CN110585237B - 一种纳米诊疗剂及其制备方法、应用 - Google Patents

一种纳米诊疗剂及其制备方法、应用 Download PDF

Info

Publication number
CN110585237B
CN110585237B CN201910435079.3A CN201910435079A CN110585237B CN 110585237 B CN110585237 B CN 110585237B CN 201910435079 A CN201910435079 A CN 201910435079A CN 110585237 B CN110585237 B CN 110585237B
Authority
CN
China
Prior art keywords
nano
manganese
protein
treatment agent
treatment
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201910435079.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110585237A (zh
Inventor
黄鹏
贺婷
林静
覃夏灵
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shenzhen University
Original Assignee
Shenzhen University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shenzhen University filed Critical Shenzhen University
Priority to CN201910435079.3A priority Critical patent/CN110585237B/zh
Publication of CN110585237A publication Critical patent/CN110585237A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110585237B publication Critical patent/CN110585237B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K33/00—Medicinal preparations containing inorganic active ingredients
    • A61K33/04—Sulfur, selenium or tellurium; Compounds thereof
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K33/00—Medicinal preparations containing inorganic active ingredients
    • A61K33/24—Heavy metals; Compounds thereof
    • A61K33/32—Manganese; Compounds thereof
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K49/00—Preparations for testing in vivo
    • A61K49/06—Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations
    • A61K49/08—Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations characterised by the carrier
    • A61K49/10—Organic compounds
    • A61K49/14—Peptides, e.g. proteins
    • A61K49/143—Peptides, e.g. proteins the protein being an albumin, e.g. HSA, BSA, ovalbumin
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K49/00—Preparations for testing in vivo
    • A61K49/06—Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations
    • A61K49/18—Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations characterised by a special physical form, e.g. emulsions, microcapsules, liposomes
    • A61K49/1818—Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations characterised by a special physical form, e.g. emulsions, microcapsules, liposomes particles, e.g. uncoated or non-functionalised microparticles or nanoparticles
    • A61K49/1821—Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations characterised by a special physical form, e.g. emulsions, microcapsules, liposomes particles, e.g. uncoated or non-functionalised microparticles or nanoparticles coated or functionalised microparticles or nanoparticles
    • A61K49/1824—Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations characterised by a special physical form, e.g. emulsions, microcapsules, liposomes particles, e.g. uncoated or non-functionalised microparticles or nanoparticles coated or functionalised microparticles or nanoparticles coated or functionalised nanoparticles
    • A61K49/1827—Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations characterised by a special physical form, e.g. emulsions, microcapsules, liposomes particles, e.g. uncoated or non-functionalised microparticles or nanoparticles coated or functionalised microparticles or nanoparticles coated or functionalised nanoparticles having a (super)(para)magnetic core, being a solid MRI-active material, e.g. magnetite, or composed of a plurality of MRI-active, organic agents, e.g. Gd-chelates, or nuclei, e.g. Eu3+, encapsulated or entrapped in the core of the coated or functionalised nanoparticle
    • A61K49/1866—Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations characterised by a special physical form, e.g. emulsions, microcapsules, liposomes particles, e.g. uncoated or non-functionalised microparticles or nanoparticles coated or functionalised microparticles or nanoparticles coated or functionalised nanoparticles having a (super)(para)magnetic core, being a solid MRI-active material, e.g. magnetite, or composed of a plurality of MRI-active, organic agents, e.g. Gd-chelates, or nuclei, e.g. Eu3+, encapsulated or entrapped in the core of the coated or functionalised nanoparticle the nanoparticle having a (super)(para)magnetic core coated or functionalised with a peptide, e.g. protein, polyamino acid
    • A61K49/1869—Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations characterised by a special physical form, e.g. emulsions, microcapsules, liposomes particles, e.g. uncoated or non-functionalised microparticles or nanoparticles coated or functionalised microparticles or nanoparticles coated or functionalised nanoparticles having a (super)(para)magnetic core, being a solid MRI-active material, e.g. magnetite, or composed of a plurality of MRI-active, organic agents, e.g. Gd-chelates, or nuclei, e.g. Eu3+, encapsulated or entrapped in the core of the coated or functionalised nanoparticle the nanoparticle having a (super)(para)magnetic core coated or functionalised with a peptide, e.g. protein, polyamino acid coated or functionalised with a protein being an albumin, e.g. HSA, BSA, ovalbumin
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K9/00—Medicinal preparations characterised by special physical form
    • A61K9/48—Preparations in capsules, e.g. of gelatin, of chocolate
    • A61K9/50—Microcapsules having a gas, liquid or semi-solid filling; Solid microparticles or pellets surrounded by a distinct coating layer, e.g. coated microspheres, coated drug crystals
    • A61K9/51—Nanocapsules; Nanoparticles
    • A61K9/5107—Excipients; Inactive ingredients
    • A61K9/513—Organic macromolecular compounds; Dendrimers
    • A61K9/5169—Proteins, e.g. albumin, gelatin
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P35/00—Antineoplastic agents

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Medicines Containing Antibodies Or Antigens For Use As Internal Diagnostic Agents (AREA)

Abstract

本发明提供了一种纳米诊疗剂及其制备方法、应用，其中，所述纳米诊疗剂包括蛋白质以及与所述蛋白质相互掺杂的𝛽相硫化锰纳米颗粒。本发明的纳米诊疗剂易降解，具有pH响应的特点，能够在肿瘤部位释放更多硫化氢气体，起到硫化氢气体治疗的作用，而硫化锰释放出的锰离子在肿瘤环境下具有类芬顿反应的特点，能够分解肿瘤部位的双氧水产生强氧化性的羟基自由基，用于肿瘤的化学动力学治疗，克服单一的气体治疗或肿瘤的化学动力学治疗有的局限性，实现更高效的肿瘤治疗效果。

Description

一种纳米诊疗剂及其制备方法、应用
技术领域
本发明涉及生物医学材料技术领域，尤其是涉及一种纳米诊疗剂及其制备方法、应用。
背景技术
治疗恶性肿瘤是目前公共健康面临的最大难题之一。设计制造新型纳米诊疗剂是针对肿瘤的诊断和治疗研究的热点。其中锰基纳米材料，包括氧化锰，二氧化锰，硫化锰，四氧化三锰，碳酸锰，磷酸锰等，因为它的可降解性、多重响应性和较好的生物相容性而被广泛报道。有文献报道记载有在二氧化硅表面生长二氧化锰的纳米球，该种纳米球中的二氧化锰在肿瘤微环境刺激下释放出锰离子，能够用于磁共振成像。
硫化氢气体是一种生物体内重要的内源性气体，它与一氧化氮、一氧化碳类似，是人体内重要的生物信使分子，高浓度的硫化氢气体是一种有毒气体，会对肿瘤细胞产生伤害，从而抑制肿瘤生长，传统的硫化氢供体，例如硫化钠和硫氢化钠，释放速度较快，难以实现长循环。虽然有很多有机硫化氢供体也可以实现缓慢释放硫化氢的效果，但是其合成过程复杂。
与二氧化锰类似的另一种锰基材料—硫化锰，具有多种结晶相，现有技术记载有用溶剂热法制备出高稳定性的𝛼相硫化锰，但是这种高温下制得的硫化锰颗粒不可降解，化学性质为惰性，难以在肿瘤环境下释放出硫化氢气体和锰离子，并不适用于肿瘤的治疗，开发一种可快速分解的能够用于肿瘤的治疗的硫化锰颗粒还有待解决。
因此，现有技术还有待于改进和发展。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种纳米诊疗剂及其制备方法、应用，旨在解决现有的硫化锰诊疗剂颗粒不易分解，难以用于肿瘤治疗的技术问题。
本发明的技术方案如下：
一种纳米诊疗剂，其中,所述纳米诊疗剂包括蛋白质以及与所述蛋白质相互掺杂的𝛽相硫化锰纳米颗粒。
所述的纳米诊疗剂，其中,所述纳米诊疗剂为直径100-500 nm的球形颗粒。
一种纳米诊疗剂的制备方法，其中，包括步骤：
将蛋白质、水和硫源混合得到混合溶液，加入酸性溶液调节混合溶液的pH值至预定范围，形成含有蛋白质和硫源的水相反应体系；
对所述水相反应体系抽真空，之后在惰性气体保护下加入锰源并搅拌，获得肉粉色溶液；
对所述肉粉色溶液进行离心水洗，制得蛋白质和𝛽相硫化锰纳米颗粒相互掺杂的纳米诊疗剂。
所述的纳米诊疗剂的制备方法，其中，所述蛋白质为乳清蛋白、酪蛋白、胶原蛋白、血浆蛋白、大豆蛋白、小麦蛋白、血红蛋白、脱氧血红蛋白、铁蛋白、牛血清白蛋白、白蛋白、葡萄糖氧化酶、乳酸脱氢酶、乳酸氧化酶和过氧化氢酶的一种或多种。
所述的纳米诊疗剂的制备方法，其中，所述硫源为硫化钠，硫氢化钠，硫代硫酸钠，硫脲，甲硫氨酸和半胱氨酸的一种或多种。
所述的纳米诊疗剂的制备方法，其中，所述锰源为高锰酸钾，氯化锰，硝酸锰，乙酰丙酮锰和乙酸锰的一种或多种。
所述的纳米诊疗剂的制备方法，其中，所述蛋白质与硫源的摩尔比为0.1:1-20:1。
所述的纳米诊疗剂的制备方法，其中，所述硫源与锰源的摩尔比为1:1-1:2。
所述的纳米诊疗剂的制备方法，其中，所述预定范围为7.0-8.0。
一种所述的纳米诊疗剂作为制备治疗肿瘤制剂以及作为制备核磁共振成像造影剂的应用。
有益效果：本发明提供了一种纳米诊疗剂及其制备方法、应用，其中，所述纳米诊疗剂包括蛋白质以及与所述蛋白质相互掺杂的𝛽相硫化锰纳米颗粒。本发明的纳米诊疗剂易降解，具有pH响应的特点，能够在肿瘤部位释放更多硫化氢气体，起到硫化氢气体治疗的作用，而硫化锰释放出的锰离子在肿瘤环境下具有类芬顿反应的特点，能够分解肿瘤部位的双氧水产生强氧化性的羟基自由基，用于肿瘤的化学动力学治疗，克服单一的气体治疗或肿瘤的化学动力学治疗有的局限性，实现更高效的肿瘤治疗效果。
附图说明
图1为本发明纳米诊疗剂（MnS@BSA）的合成路线图；
图2为本发明纳米诊疗剂（MnS@BSA）的TEM图；
图3为本发明纳米诊疗剂（MnS@BSA）的XRD图；
图4为本发明纳米诊疗剂（MnS@BSA）选区SEM元素分析图；
图5为不同比例下合成纳米诊疗剂（MnS@BSA）的TEM图；
图6为本发明纳米诊疗剂（MnS@BSA）在pH=6.8的缓冲液中降解过程示意图；
图7为本发明纳米诊疗剂（MnS@BSA）在pH=7.4的缓冲液中降解过程示意图；
图8为纳米诊疗剂（MnS@BSA）分别在pH=6.8和pH=7.4的缓冲液中随时间变化释放锰离子的含量变化图；
图9为纳米诊疗剂（MnS@BSA）分别在pH=6.8和pH=7.4的缓冲液中随时间变化释放硫化氢气体的含量变化图；
图10为采用纳米诊疗剂（MnS@BSA）对正常细胞（MCF10A）和肿瘤细胞（4T1）进行处理后的细胞存活率图；
图11为纳米诊疗剂（MnS@BSA）在小鼠身上磁共振成像随时间变化图；
图12为肿瘤区域信号强度变化的半定量结果示意图；
图13为不同治疗组小鼠肿瘤体积随时间的变化图；
图14为不同治疗组的老鼠在治疗过程中的体重变化图；
图15为不同治疗组老鼠的生存周期随时间的变化图。
具体实施方式
本发明提供了一种纳米诊疗剂及其制备方法、应用，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明提供了一种纳米诊疗剂，所述纳米诊疗剂包括蛋白质以及与所述蛋白质相互掺杂的𝛽相硫化锰纳米颗粒。本发明纳米诊疗剂中的硫化锰纳米颗粒为𝛽相，𝛽相硫化锰纳米颗粒较为活泼，具有pH响应的特点，能够实现肿瘤酸环境下降解，并释放出硫化氢气体和锰离子，用于肿瘤的磁共振成像和硫化氢气体治疗。
参见图1，图1中表示合成纳米诊疗剂（MnS@BSA）的路线图，其中S2-代表硫化钠，Mn2 +代表硝酸锰，BSA代表牛血清白蛋白（蛋白质以牛血清白蛋白为例），合成后的纳米诊疗剂在PH响应后分解生成锰离子和硫化氢气体。所述纳米诊疗剂中的蛋白质与硫化锰互相掺杂。蛋白质与硫化锰互相掺杂可以有效的提高合成后纳米诊疗剂的堆积密度，提升了纳米诊疗剂的释放效果。
在一种优选的实施方式中,所述纳米诊疗剂为直径100-500 nm的球形颗粒。优选的，纳米诊疗剂为直径250 nm的球形颗粒，在该直径的条件下，纳米诊疗剂易于降解。
此外，本发明还提供了一种纳米诊疗剂的制备方法，包括步骤：
将蛋白质、水和硫源混合得到混合溶液，加入酸性溶液调节混合溶液的pH值至预定范围，形成含有蛋白质和硫源的水相反应体系；
对所述水相反应体系抽真空，之后在惰性气体保护下加入锰源并搅拌，获得肉粉色溶液；
对所述肉粉色溶液进行离心水洗，制得蛋白质和𝛽相硫化锰纳米颗粒相互掺杂的纳米诊疗剂。
通过本发明上述方法制备的纳米诊疗剂，硫化锰纳米颗粒为𝛽相,且𝛽相硫酸锰和蛋白质之间能够形成相互掺杂。
在一种优选的实施方式中，所述蛋白质为乳清蛋白、酪蛋白、胶原蛋白、血浆蛋白、大豆蛋白、小麦蛋白、血红蛋白、脱氧血红蛋白、铁蛋白、牛血清白蛋白、白蛋白、葡萄糖氧化酶、乳酸脱氢酶、乳酸氧化酶和过氧化氢酶的一种或多种。优选的，所述蛋白质为牛血清白蛋白（BSA），一方面牛血清白蛋白有易于获取，另一方面，牛血清白蛋白与硫化锰结合性更好，能够实现更有效的掺杂。
在一种优选的实施方式中，所述硫源为硫化钠，硫氢化钠，硫代硫酸钠，硫脲，甲硫氨酸和半胱氨酸的一种或多种。
在一种优选的实施方式中，所述锰源为高锰酸钾，氯化锰，硝酸锰，乙酰丙酮锰和乙酸锰的一种或多种。
在一种优选的实施方式中，所述蛋白质与硫源的摩尔比为0.1:1-20:1。优选为5:1,此时，蛋白质和硫源比例适宜，制成的纳米诊疗剂更加容易分解。
在一种优选的实施方式中，所述硫源与锰源的摩尔比为1:1-1:2。在上述摩尔比例的情况下，蛋白质与硫化锰之堆积密度高，生产成本低。
在一种优选的实施方式中，所述预定的范围为7.0-8.0。在该PH值的取值范围合成的硫化锰纳米颗粒对PH更加敏感，更容易分解。
在一种优选的实施方式中，所述水为超纯水。
在一种优选的实施方式中，加入锰源的过程在室温20-25℃下进行。
在一种优选的实施方式中，所述惰性气体为氮气、氦气或氩气的一种或多种混合。
一种上述任一项所述的纳米诊疗剂作为制备治疗肿瘤制剂以及作为制备核磁共振成像造影剂的应用。本发明技术方案中的硫化锰纳米颗粒纳米诊疗剂能够降解生成的锰离子和硫离子，硫化锰释放出的锰离子在生理环境下具有类芬顿反应的特点，能够分解肿瘤部位的双氧水产生强氧化性的羟基自由基，用于肿瘤的化学动力学治疗，硫化锰释放出的硫离子能够生成硫化氢气体，用于肿瘤的气体治疗。
实施例1：合成纳米诊疗剂（MnS@BSA）
将1 mL浓度为10 mg／mL牛血清白蛋白（BSA）溶液加入到40 mL水中，然后加入400µL浓度为0.5 M的硫化钠溶液混合，用酸性溶液调节pH值至7.0-8.0（优选为7.4）后，将体系抽真空后在氮气气体下保护，在室温下搅拌并缓慢加入4 mL浓度为0.05 M的硝酸锰溶液，获得肉粉色溶液，离心水洗并冷冻干燥后，制得牛血清白蛋白和𝛽相硫化锰纳米颗粒相互掺杂的纳米诊疗剂。
图2是合成纳米诊疗剂（亚稳相的MnS@BSA）的TEM图；图3是合成纳米诊疗剂（MnS@BSA）的XRD图；图4是合成纳米诊疗剂（MnS@BSA）的选区SEM元素分布图；图1、图2和图3说明：所合成的纳米诊疗剂（MnS@BSA）是球形形貌，大小均一，与硫化锰的X射线衍射谱完全吻合，而且表面具有牛血清白蛋白（BSA）和硫化锰中所含的主要元素（C、N、O、S、Mn等），硫化锰与牛血清白蛋白（BSA）实现了互相掺杂。
实施例2：不同比例条件下合成纳米诊疗剂（MnS@BSA）的形貌调控
将1 mL浓度分别为2.5，5，10 mg／mL牛血清白蛋白溶液加入到40 mL水中，然后加入400 µL浓度为0.5 M的硫化钠溶液混合，用酸性溶液调节pH值至7.4～7.8后，将体系抽真空后在氮气气体下保护，在室温下搅拌并缓慢加入2mL浓度为0.05 M的硝酸锰溶液，获得肉粉色溶液，离心水洗并冷冻干燥后，获得纳米诊疗剂。
图5中表示不同比例下合成纳米诊疗剂形貌调控的TEM图，结果显示随着牛血清白蛋白（BSA）的增加，纳米诊疗剂的粒径越来越小。说明调节蛋白质的比例可以调节粒径大小，可以根据需求选择相应大小的纳米粒子用于生物应用。
实施例3：合成纳米诊疗剂（MnS@BSA）降解性能和释放效果评价
将合成的纳米诊疗剂（MnS@BSA）分别加入到pH=6.8，pH=7.4的缓冲溶液中，在5，30，60 min取样点到TEM铜网上，观察降解过程；将200 uL合成的纳米诊疗剂（MnS@BSA）加入分子量3500 Da的透析袋中，封口后投入到pH=6.8，pH=7.4的缓冲溶液中，在0，0.5，1，2，4，8，12，24 h取出2 mL溶液，同时回补2 mL新的缓冲溶液，用离子电感耦合（ICP）分析不同时间点样品中元素锰的含量，计算锰元素的释放量；将200 uL合成的纳米诊疗剂（MnS@BSA）加入分子量3500 Da的透析袋中，封口后投入到pH=6.8，pH=7.4的0度冰水浴缓冲溶液中，分别在不同时间点取样，用标准甲基蓝显色法测量溶液中的硫化氢含量。
图6和图7分别为纳米诊疗剂（MnS@BSA）在pH=6.8和pH=7.4的缓冲液中降解的TEM图，图6和图7表明合成的纳米诊疗剂（MnS@BSA）在pH=6.8的缓冲液中降解速度比pH=7.4中的快，60 min中就可以完全降解完。
图8和图9分别表示纳米诊疗剂（MnS@BSA）在不同PH的缓冲液中随着时间的变化释放锰离子的曲线图以及释放硫化氢气体的曲线图。图8和图9表明
纳米诊疗剂（MnS@BSA）在pH=6.8的缓冲液中能够释放出更多的锰离子和硫化氢气体。
实施例4：
采用标准的MTT法，评价化学动力学/气体治疗协同治疗作用对4T1肿瘤细胞和正常细胞MCF10A存活率的影响。4T1细胞和MCF10A细胞分别以每孔1×104密度接种到96孔板中，并置于37度、5%CO2条件下培育12h。接着，吸出96孔板中的旧培养基，分别加入含有0，10，25，50，100，200μg/mL MnS@BSA的培养基溶液。继续培养24 h后，吸出96孔板中的旧培养基，在每个孔中加入100 μLMTT的培养基溶液（0.8 mg/mL，继续培养4 h。吸出96孔板中的残余培养基，在每个孔中加入100 μL DMSO溶液，轻轻摇晃后，在Synergy H1型酶标仪上检测每孔的OD值（检测波长为570 nm），用如下公式计算细胞存活率。细胞存活率（cellviability）（%）=（样品的OD570值/空白OD570值）×100%。
如图10所示，合成的纳米诊疗剂（MnS@BSA）对正常细胞（MCF10A）和肿瘤细胞（4T1）的细胞存活率，在浓度达到200 µM时，肿瘤细胞的存活率降低到30%以下，而正常细胞则依然保持80%左右的存活率。表明本发明的纳米诊疗剂可以选择性杀死肿瘤细胞，而不影响正常细胞。
实施例5：
所有的实验操作均按照临床中心动物保健和使用委员会通过的动物使用和保健制度。雌性无胸腺小白鼠(六周, 20-25 g)，在小白鼠后腿皮下注射2×1064T1肿瘤细胞的PBS溶液建立老鼠肿瘤模型。当肿瘤体积达50-60 mm3时，将167μL MnS@BSA PBS溶液，通过尾静脉注射的方式注入小鼠体内，利用联影磁共振成像3.0T型号为 uMR770的成像仪，检测肿瘤区的磁共振信号变化，观察肿瘤区域24h内的变化。实验结果见图11。
图11是合成的纳米诊疗剂（MnS@BSA）在小鼠身上磁共振成像随时间变化图，图12是相应时间点的肿瘤区域信号强度变化的半定量结果。结果表明小鼠的肿瘤区域在纳米诊疗剂（MnS@BSA）注入后4 h内会显著增强，随着时间增加信号又逐渐减弱。
实施例6：
雌性无胸腺小白鼠(六周, 20-25 g)，在小白鼠后腿皮下注射2 × 1064T1肿瘤细胞的PBS溶液建立老鼠肿瘤模型。当肿瘤体积达60 mm3时，进行治疗实验。4T1荷瘤小鼠随机分为4组：（1）空白组（对照）；（2）注射MnS@BSA-2.5组；（3）注射MnS@BSA-5组；（4）注射MnS@BSA-10组。注射剂量为2.5 mg/kg，每隔两天给药一次，并且每隔一天用游标卡尺测量肿瘤体积，并按照公式V = AB2/2计算肿瘤体积（relative volume），其中A是肿瘤的长径，B是肿瘤的短径(mm)。每次测量结果均通过处理前的起始肿瘤体积归一化，并且观察每组老鼠的生存周期（survival）和体重变化。
图13表示不同治疗组小鼠肿瘤体积随时间的变化情况，注射MnS@BSA组能够显著抑制肿瘤的生长，注射MnS@BSA-5组和注射MnS@BSA-10组的效果优于注射MnS@BSA-2.5组以及空白组（saline）；图14表示不同治疗组的老鼠在治疗过程中的体重基本没有变化；图15表示不同治疗组老鼠的生存周期随时间的变化情况，结果表明注射MnS@BSA组显著提高老鼠的生存周期，注射MnS@BSA-5组的效果显著优于注射MnS@BSA-2.5组、注射MnS@BSA-10组以及空白组（saline）。
综上所述，本发明的纳米诊疗剂是通过水相法合成制备的蛋白质和亚稳相硫化锰（β相硫化锰）相互掺杂的纳米颗粒，这种方法下制备的纳米诊疗剂尺寸可控，在肿瘤酸环境下可以很快释放出锰离子和硫化氢气体，并且对正常细胞的毒副作用较低，与细胞共培养24小时后细胞存活率大于80%；具有良好的pH响应的可降解性，在短时间内可完全降解，可以作为磁共振成像造影剂用于肿瘤治疗实时成像监测，并且还能在肿瘤部位的过量表达的双氧水产生羟基自由基，并降解释放出的硫化氢气体，可用于肿瘤的化学动力学治疗和气体治疗，在肿瘤的诊断与治疗领域将具有良好的应用前景；同时，本发明的制备工艺简单、操作方便，成本低廉，易于分离提纯，可以实现大规模生产。
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种纳米诊疗剂，其特征在于,所述纳米诊疗剂包括蛋白质以及与所述蛋白质相互掺杂的β相硫化锰纳米颗粒；所述纳米诊疗剂为直径100-500nm的球形颗粒。
2.一种纳米诊疗剂的制备方法，其特征在于，包括步骤：
将蛋白质、水和硫源混合得到混合溶液，加入酸性溶液调节混合溶液的pH值至预定范围，形成含有蛋白质和硫源的水相反应体系；
对所述水相反应体系抽真空，之后在惰性气体保护下加入锰源并搅拌，获得肉粉色溶液；
对所述肉粉色溶液进行离心水洗，制得蛋白质和β相硫化锰纳米颗粒相互掺杂的纳米诊疗剂。
3.根据权利要求2所述的纳米诊疗剂的制备方法，其特征在于，所述蛋白质为乳清蛋白、酪蛋白、胶原蛋白、血浆蛋白、大豆蛋白、小麦蛋白、血红蛋白、脱氧血红蛋白、铁蛋白、牛血清白蛋白、白蛋白、葡萄糖氧化酶、乳酸脱氢酶、乳酸氧化酶和过氧化氢酶的一种或多种。
4.根据权利要求2所述的纳米诊疗剂的制备方法，其特征在于，所述硫源为硫化钠，硫氢化钠，硫代硫酸钠，硫脲，甲硫氨酸和半胱氨酸的一种或多种。
5.根据权利要求2所述的纳米诊疗剂的制备方法，其特征在于，所述锰源为高锰酸钾，氯化锰，硝酸锰，乙酰丙酮锰和乙酸锰的一种或多种。
6.根据权利要求2所述的纳米诊疗剂的制备方法，其特征在于，所述蛋白质与硫源的摩尔比为0.1:1-20:1，
7.根据权利要求2所述的纳米诊疗剂的制备方法，其特征在于，所述硫源与锰源的摩尔比为1:1-1:2。
8.根据权利要求2所述的纳米诊疗剂的制备方法，其特征在于，所述预定范围为7.0-8.0。
9.一种如权利要求1所述的纳米诊疗剂作为制备治疗肿瘤制剂以及作为制备核磁共振成像造影剂的应用。
CN201910435079.3A 2019-05-23 2019-05-23 一种纳米诊疗剂及其制备方法、应用 Active CN110585237B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910435079.3A CN110585237B (zh) 2019-05-23 2019-05-23 一种纳米诊疗剂及其制备方法、应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910435079.3A CN110585237B (zh) 2019-05-23 2019-05-23 一种纳米诊疗剂及其制备方法、应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110585237A CN110585237A (zh) 2019-12-20
CN110585237B true CN110585237B (zh) 2022-04-01

Family

ID=68852599

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910435079.3A Active CN110585237B (zh) 2019-05-23 2019-05-23 一种纳米诊疗剂及其制备方法、应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110585237B (zh)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108866036A (zh) * 2018-07-24 2018-11-23 浙江大学 一种具有抗菌功能的级联酶反应微球及其制备方法
WO2021042369A1 (zh) * 2019-09-06 2021-03-11 国家纳米科学中心 具备cGAS-STING通路激活功能的纳米颗粒及其制备方法和应用
CN111388451B (zh) * 2020-04-29 2023-05-23 南京工业大学 蛋白自组装铁基纳米粒及其制备方法与抗肿瘤药物递送系统中的应用
CN111558032B (zh) * 2020-05-19 2023-08-22 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 一种蛋白纳米药物及其制备方法与应用
CN113398257B (zh) * 2021-05-19 2024-03-22 深圳大学 一种融合膜包裹的仿生纳米乳及其制备方法与应用
CN116654986B (zh) * 2023-06-02 2024-01-16 山东第一医科大学(山东省医学科学院) 一种硫化锰纳米花一体化诊疗制剂及其制备方法和应用

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107158378A (zh) * 2017-05-11 2017-09-15 江苏大学 一种光热效应用硫化铜锰蛋白复合纳米颗粒及其制备方法
WO2018048316A1 (en) * 2016-09-12 2018-03-15 Politechnika Krakowska im. Tadeusza Kościuszki A method for obtaining manganese-doped luminescent nanoparticles of zinc selenide having positive surface charge
CN109626437A (zh) * 2019-01-31 2019-04-16 江苏理工学院 一种硫化锰的制备方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7604875B2 (en) * 2006-09-07 2009-10-20 California Institute Of Technology Mitigation of artifacts in nuclear magnetic resonance imaging with magnetic susceptibility modified materials
US20180353539A1 (en) * 2017-06-12 2018-12-13 University Of Southern California Metal complexes as pharmaceuticals for treatment and prevention of cancer and inflammatory diseases

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018048316A1 (en) * 2016-09-12 2018-03-15 Politechnika Krakowska im. Tadeusza Kościuszki A method for obtaining manganese-doped luminescent nanoparticles of zinc selenide having positive surface charge
CN107158378A (zh) * 2017-05-11 2017-09-15 江苏大学 一种光热效应用硫化铜锰蛋白复合纳米颗粒及其制备方法
CN109626437A (zh) * 2019-01-31 2019-04-16 江苏理工学院 一种硫化锰的制备方法

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Jing Meng et al.,.Phase transfer preparation of ultrasmall MnS nanocrystals with a high performance MRI contrast agent.《RSC Adv》.2016,第6卷第6878-6887页. *
Phase transfer preparation of ultrasmall MnS nanocrystals with a high performance MRI contrast agent;Jing Meng et al.,;《RSC Adv》;20160105;第6卷;第6878-6887页 *
Simultaneous Fenton-like Ion Delivery and Glutathione Depletion by MnO2-Based Nanoagent to Enhance Chemodynamic Therapy;Li-Sen Lin et al.,;《Angew Chem Int Ed Engl》;20180323;第57卷(第18期);第4902-4906页 *
Tumor pH-responsive metastable-phase manganese sulfide nanotheranostics for traceable hydrogen sulfide gas therapy primed chemodynamic therapy;He Ting et al.,;《Theranostics》;20200120;第10卷(第6期);第2453-2462页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN110585237A (zh) 2019-12-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110585237B (zh) 一种纳米诊疗剂及其制备方法、应用
Zhu et al. Biomedical applications of functionalized ZnO nanomaterials: from biosensors to bioimaging
Chen et al. Highly crystallized iron oxide nanoparticles as effective and biodegradable mediators for photothermal cancer therapy
CN109771442B (zh) 一种增敏肿瘤放疗的复合纳米颗粒及其制备方法和应用
Qin et al. Development of copper vacancy defects in a silver-doped CuS nanoplatform for high-efficiency photothermal–chemodynamic synergistic antitumor therapy
Li et al. A cation-exchange controlled core–shell MnS@ Bi 2 S 3 theranostic platform for multimodal imaging guided radiation therapy with hyperthermia boost
Jia et al. Construction of silver nanoparticles anchored flower-like magnetic Fe3O4@ SiO2@ MnO2 hybrids with antibacterial and wound healing activity
Ye et al. The CuO and AgO co-modified ZnO nanocomposites for promoting wound healing in Staphylococcus aureus infection
CN111228489B (zh) 一种四氧化三铁硫化铋纳米复合材料及其制备和应用
CN110755614B (zh) 一种层状双氢氧化物纳米片及其制备方法和应用
CN113134012A (zh) 一种CaO2/Fe3O4@OA纳米复合物及其制备方法与应用
Duan et al. A Ce-MOF@ polydopamine composite nanozyme as an efficient scavenger for reactive oxygen species and iron in thalassemia disease therapy
CN109172828B (zh) 一种新型稀土纳米双模态显像剂及其制备方法和应用
CN109223827A (zh) 水溶性的富勒烯结构在制备治疗肺纤维化的药物中的应用
CN113952984B (zh) 一种高催化活性钼基纳米酶及其制备方法和应用
Yang et al. NIR-responsive MoS 2–Cu 2 WS 4 nanosheets for catalytic/photothermal therapy of methicillin-resistant Staphylococcus aureus infections
CN110680809A (zh) 一种口服纳米补铁剂及其制备方法
CN116851741A (zh) 一种中空介孔单原子钼纳米酶及其制备方法和基于其的纳米酶反应器的制备和应用
CN115671312A (zh) 一种掺杂铜的纳米载体的制备方法及其应用
CN117883596A (zh) 一种乏氧响应的t1-t2可切换型mri造影剂、其制备方法及应用
Tian et al. Glutathione-triggered release of SO 2 gas to augment oxidative stress for enhanced chemodynamic and sonodynamic therapy
Huang et al. S–Cu–FC/CuS modified GO carboxymethyl cellulose hydrogel for enhanced photocatalytic sterilization through homo-heterojunction interface accelerated charge transfer
CN113499430A (zh) 芬顿金属离子掺杂的金属-有机框架材料固化氧化代谢酶的纳米诊疗剂及制备方法与应用
CN110251692B (zh) 一种诊疗一体化纳米材料及其制备方法与应用
CN110585448B (zh) 一种用于急性肾损伤的纳米诊疗剂及其制备方法与应用

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant