与H2O2（终浓度100 mM）混合，密封在37 ℃水浴中搅拌。通过溶氧仪记录溶解氧浓度的变化，对金纳米颗粒的类过氧化氢酶活性进行评价。
取实施例2制备的PDA-G5Au-PEG@DOX纳米颗粒，配制成0.05、0.1、0.2、0.3 mg/mL的水溶液中，分别置于石英皿中进行激光照射。所用激光波长为808 nm，单位面积功率为1.75 W/cm2。激光过程中每0.5 min记录一次温度，总共记录10 min。
溶氧仪测试结果评估了金纳米颗粒的类过氧化氢酶活性，结果见附图4a。随着反应时间的进行，氧气浓度呈逐渐升高的趋势，且升高趋势与纳米颗粒浓度正相关。这说明本发明开发的复合纳米颗粒具有良好的类过氧化氢酶活性。产热测试结果（附图4b）显示，随着激光照射，溶液的温度逐渐升高。同时，复合纳米颗粒浓度越大，温度升高越明显。这表明所得复合纳米颗粒具有良好的光热效应。
实施例5
取实施例1制备的PDA-G5Au-PEG纳米颗粒，用无菌PBS缓冲液和培养液配制成25、50、75、100、125、150、175、200 μg/mL的溶液。将L929、HeLa或4T1细胞接种于96孔板中，与上述不同浓度的PDA-G5Au-PEG纳米颗粒孵育48小时，然后用CCK-8法测定细胞活力，每孔加CCK-8溶液100 μL，37 ℃孵育0.5小时。之后用酶标仪检测450 nm处吸光度值。以PBS缓冲液处理的细胞作为对照。
取实施例2制备的PDA-G5Au-PEG@DOX纳米颗粒，配制成不同浓度的PBS溶液。将4T1细胞接种于24孔板中，待细胞贴壁后与上述纳米颗粒溶液共培养1或3小时。去除溶液中游离的纳米颗粒后，用PBS洗三次，胰酶消化后，悬浮于PBS中，用流式细胞仪进行测试。以PBS缓冲液作为空白对照。
取实施例2制备的PDA-G5Au-PEG@DOX纳米颗粒（DOX浓度为10 ppm）与4T1细胞（12孔板，10万细胞/孔）共培养6小时。去除溶液中游离的纳米颗粒后，用PBS洗三次。用细胞核染色液（Hoechst 33342）对细胞核进行染色0.5 h，染色结束后再用PBS洗三次。用激光共聚焦扫描显微镜观察细胞，获得荧光图像。
细胞毒性试验CCK-8测试结果显示（附图5a），在25-200 μg/mL浓度范围内，PDA-G5Au-PEG纳米颗粒没有对三种细胞的活力造成影响，这表明该纳米载体具有良好的生物相容性。流式数据分析显示（附图5b），共培养1小时后荧光标记的细胞个数百分比随着纳米颗粒浓度的提高而明显提高。与同样浓度的纳米颗粒共培养3 h后，其百分比有进一步的提高。这些结果表明提高纳米颗粒浓度以及延长共培养时间可以提高纳米颗粒的细胞内化水平。激光共聚焦扫描显微镜观察结果显示（附图5c）, 所得纳米颗粒可以将DOX运送至细胞内，并释放DOX到细胞核中。
实施例6
取实施例2制备的PDA-G5Au-PEG@DOX纳米颗粒分散在超纯水中，配制一系列不同的浓度。使用光声成像仪进行扫描，采集体外光声成像图，并定量分析信号值。
取实施例2制备的PDA-G5Au-PEG-DOX纳米颗粒，配制为5 mg/mL的生理盐水溶液，通过尾静脉注射到4T1荷瘤小鼠内（0.2 mL/只）。注射后不同时间采集体内肿瘤光声成像图像，并定量分析信号值。以注射前的光声图像作为对照。
附图6a-b显示的为复合纳米颗粒体外的光声成像图片和信号值。PDA-G5Au-PEG@DOX纳米颗粒的光声信号强度与纳米颗粒的浓度呈正相关。由于PDA纳米颗粒具有良好的近红外光响应特性，使得所得纳米颗粒可成为潜在的光声造影剂，用于监测载药纳米载体在肿瘤区域的积累，为治疗提供指导。附图6c显示，注射12小时后，纳米颗粒可以明显富集于肿瘤部位，进行光声造影。定量分析显示（附图6d），静脉注射PDA-G5Au-PEG-DOX纳米颗粒后，肿瘤区域的光声信号在12小时内逐渐增强，并达到最大值，然后从注射后24小时和48小时逐渐下降。
实施例7
取实施例2制备的PDA-G5Au-PEG@DOX纳米颗粒，配制为5 mg/mL的生理盐水溶液，通过尾静脉注射到4T1荷瘤小鼠内（0.2 mL/只）。注射12小时后，进行近红外光照射。所用激光波长为808 nm，单位功率密度为1.75 W/cm2，照射时间10 min。以注射生理盐水的小鼠作为对照组，评价PDA-G5Au-PEG@DOX纳米颗粒的体内光热效应。
体内近红外热成像（附图7）结果显示，通过近红外照射后，注射纳米颗粒组小鼠的肿瘤部位温度明显高于空白对照组。这进一步表明纳米颗粒可以通过血液循环富集于肿瘤部位，并显示良好的光热效应。
实施例8
将PDA-G5-PEG@DOX纳米颗粒（缺乏Au纳米颗粒）和PDA-G5Au-PEG@DOX纳米颗粒通过静脉分别注射到两只4T1荷瘤小鼠体内（0.2 mL/只)，注射剂量为10.6 mg/kg左右。以注射生理盐水的小鼠作为对照组。治疗1天后，解剖小鼠取其肿瘤组织，用乏氧诱导因子1α（HIF-1α）进行染色，评估不同组肿瘤部位的乏氧缓解情况。同时，收集肿瘤缺氧区DOX的荧光图像，评估纳米颗粒的肿瘤深处药物递送能力。
附图8a显示了肿瘤乏氧区域免疫荧光染色结果。从图中可以看出，PDA-G5-PEG@DOX组肿瘤切片的荧光强度与生理盐水对照组相似，表示存在缺氧微环境，且无明显改善。相比之下，PDA-G5Au-PEG@DOX组肿瘤的乏氧因子荧光强度明显降低，显示肿瘤乏氧微环境的有效缓解。这主要是由于Au纳米颗粒催化肿瘤部位内源性的过氧化氢降解产生氧气所致。附图8b显示了复合纳米颗粒的肿瘤深处药物递送能力。相比PDA-PEG@DOX组，PDA-G5-PEG@DOX组的乏氧区域有更强的红色荧光。这表明PDA-G5-PEG@DOX纳米颗粒可释放“卫星”将DOX高效递送至肿瘤深部缺氧区域，具有增强化疗效果的潜力。相反，在没有小“卫星”的情况下，使用尺寸较大的PDA纳米颗粒进行药物传输的效率较为低下。
实施例9
将4T1荷瘤小鼠随机分为7组（每组3只）。每组治疗方法如下：组一，生理盐水（空白对照）；组二，生理盐水加激光（激光对照）；组三，PDA-G5Au-PEG（空白纳米载体，不含药物）；组四，PDA-PEG-DOX（无“卫星”给药）；组五，PDA-G5-PEG@DOX（卫星载药缺乏Au纳米颗粒）；组六，PDA-G5Au-PEG@DOX(“卫星”给药)；组七，PDA-G5Au-PEG@DOX + 激光（卫星给药，激光照射）。每组静脉注射不同的溶液（每只小鼠0.2 mL）。注射剂量为10.6 mg/kg。
肿瘤生长照片（附图9a）和相对应的肿瘤体积（附图9b）结果显示，与对照组（组一—组六）相比，组七，PDA-G5Au-PEG@DOX + 激光（卫星给药，激光照射）的肿瘤体积最小。这说明PDA-G5Au-PEG@DOX + 激光（卫星给药，激光照射）具有最佳的肿瘤生长抑制效果。
对比例1
按3：1的摩尔比，将N-(3-二甲氨基丙基)-N'-乙基碳二亚胺盐酸盐加入聚乙二醇的水溶液中，搅拌反应3小时以活化聚乙二醇的羧基。随后按2：1的质量比，将活化后的聚乙二醇加入实施例1中制备的聚多巴胺纳米颗粒的水溶液中，搅拌反应3天。反应结束后将溶液透析2天（6次，1 L/次），可得聚乙二醇化的聚多巴胺（PDA -PEG）纳米颗粒。配制盐酸阿霉素的乙醇溶液，按1：1的质量比加入所制备的PDA- PEG纳米颗粒水溶液中。搅拌混匀后，加入三乙胺。反应24小时后，通过离心收集和水洗纯化，可得载药聚多巴胺（PDA- PEG@DOX）复合纳米颗粒。
对比例2
按1：0.5的质量比，将实施例1中制备的聚多巴胺纳米颗粒缓慢逐滴加入树状大分子纳米颗粒中，反应溶液为pH 8.5的10 mM Tris缓冲液。常温磁力搅拌12小时后，透析纯化得到“核-卫星”结构的聚多巴胺/树状大分子纳米颗粒。按3：1的摩尔比，将N-(3-二甲氨基丙基)-N'-乙基碳二亚胺盐酸盐加入聚乙二醇的水溶液中，搅拌反应3小时以活化聚乙二醇的羧基。随后按2：1的质量比，将活化后的聚乙二醇加入制备的聚多巴胺/树状大分子纳米颗粒的水溶液中，搅拌反应3天。反应结束后将溶液透析2天（6次，1 L/次），可得聚乙二醇化的聚多巴胺/树状大分子（PDA-G5-PEG）纳米颗粒。配制盐酸阿霉素的乙醇溶液，按1：1的质量比加入所制备的PDA-G5-PEG纳米颗粒水溶液中。搅拌混匀后，加入三乙胺。反应24小时后，通过离心收集和水洗纯化，可得载药聚多巴胺（PDA-G5-PEG@DOX）复合纳米颗粒。
Claims (10)
1.载药聚多巴胺/树状大分子-金纳米颗粒的制备及应用，其特征在于包括如下步骤：
（1）配制一定比例的氨水、乙醇和蒸馏水的混合溶液，之后加入多巴胺单体水溶液，水浴搅拌12小时，离心纯化后得到聚多巴胺纳米颗粒PDA；将树状大分子水溶液和氯金酸水溶液搅拌混合，搅拌均匀后加入硼氢化钠进行还原反应，反应结束后经透析纯化和冷冻干燥可得树状大分子-金纳米颗粒G5Au；将上述制备的聚多巴胺纳米颗粒和树状大分子-金纳米颗粒混合于10 mM和pH为8.5的Tris缓冲液中进行反应，反应结束后透析纯化可得到“核-卫星”结构的聚多巴胺/树状大分子-金复合纳米颗粒PDA-G5Au；
（2）配制聚乙二醇水溶液mPEG-COOH，使用N-(3-二甲氨基丙基)-N'-乙基碳二亚胺盐酸盐活化其羧基，随后将其加入到聚多巴胺/树状大分子-金纳米颗粒水溶液中，反应结束后经透析纯化可得聚乙二醇化的聚多巴胺/树状大分子-金复合纳米颗粒PDA-G5Au-PEG；
（3）配制盐酸阿霉素DOX的乙醇溶液，加入聚乙二醇化的聚多巴胺/树状大分子-金复合纳米颗粒的水溶液中，混匀后加入三乙胺继续搅拌，反应结束后离心纯化得到载药聚多巴胺/树状大分子-金复合纳米颗粒PDA-G5Au-PEG@DOX。
2.根据权利要求1所述的载药聚多巴胺/树状大分子-金纳米颗粒的制备及应用，其特征在于：所述步骤（1）中氨水、乙醇、蒸馏水和多巴胺单体的投料比为2.6 mL：90 mL：40 mL：500 mg，多巴胺单体水溶液的浓度为50 mg/mL。
3.根据权利要求1所述的载药聚多巴胺/树状大分子-金纳米颗粒的制备及应用，其特征在于：所述步骤（1）中的树状大分子为第五代聚酰胺胺树状大分子，树状大分子与氯金酸的摩尔投料比为1：50，搅拌混合的时间为10-30分钟；氯金酸和硼氢化钠的摩尔投料比为1：3，两者的还原反应的时间为2-4小时。
4.根据权利要求1所述的载药聚多巴胺/树状大分子-金纳米颗粒的制备及应用，其特征在于：所述步骤（1）中的聚多巴胺纳米颗粒和树状大分子-金纳米颗粒的质量投料比为1：0.5，两者的反应的时间为12-24小时。
5.根据权利要求1所述的载药聚多巴胺/树状大分子-金纳米颗粒的制备及应用，其特征在于：所述步骤（2）中聚乙二醇的分子量为2000，所用浓度为1-2 mg/mL；聚乙二醇和N-(3-二甲氨基丙基)-N'-乙基碳二亚胺盐酸盐的摩尔投料比为1：3，活化的时间为2-5小时。
6.根据权利要求1所述的载药聚多巴胺/树状大分子-金纳米颗粒的制备及应用，其特征在于：所述步骤（2）中聚多巴胺/树状大分子-金复合纳米颗粒和聚乙二醇的质量投料比为1：2，反应的时间为1-3天。
7.根据权利要求1所述的载药聚多巴胺/树状大分子-金纳米颗粒的制备及应用，其特征在于：所述步骤（3）中阿霉素和三乙胺的摩尔投料比为1：3；聚乙二醇化的聚多巴胺/树状大分子-金复合纳米颗粒和阿霉素的质量投料比为1：1，反应的时间为12-36小时。
8.根据权利要求1-11所述的载药聚多巴胺/树状大分子-金纳米颗粒的制备及应用，得到“核-卫星”结构的载药聚多巴胺/树状大分子-金复合纳米颗粒PDA-G5Au-PEG@DOX。
9.根据权利要求12所述的载药聚多巴胺/树状大分子-金纳米颗粒的制备及应用，其特征在于：所述的复合纳米颗粒具有类过氧化氢酶活性，可缓解肿瘤乏氧，提高化学治疗效果；可响应酸性环境释放“卫星”，实现肿瘤深处药物递送；可响应酸、过氧化氢、近红外光加速释放阿霉素；可响应近红外光，实现光声成像和光热治疗。
10.根据权利要求12所述的载药聚多巴胺/树状大分子-金纳米颗粒的制备及应用，其特征在于：所述的复合纳米颗粒可用于乏氧肿瘤的光声成像/光热治疗/化学治疗的诊疗一体化应用。
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Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111214665A (zh) * | 2020-02-24 | 2020-06-02 | 上海理工大学 | Pda@pamam复合纳米材料的制备及应用 |
| CN111450270A (zh) * | 2020-04-24 | 2020-07-28 | 西南大学 | 基于葡萄糖氧化酶/磷酸铁的催化纳米颗粒的构建及应用 |
| CN111514096A (zh) * | 2020-05-07 | 2020-08-11 | 南京邮电大学 | 金纳米棒-高分子复合可注射水凝胶及其制备方法和应用 |
| CN111803629A (zh) * | 2020-06-02 | 2020-10-23 | 南京邮电大学 | 一种基于纳米纤维素晶的有机无机杂化多功能生物材料及其制备方法和应用 |
| CN111956801A (zh) * | 2020-08-27 | 2020-11-20 | 浙江省肿瘤医院 | 光控释放co和阿霉素的纳米药物系统及其制备和应用 |
| CN112546219A (zh) * | 2020-12-07 | 2021-03-26 | 上海交通大学 | 纳米治疗结构及其制备方法 |
| CN112826939A (zh) * | 2021-02-03 | 2021-05-25 | 中山大学附属第七医院(深圳) | 一种腹腔灌注纳米药物及其制备方法与应用 |
| CN113134084A (zh) * | 2021-04-27 | 2021-07-20 | 南京邮电大学 | 谷胱甘肽刺激诱导聚集型复合金纳米颗粒及其制备 |
| CN113209049A (zh) * | 2021-04-23 | 2021-08-06 | 广州市第一人民医院（广州消化疾病中心、广州医科大学附属市一人民医院、华南理工大学附属第二医院） | 一种肿瘤弱酸环境介导构建与解构的聚合物、制备方法与应用 |
| CN114053428A (zh) * | 2021-11-17 | 2022-02-18 | 南京工业大学 | 用于肿瘤化疗与放疗联合治疗纳米载体、制备方法及应用 |
| CN114522255A (zh) * | 2022-02-18 | 2022-05-24 | 山西医科大学 | 一种用于核素成像及多模态联合治疗纳米探针的制备方法 |
| CN114533858A (zh) * | 2022-02-24 | 2022-05-27 | 暨南大学 | 一种酸响应持续释放羟基自由基、单线态氧的纳米药物及其制备方法与应用 |
| CN118384293A (zh) * | 2024-04-23 | 2024-07-26 | 中国科学技术大学 | 一种稳定可控的多功能载氧纳米制剂及其制备方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102153871A (zh) * | 2011-02-25 | 2011-08-17 | 东华大学 | mPEG修饰的树状大分子/金纳米粒子的制备方法 |
| CN102861344A (zh) * | 2012-09-11 | 2013-01-09 | 东华大学 | 叶酸修饰聚乙二醇化树状大分子包裹的金纳米颗粒的制备 |
| EP2565278A1 (en) * | 2010-04-28 | 2013-03-06 | Consejo Superior De Investigaciones Científicas (CSIC) | Method for the delivery of oligonucleotides |
| CN103435815A (zh) * | 2013-07-11 | 2013-12-11 | 东华大学 | 一种功能化聚酰胺-胺树状大分子及其纳米复合物用于基因转染的方法 |
| CN109793896A (zh) * | 2019-03-12 | 2019-05-24 | 东华大学 | 一种基于树状大分子的放疗增敏型乏氧双模态造影剂的制备方法 |
-
2019
- 2019-08-26 CN CN201910792328.4A patent/CN110384806B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2565278A1 (en) * | 2010-04-28 | 2013-03-06 | Consejo Superior De Investigaciones Científicas (CSIC) | Method for the delivery of oligonucleotides |
| CN102153871A (zh) * | 2011-02-25 | 2011-08-17 | 东华大学 | mPEG修饰的树状大分子/金纳米粒子的制备方法 |
| CN102861344A (zh) * | 2012-09-11 | 2013-01-09 | 东华大学 | 叶酸修饰聚乙二醇化树状大分子包裹的金纳米颗粒的制备 |
| CN103435815A (zh) * | 2013-07-11 | 2013-12-11 | 东华大学 | 一种功能化聚酰胺-胺树状大分子及其纳米复合物用于基因转染的方法 |
| CN109793896A (zh) * | 2019-03-12 | 2019-05-24 | 东华大学 | 一种基于树状大分子的放疗增敏型乏氧双模态造影剂的制备方法 |
Non-Patent Citations (4)
| Title |
|---|
| JINGJING WANG等: "Development of Multifunctional Polydopamine Nanoparticles As a Theranostic Nanoplatform against Cancer Cells", 《LANGMUIR》 * |
| LUEN XU等: "Construction of a Polypyrrole-Based Multifunctional Nanocomposite for Dual-Modal Imaging and Enhanced Synergistic Phototherapy against Cancer Cells", 《LANGMUIR》 * |
| 赵秀丽等: "纳米金粒子P高分子复合物", 《化学进展》 * |
| 郭睿等: "树状大分子包裹金纳米颗粒的制备、尺寸控制和稳定性研究", 《高分子通报》 * |
Cited By (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111214665A (zh) * | 2020-02-24 | 2020-06-02 | 上海理工大学 | Pda@pamam复合纳米材料的制备及应用 |
| CN111214665B (zh) * | 2020-02-24 | 2022-12-02 | 上海理工大学 | Pda@pamam复合纳米材料的制备及应用 |
| CN111450270B (zh) * | 2020-04-24 | 2022-05-27 | 西南大学 | 基于葡萄糖氧化酶/磷酸铁的催化纳米颗粒的构建及应用 |
| CN111450270A (zh) * | 2020-04-24 | 2020-07-28 | 西南大学 | 基于葡萄糖氧化酶/磷酸铁的催化纳米颗粒的构建及应用 |
| CN111514096A (zh) * | 2020-05-07 | 2020-08-11 | 南京邮电大学 | 金纳米棒-高分子复合可注射水凝胶及其制备方法和应用 |
| CN111514096B (zh) * | 2020-05-07 | 2022-06-24 | 南京邮电大学 | 金纳米棒-高分子复合可注射水凝胶及其制备方法和应用 |
| CN111803629A (zh) * | 2020-06-02 | 2020-10-23 | 南京邮电大学 | 一种基于纳米纤维素晶的有机无机杂化多功能生物材料及其制备方法和应用 |
| CN111956801A (zh) * | 2020-08-27 | 2020-11-20 | 浙江省肿瘤医院 | 光控释放co和阿霉素的纳米药物系统及其制备和应用 |
| CN111956801B (zh) * | 2020-08-27 | 2023-01-24 | 浙江省肿瘤医院 | 光控释放co和阿霉素的纳米药物系统及其制备和应用 |
| CN112546219A (zh) * | 2020-12-07 | 2021-03-26 | 上海交通大学 | 纳米治疗结构及其制备方法 |
| CN112826939A (zh) * | 2021-02-03 | 2021-05-25 | 中山大学附属第七医院(深圳) | 一种腹腔灌注纳米药物及其制备方法与应用 |
| CN113209049A (zh) * | 2021-04-23 | 2021-08-06 | 广州市第一人民医院（广州消化疾病中心、广州医科大学附属市一人民医院、华南理工大学附属第二医院） | 一种肿瘤弱酸环境介导构建与解构的聚合物、制备方法与应用 |
| CN113209049B (zh) * | 2021-04-23 | 2022-09-13 | 广州市第一人民医院（广州消化疾病中心、广州医科大学附属市一人民医院、华南理工大学附属第二医院） | 一种肿瘤弱酸环境介导构建与解构的聚合物、制备方法与应用 |
| CN113134084A (zh) * | 2021-04-27 | 2021-07-20 | 南京邮电大学 | 谷胱甘肽刺激诱导聚集型复合金纳米颗粒及其制备 |
| CN113134084B (zh) * | 2021-04-27 | 2022-12-13 | 南京邮电大学 | 谷胱甘肽刺激诱导聚集型复合金纳米颗粒及其制备 |
| CN114053428A (zh) * | 2021-11-17 | 2022-02-18 | 南京工业大学 | 用于肿瘤化疗与放疗联合治疗纳米载体、制备方法及应用 |
| CN114522255A (zh) * | 2022-02-18 | 2022-05-24 | 山西医科大学 | 一种用于核素成像及多模态联合治疗纳米探针的制备方法 |
| CN114522255B (zh) * | 2022-02-18 | 2023-09-01 | 山西医科大学 | 一种用于核素成像及多模态联合治疗纳米探针的制备方法 |
| CN114533858A (zh) * | 2022-02-24 | 2022-05-27 | 暨南大学 | 一种酸响应持续释放羟基自由基、单线态氧的纳米药物及其制备方法与应用 |
| CN114533858B (zh) * | 2022-02-24 | 2023-08-25 | 暨南大学 | 一种酸响应持续释放羟基自由基、单线态氧的纳米药物及其制备方法与应用 |
| CN118384293A (zh) * | 2024-04-23 | 2024-07-26 | 中国科学技术大学 | 一种稳定可控的多功能载氧纳米制剂及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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