CN111000797A - 金纳米颗粒原位生长型海藻酸钠纳米凝胶制备方法及应用 - Google Patents

金纳米颗粒原位生长型海藻酸钠纳米凝胶制备方法及应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种金纳米颗粒原位生长型海藻酸钠纳米凝胶制备方法，采用双重乳液法以及种子介导法来制备金纳米颗粒在海藻酸钠纳米凝胶上的原位生长技术，并通过改变表面活性剂CTAB,以及还原剂NaBH4等量的变化，来观察紫外光谱的吸收情况。在所得的水凝胶显示出DOX的有效负载量和pH，氧化还原，光热依赖的释放曲线情况下，进一步测试了杂化纳米颗粒对癌细胞的抗癌活性。该纳米技术结合了响应性药物的传递特性,具有可控性,表现出优越的生物相容性和抗癌功效.这种纳米载体为临床应用光热协同疗法提供了具有潜力的药物传递系统。

Description

金纳米颗粒原位生长型海藻酸钠纳米凝胶制备方法及应用
技术领域
本发明涉及生物制药领域，具体地指一种金纳米颗粒原位生长型海藻酸钠纳米凝胶制备方法及应用。
背景技术
天然高分子材料具有来源丰富、良好的生物相容性和生物降解性、无毒性以及良好成膜性等特点和优点,被广泛应用于食品、药品、包装和生物医用材料领域。近年来,用天然高分子材料制备的具有靶向输送和控制释放的功能载体材料(例如微胶囊和微球)引起了广大研究者的兴趣，水凝胶纳米粒子作为最有前途的纳米粒子之一，由于其独特的潜力，通过将水凝胶系统的特性(如亲水性和极高的含水量)与纳米粒子(例如非常小的尺寸)结合起来，受到了广泛的关注。目前，对光、pH、温度和生物分子等刺激响应的纳米药物可控释放体系已成为肿瘤医学研究的热点。与其它刺激相比，近红外光(NIR)具有高效的远程可控、组织穿透深度深以及光毒性小等优点。而金纳米棒Au NRs具备优异的NIR光热转换特性，此外还具备较为成熟的合成路线、良好的生物相容性和易于表面改性等特性，这使得其在离子检测、生物成像、药物传输和光热治疗等领域应用广泛。因此设计基于Au NRs的光热响应型纳米药物可控释放体系除了能够实现大容量负载药物、特定位点药物释放外，更能将药物释放与其它肿瘤治疗疗法结合，实现多模式治疗的协同作用。
发明内容
本发明的目的在于克服现有载药纳米颗粒的缺陷，提供一种双重交联纳米凝胶制备方法及应用，适用于癌症及其他疾病药物至靶点运载治疗。
为实现上述目的，本发明所提供的金纳米颗粒原位生长型海藻酸钠纳米凝胶制备方法，包括如下步骤：
(1)准备0.04845g的1～5wt％藻酸盐纳米颗粒水溶液，即AG水溶液；
(2)将浓度为0.02mg/ml的1ml的EDC水溶液与2g的AG水溶液共混，然后在室温下以500rpm的转速搅拌3小时，得到混合物A；
(3)在1000rpm转速的搅拌下将混合物A滴入16ml含0.02-0.03g/ml的AOT-DCM溶液中，得到混合物B；所述AOT-DCM溶液是将1～2g的AOT与溶于40～80g的二氯甲烷中制得的；
(4)将(3)中的混合物B在转速400rpm下搅拌5min，然后滴入60ml浓度为0.02g/ml的PVA水溶液中，然后在500rpm下搅拌10min，得到混合物C；所述PVA水溶液是通过将1～5g的PVA溶于50～60ml的超纯水中制得；
(5)将浓度为0.055g/ml的4ml的Cys水溶液的滴入混合物C中，然后以400rpm的转速搅拌，使其中的二氯甲烷蒸发，得到海藻酸钠纳米凝胶；
(6)在0.25ml 0.01M氯金酸溶液中加入5ml 0.1M的CTAB水溶液，加入1ml的步骤(5)制备的海藻酸钠纳米凝胶，搅拌10分钟；随后，滴加0.6ml 0.01M的冰冷的硼氢化钠溶液，搅拌10分钟，然后静置一个小时，得到金种子溶液；
(7)将金种子溶液全部滴加到生长液中，搅拌5分钟，静置过夜，随后离心，超声洗涤，即得金纳米颗粒原位生长型海藻酸钠纳米凝胶；
其中，步骤(7)所述生长液是通过以下步骤制备的：
a)将0.2ml浓度为0.1～1M的氯金酸水溶液滴加到5ml的表面活性剂CTAB溶液中，得到氯金酸-CTAB溶液；
b)随后依次向氯金酸-CTAB溶液中滴加0.3ml浓度为0.01-1M的硝酸银，0.03ml浓度为0.5-1M的抗坏血栓溶液，搅拌5分钟，待用。
优选地，所述步骤(1)中的AG水溶液为4wt％。
优选地，所述步骤a)中的氯金酸水溶液的制备方法为将氯金酸配制成浓度为0.1-1M的水溶液后搅拌10分钟，即得。
优选地，所述步骤(6)中静置步骤的条件为28-32℃的温度下。
优选地，步骤(7)中静置步骤的条件为温度25-33℃。
本发明还提供了上述金纳米颗粒原位生长型海藻酸钠纳米凝胶制备方法在制备抗肿瘤药物中的应用。
本发明的有益效果：以海藻酸钠溶液为水相，二氯甲烷(DCM)为油相，多库酯钠(AOT)为表面活性剂，聚乙烯醇(PVA)为乳化剂，半胱氨酸(CYS)为交联剂，通过双乳液法制备海藻酸钠纳米凝胶。然后我们利用种子法制备金纳米颗粒-海藻酸钠纳米凝胶，以氯酸金，十六烷基溴化铵(CTAB),硼氢化钠，海藻酸钠纳米凝胶为种子液，硝酸银，氯金酸，抗坏血栓为生长液，制备出一定粒子大小的纳米凝胶(杂化水凝胶)，随后进行透析，最后进行抗癌药物的负载(DOX)。我们探究了不同种子液的量对纳米凝胶粒径、包封率及紫外出峰的影响，研究对比及其对癌细胞A549细胞的活性影响。制得的纳米凝胶对谷胱甘肽、pH、光热刺激具有响应特性、并具有优异可降解性能。
附图说明
图1为本发明实施例所制备纳米凝胶的拉曼图谱；
图2为本发明实施例所制备纳米凝胶的紫外光谱图；
图3为本发明实施例所制备纳米凝胶的透射图谱；
图4为本发明实施例所制备纳米凝胶的包封率；
图5为本发明实施例所制备纳米凝胶的的负载DOX药物pH释放情况。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细描述。
实施例
(1)通过采用公开的双乳化法制备藻酸盐纳米颗粒。简而言之，将0.04845g的海藻酸钠制备成1-5wt％AG水溶液。
(2)配置1ml的0.02mg/ml的EDC水溶液，与(1)中2g的海藻酸钠溶液共混，然后在室温下以500rpm的转速搅拌3小时。
(3)在1000rpm的搅拌下将混合物滴入含有16ml含有0.02-0.03g/ml的AOT与二氯甲烷(DCM)溶液中。
(4)将(3)中的混合物在400rpm下搅拌5min，然后滴加到60ml含有0.02g/ml的PVA水溶液中，随后在500rpm下搅拌10min。
将4-5ml含有0.055g/ml的Cys水溶液的滴入上述溶液中，为了蒸发DCM，我们选择在400rpm搅拌一夜。
试验例1：海藻酸钠纳米凝胶的拉曼测试实验
为考察本发明实施例制备出的纳米凝胶是否含有氧化还原敏感的S-S键，本发明人将纳米凝胶进行拉曼光谱的测试，测试过程如下：
将1～3g的纳米凝胶压平放置在玻璃片上，随后进行测试，通过对实施例所得的拉曼光谱图谱，结果如图1所示，交联剂胱胺二盐酸盐较好的与海藻酸钠交联在一起。
试验例2：金纳米与海藻酸钠凝胶的紫外测试实验
为考察本发明实施例制备出的纳米凝胶是否含有金纳米粒子，本发明人将纳米凝胶进行紫外测试，测试过程，测试过程如下：
将3毫升的纳米凝胶溶液放进紫外仪器中测试，通过对实施例所得的紫外光谱图谱，结果如图2所示，金纳米粒子成功的生长在海藻酸钠米凝胶上。
试验例3：纳米凝胶的透射测试实验
为考察本发明实施例制备出的纳米凝胶中金纳米粒子生长的状况，本发明人将纳米凝胶进行透射电镜实验，测试过程如下：
取一定浓度的纳米凝胶滴到铜网上，晾至。通过对实施例所得的透射电镜，结果如图3所示，金纳米粒子成功并较为均匀的生长在纳米凝胶中。
试验例4：杂化凝胶的载药后的包封率测试实验
为考察本发明实施例制备出的纳米凝胶对于负载抗癌药物能力情况，本发明人将盐酸阿霉素(DOX)与纳米凝胶负载在一起，测试过程如下：
量取不同浓度的DOX水溶液，避光，滴加到纳米凝胶中，搅拌过夜，随后透析，在未来的几天内，收集透析换下来一定量的透析水，结果如图4所示，盐酸阿霉素(DOX)较好的负载在纳米凝胶。
试验例5：AuNRs-Alg凝胶的载药后pH释放测试实验
为考察本发明实施例制备出的杂化凝胶对于负载抗癌药物的pH释放情况，本发明人将载药后的凝胶进行pH释放，测试过程如下：
将50mg负载2mg/ml(盐酸阿霉素)DOX的凝胶溶液进行载药3天，随后取1ml的载药后的凝胶溶液，避光，分别装在透析袋中，随后与不同PBS缓冲溶液一同放进试管中，每隔1～2小时进行紫外吸收的测试，并记录数据。结果如图5所示，DOX的释放量随着PBS缓冲液的降低而升高。

Claims (6)

1.一种金纳米颗粒原位生长型海藻酸钠纳米凝胶制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)准备0.04845g的1-5wt％藻酸盐纳米颗粒水溶液，即AG水溶液；
(2)将浓度为0.02mg/ml的1ml的EDC水溶液与2g的AG水溶液共混，然后在室温下以500rpm的转速搅拌3小时，得到混合物A；
(3)在1000rpm转速的搅拌下将混合物A滴入16ml含0.02-0.03g/ml的AOT-DCM溶液中，得到混合物B；所述AOT-DCM溶液是将1～2g的AOT与溶于40～80g的二氯甲烷中制得的；
(4)将(3)中的混合物B在转速400rpm下搅拌5min，然后滴入60ml浓度为0.02g/ml的PVA水溶液中，然后在500rpm下搅拌10min，得到混合物C；所述PVA水溶液是通过将1～5g的PVA溶于50～60ml的超纯水中制得；
(5)将浓度为0.055g/ml的4-5ml的Cys水溶液的滴入混合物C中，然后以400rpm的转速搅拌一夜，使其中的二氯甲烷蒸发，得到海藻酸钠纳米凝胶；
(6)在0.25ml 0.01M氯金酸溶液中加入5ml 0.1M的CTAB水溶液，加入1ml的步骤(5)制备的海藻酸钠纳米凝胶，搅拌10分钟；随后，滴加0.6ml 0.01M的冰冷的硼氢化钠溶液，搅拌10分钟，然后静置一个小时，得到金种子溶液；
(7)将金种子溶液全部滴加到生长液中，搅拌5分钟，静置过夜，随后离心，超声洗涤，即得金纳米颗粒原位生长型海藻酸钠纳米凝胶；
其中，步骤(7)所述生长液是通过以下步骤制备的：
a)将0.2ml浓度为0.1～1M的氯金酸水溶液滴加到5ml的表面活性剂CTAB溶液中，得到氯金酸-CTAB溶液；
b)随后依次向氯金酸-CTAB溶液中滴加0.3ml浓度为0.01-1M的硝酸银，0.03ml浓度为0.5-1M的抗坏血栓溶液，搅拌5分钟，待用。
2.根据权利要求1所述的金纳米颗粒原位生长型海藻酸钠纳米凝胶制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中的AG水溶液为3wt％。
3.根据权利要求1所述的金纳米颗粒原位生长型海藻酸钠纳米凝胶制备方法，其特征在于：所述步骤a)中的氯金酸水溶液的制备方法为将氯金酸配制成浓度为0.1-1M的水溶液后搅拌10分钟，即得。
4.根据权利要求1所述的金纳米颗粒原位生长型海藻酸钠纳米凝胶制备方法，其特征在于：所述步骤(6)中静置步骤的条件为28～32℃的温度下。
5.根据权利要求1所述的金纳米颗粒原位生长型海藻酸钠纳米凝胶制备方法，其特征在于：步骤(7)中静置步骤的条件为温度25～33℃。
6.权利要求1所述金纳米颗粒原位生长型海藻酸钠纳米凝胶制备方法在制备抗肿瘤药物中的应用。
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