CN111135308A - 一种聚多巴胺包裹介孔二氧化硅/榄香烯复合纳米粒制剂的制备方法及应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种聚多巴胺包裹介孔二氧化硅/榄香烯复合纳米粒制剂的制备及应用，首先将榄香烯和乙醇混合溶液，室温下滴加到以介孔二氧化硅、去离子水的混合溶液中，搅拌4小时后离心3分钟，除去上层清液得到介孔二氧化碳/榄香烯复合纳米粒。然后将此复合纳米粒和去离子水混合溶液，室温下滴加到含有多巴胺盐的Tris缓冲液中，常温搅拌12小时，离心3分钟，去离子水洗涤3次；冷冻干燥即得聚多巴胺包裹介孔二氧化硅/榄香烯复合纳米粒。本发明方法可以制备不同质量分数的聚多巴胺包裹介孔二氧化硅/榄香烯纳米复合材料。固体紫外测试结果显示聚多巴胺包裹介孔二氧化硅/榄香烯纳米粒后，紫外吸收好，这样纳米制剂不易被网状内皮系统吞噬，具有很好的缓释作用。

Description

一种聚多巴胺包裹介孔二氧化硅/榄香烯复合纳米粒制剂的 制备方法及应用
技术领域
本发明属于生物医用材料的制备和应用技术领域，具体涉及一种聚多巴胺包裹介孔二氧化硅/榄香烯纳米粒制剂的制备方法和应用。
背景技术
榄香烯（Elemene，ELE）是从姜科植物温郁金（莪术）等中提取的倍半萜烯类化合物，主要成分为β-榄香烯，分子量为204.35，其结构如下：
Figure 526211DEST_PATH_IMAGE001
榄香烯可以通过蛋白质、基因、信号传导通路等多种途径作用于肿瘤细胞，诱导肿瘤细胞自噬和凋亡、抑制肿瘤细胞的迁移、逆转耐药等，影响肿瘤的发生和发展的各个阶段。与单一靶点药物不同的是，榄香烯的多靶点抗癌活性已成为治疗癌症的新趋势。但是，榄香烯难溶于水，体外易挥发，体内生物利用率低，缺乏肿瘤靶向性，肠道刺激较大，只有极少量以原形吸收进入血液中。
介孔二氧化硅（Mesoporous Silica，MSN）是指粒径在1~100nm之间的多孔颗粒，具有较高的比表面积和较大的孔体积，良好的热稳定性使得纳米二氧化硅在药物装载及缓释、吸附、催化等领域的应用大为扩散。然而在介孔材料使用过程中也有很多的不足之处，例如，粒子对生物体的急性毒性，粒子易于团聚等，这都阻碍了其应用领域和前景。
聚多巴胺（Polydopamine，PDA）是一种生物高分子材料，由多巴胺单体在碱性条件下通过聚合反应制得。PDA具有良好的生物相容性、丰富的官能团及易于制备等优点，表面含有大量的邻苯二酚和氨基等活性基团，易与无机材料形成配位键而表现出较强的螯合能力，通过共价键结合靶向配体吸附有机分子，因此可以作为载体修饰的平台。
聚多巴胺结合纳米材料比表面积大，耐酸碱等优点使得聚多巴胺-纳米材料广泛的应用于生物工程、农业、食品、精细化工、军事等领域。因此，以聚多巴胺与纳米粒子结合，构建肿瘤靶向递送和pH响应材料的介孔二氧化硅载药系统（PDA/MSN-ELE），有望达到肿瘤渗透和定向缓释的目的，目前PDA/MSN-ELE复合纳米药物及其应用于肿瘤治疗领域尚未见报道。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明设计的目的在于提供一种聚多巴胺包裹介孔二氧化硅/榄香烯纳米粒制剂的制备方法和应用。本发明方法工艺简单，易于操作，成本低廉，制备的纳米粒制剂具有优异的生物相容性，具有良好的肿瘤治疗效果，为肿瘤治疗纳米药物的开发提供一种新方法。
本发明通过以下技术方案加以实现：
所述的一种聚多巴胺包裹介孔二氧化硅/榄香烯复合纳米粒制剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
1）通过超声分散将榄香烯均匀地分散在无水乙醇中，制得榄香烯乙醇混合液；
2）通过超声分散将介孔二氧化硅均匀的分散在无水乙醇中，制得介孔二氧化硅乙醇混合液；
3）将步骤1）中的榄香烯乙醇混合液缓慢地加入到步骤2）中的介孔二氧化硅乙醇混合液中，在500r/min转速情况下，搅拌20-30分钟，待滴加完成后于锥形瓶中密封，常温下500r/min磁力搅拌溶解，离心后，将产品冻干得到负载榄香烯的介孔二氧化硅纳米颗粒MSN-ELE NPs；
4）通过超声分散将步骤3）中的负载榄香烯的介孔二氧化硅纳米颗粒均匀的分散在去离子水中，得到介孔二氧化硅/榄香烯的水溶液；
5）将步骤4）制得的介孔二氧化硅/榄香烯的水溶液加入含有多巴胺盐的Tris缓冲液后，常温下500 r/min磁力搅拌12小时，离心3分钟，去离子水洗涤3次；冷冻干燥即得聚多巴胺包裹介孔二氧化硅/榄香烯复合纳米粒。
所述的一种聚多巴胺包裹介孔二氧化硅/榄香烯复合纳米粒制剂的制备方法，其特征在于步骤1）中榄香烯与乙醇的质量体积比g/ml为1:10-100。
所述的一种聚多巴胺包裹介孔二氧化硅/榄香烯复合纳米粒制剂的制备方法，其特征在于步骤2）中二氧化硅与无水乙醇的质量体积比g/ml为1:50-100。
所述的一种聚多巴胺包裹介孔二氧化硅/榄香烯复合纳米粒制剂的制备方法，其特征在于步骤3）中榄香烯乙醇混合液与介孔二氧化硅乙醇混合液的质量比为1:6；磁力搅拌4小时，离心3分钟。
所述的一种聚多巴胺包裹介孔二氧化硅/榄香烯复合纳米粒制剂的制备方法，其特征在于步骤4）中负载榄香烯的介孔二氧化硅纳米颗粒与去离子水的质量体积比g/ml为1:100-200。
权利要求1制备的聚多巴胺包裹介孔二氧化硅/榄香烯复合纳米粒制剂在肿瘤治疗方面的应用。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明方法可以制备不同质量分数的聚多巴胺包裹介孔二氧化硅/榄香烯纳米复合材料。固体紫外测试结果显示聚多巴胺包裹介孔二氧化硅/榄香烯纳米粒后，紫外吸收好，这样纳米制剂不易被网状内皮系统吞噬，具有很好的缓释作用。
附图说明
图1为榄香烯（ELE）、介孔二氧化硅/榄香烯（MSN-ELE）、聚多巴胺包裹介孔二氧化硅/榄香烯复合纳米粒制剂（PDA/MSN-ELE）的体外细胞实验图；
图2为聚多巴胺包裹介孔二氧化硅/榄香烯复合纳米粒制剂（PDA/MSN-ELE）在不同pH条件的缓释曲线图。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明做进一步详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
实施例1
本实施例提供一种聚多巴胺包裹介孔二氧化硅/榄香烯纳米粒制剂及其制备和应用，具体如下：
（1）将0.1g榄香烯与10ml 无水乙醇置于锥形瓶中密封，超声分散5分钟；
（2）将0.1g介孔二氧化硅与10ml 无水乙醇置于锥形瓶中密封，超声分散15分钟，常温下500 r/min磁力搅拌溶解，搅拌时间10分钟。将步骤（1）中的榄香烯与乙醇组成的混合溶液缓慢的加入到步骤b的溶液中，在500 r/min转速情况下，搅拌20-30分钟；待滴加完成后，继续搅拌4小时，离心3分钟，将产品冻干；
（3）将0.05g步骤（2）中的介孔二氧化硅/榄香烯与10ml 去离子水置于锥形瓶中密封，超声分散5分钟；
（4）将步骤（3）的介孔二氧化硅/榄香烯的水溶液加入含有多巴胺盐的Tris缓冲液，待滴加完成后，继续搅拌15分钟；加入Tris后，常温下500 r/min磁力搅拌12小时，离心3分钟，去离子水洗涤3次；冷冻干燥即得聚多巴胺包裹介孔二氧化硅/榄香烯复合纳米粒。
实施例2
（1）将0.5g榄香烯与10ml 无水乙醇置于锥形瓶中密封，超声分散5分钟；
（2）将0.1g介孔二氧化硅与8ml 无水乙醇置于锥形瓶中密封，超声分散15分钟，常温下500 r/min磁力搅拌溶解，搅拌时间10分钟。将步骤（1）中的榄香烯与乙醇组成的混合溶液缓慢的加入到步骤b的溶液中，在500 r/min转速情况下，搅拌20-30分钟；待滴加完成后，继续搅拌4小时，离心3分钟，将产品冻干；
（3）将0.05g步骤（2）中的介孔二氧化硅/榄香烯与7.5ml 去离子水置于锥形瓶中密封，超声分散5分钟；
（4）将步骤3的介孔二氧化硅/榄香烯的水溶液加入含有多巴胺盐的Tris缓冲液，常温下500 r/min磁力搅拌12小时，离心3分钟，去离子水洗涤3次；冷冻干燥即得聚多巴胺包裹介孔二氧化硅/榄香烯复合纳米粒。
实施例3
（1）将1g榄香烯与10ml 无水乙醇置于锥形瓶中密封，超声分散5分钟；
（2）将0.1g介孔二氧化硅与5ml 无水乙醇置于锥形瓶中密封，超声分散15分钟，常温下500 r/min磁力搅拌溶解，搅拌时间10分钟。将步骤（1）中的榄香烯与乙醇组成的混合溶液缓慢的加入到步骤b的溶液中，在500 r/min转速情况下，搅拌20~30分钟；待滴加完成后，继续搅拌4小时，离心3分钟，将产品冻干。
（3）将0.05g步骤（2）中的介孔二氧化硅/榄香烯与5ml 去离子水置于锥形瓶中密封，超声分散5分钟；
（4）将步骤3的介孔二氧化硅/榄香烯的水溶液加入含有多巴胺盐的Tris缓冲液，常温下500 r/min磁力搅拌12小时，离心3分钟，去离子水洗涤3次；冷冻干燥即得聚多巴胺包裹介孔二氧化硅/榄香烯复合纳米粒。
试验例
抗肿瘤作用
以肺癌细胞系A549为研究对象，采用四甲基偶氮唑盐微量酶反应比色法（MTT法）进行体外细胞实验，研究不同纳米粒的抗肿瘤活性。取对数生长期的A549细胞，胰蛋白酶消化后用培养液调整至浓度为5×104个/ml，以每孔100μl 接种到96孔细胞培养板中。将细胞培养板置于37℃，5％CO2的培养箱中孵育24h，显微镜下观察可见细胞贴壁生长（90％长满）。分别将ELE、MSN-ELE和PDA/MSN-ELE溶于不含血清的1640培养液中，稀释成不同浓度（1、5、10、15、20 μg/ml）后加入上述96孔细胞培养板中，培养48 h后，每孔加入50μl MTT（5mg/ml）溶液，继续培养4 h，吸去上清液，加入150μl 二甲基亚飒，避光条件下置摇床上低速振荡10min。用酶标仪检测570nm处培养板各孔的A值，记录结果。数据见图1。从图1中可以看出PDA/MSN-ELE对肺癌细胞系A549的抑制效果明显好于MSN-ELE和ELE。
配置不同pH值的0.5％十二烷基硫酸钠磷酸盐缓冲液作为释放介质，考察载药纳米粒的体外释药行为。准确称取5mg PDA/MSN-ELE分散在2ml 乙醇溶液中，置于已消毒的透析袋中，排除气泡后密封，置于25ml释放介质中，于37 ℃下恒温振荡（100 r/min）。分别于0、1、4、6、8、12、24h间隔取样，取样时将2ml 释放介质倒出，并立即补加等量同温同 pH值新鲜释放介质，样品经0.22μm微孔滤膜滤过。数据见图2。从图2中可以看出PDA/MSN-ELE在酸性环境（pH=3、5）中缓释效率优于其他pH环境（pH=7、8）。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (6)

1.一种聚多巴胺包裹介孔二氧化硅/榄香烯复合纳米粒制剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
1）通过超声分散将榄香烯均匀地分散在无水乙醇中，制得榄香烯乙醇混合液；
2）通过超声分散将介孔二氧化硅均匀的分散在无水乙醇中，制得介孔二氧化硅乙醇混合液；
3）将步骤1）中的榄香烯乙醇混合液缓慢地加入到步骤2）中的介孔二氧化硅乙醇混合液中，在500r/min转速情况下，搅拌20-30分钟，待滴加完成后于锥形瓶中密封，常温下500r/min磁力搅拌溶解，离心后，将产品冻干得到负载榄香烯的介孔二氧化硅纳米颗粒；
4）通过超声分散将步骤3）中的负载榄香烯的介孔二氧化硅纳米颗粒均匀的分散在去离子水中，得到介孔二氧化硅/榄香烯的水溶液；
5）将步骤4）制得的介孔二氧化硅/榄香烯的水溶液加入含有多巴胺盐的Tris缓冲液后，常温下500 r/min磁力搅拌12小时，离心3分钟，去离子水洗涤3次；冷冻干燥即得聚多巴胺包裹介孔二氧化硅/榄香烯复合纳米粒。
2.如权利要求1所述的一种聚多巴胺包裹介孔二氧化硅/榄香烯复合纳米粒制剂的制备方法，其特征在于步骤1）中榄香烯与乙醇的质量体积比g/ml为1:10-100。
3.如权利要求1所述的一种聚多巴胺包裹介孔二氧化硅/榄香烯复合纳米粒制剂的制备方法，其特征在于步骤2）中二氧化硅与无水乙醇的质量体积比g/ml为1:50-100。
4.如权利要求1所述的一种聚多巴胺包裹介孔二氧化硅/榄香烯复合纳米粒制剂的制备方法，其特征在于步骤3）中榄香烯乙醇混合液与介孔二氧化硅乙醇混合液的质量比为1:6；磁力搅拌4小时，离心3分钟。
5.如权利要求1所述的一种聚多巴胺包裹介孔二氧化硅/榄香烯复合纳米粒制剂的制备方法，其特征在于步骤4）中负载榄香烯的介孔二氧化硅纳米颗粒与去离子水的质量体积比g/ml为1:100-200。
6.权利要求1制备的聚多巴胺包裹介孔二氧化硅/榄香烯复合纳米粒制剂在肿瘤治疗方面的应用。
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