CN111632039A - 一种多功能纳米递送系统及其制备方法与应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多功能纳米递送系统及其制备方法与应用。所述多功能纳米递送系统包括：纳米递送系统，主要由两亲性聚合物和质粒基因递送聚合物组成，并具有亲水外壳和疏水内核，所述亲水外壳上还分布有质粒基因的结合位点，所述结合位点主要来源于所述质粒基因递送聚合物；疏水药物和造影剂，被包裹于所述纳米递送系统的疏水内核；以及，质粒基因，通过所述结合位点与所述纳米递送系统的亲水外壳结合。本发明制备的多功能纳米递送系统可以实现质粒基因、疏水药物和造影剂的同时递送，实现质粒基因的实时释放和长时间表达，疏水药物的缓慢释放，克服了同时递送和控制基因和药物释放的难题，该方法可用于干细胞等治疗性细胞细胞功能调控和示踪。

Description

一种多功能纳米递送系统及其制备方法与应用
技术领域
本发明属于纳米生物材料领域，具体涉及一种多功能纳米递送系统及其制备方法与应用。
背景技术
由于细胞内机制复杂，单一的化学疏水药物治疗或基因干预难以实现理想的干预效果，因此同时递送疏水药物和质粒基因对细胞进行干预，利用他们各自优势的协同作用，可以更有效地干预细胞的过程，从而实现细胞的特异分化等功能。纳米递送系统可以实现运载疏水药物的同时实现质粒基因递送：一方面降低疏水药物浓度，减轻疏水药物的毒副作用；另一方面其与质粒基因共同作用，提高干预效果，具有巨大的应用前景。
干细胞治疗给各种疾病的治疗带来了新的契机。然而干细胞的不定向分化等因素导致干细胞难以实现理想的治疗效果。纳米疏水药物载体能够改变疏水药物进入细胞的方式、分布、释放等特性，并且可以实现疏水药物输送的特异性靶向。目前研究者通过纳米递送系统已经在一定水平上实现疏水药物或质粒基因对某些细胞的干预。然而在同一个纳米递送系统中，实现疏水药物和质粒基因的同时递送，同时又具有高效的基因表达，目前没有非常有效的策略。疏水药物、近红外二区造影剂可用于细胞功能的调控和示踪干细胞疾病治疗的研究，利用质粒可实现在细胞内长时间表达目的基因，从而实现对细胞的有效干预，借助基于近红外量子点的高组织穿透深度和高时空分辨的近红外活体成像进行实时、可视化的影像指导干细胞的行为。因此开发出一种运载质粒基因、疏水药物和近红外二区造影剂的递送系统，对于治疗性细胞功能调控和示踪，在各种疾病的治疗和研究中的应用中有较高的应用价值。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种多功能纳米递送系统及其制备方法，从而克服了现有技术中的不足。
本发明的另一目的还在于提供所述多功能纳米递送系统的应用。
为实现上述发明目的，本发明采用了如下技术方案：
本发明实施例提供了一种多功能纳米递送系统，其包括：
纳米递送系统，主要由两亲性聚合物和质粒基因递送聚合物组成，并具有亲水外壳和疏水内核，所述亲水外壳上还分布有质粒基因的结合位点，所述结合位点主要来源于所述质粒基因递送聚合物；
疏水药物和造影剂，被包裹于所述纳米递送系统的疏水内核；以及，
质粒基因，通过所述结合位点与所述纳米递送系统的亲水外壳结合；其中，质粒基因实时释放，疏水药物缓慢释放。
本发明实施例还提供了前述多功能纳米递送系统的制备方法，其包括：
将两亲性聚合物、疏水药物、造影剂和有机溶剂于0-100℃混合，制得油相溶液；
将质粒基因递送聚合物、乳化剂和水于0-60℃混合，制得水相溶液；
以及，将所述油相溶液和水相溶液混合进行均质、超声、纯化处理，再与质粒基因混合，获得所述多功能纳米递送系统。
本发明实施例还提供了一种同时递送质粒基因、疏水药物和近红外二区造影剂的方法，其包括：采用前述的方法将质粒基因、疏水药物和近红外二区造影剂制成多功能纳米递送系统，并利用所述多功能纳米递送系统将质粒基因、疏水药物和近红外二区造影剂输送至靶标区域。
本发明实施例还提供了前述多功能纳米递送系统于制备质粒基因、疏水药物同时干预和近红外二区造影剂标记细胞的制剂中的应用。
本发明结合高效质粒基因递送聚合物和两亲性聚合物，使用超声乳化法形成具有疏水内核和亲水外壳的纳米递送系统，质粒基因结合于亲水外壳表面，疏水药物和近红外二区造影剂包裹于疏水内核，实现高效的质粒基因、疏水药物和近红外二区造影剂的同时递送。其中，质粒基因实时释放，疏水药物缓慢释放。克服了传统方法难以实现的同时递送质粒基因和疏水药物的难题，为细胞凋亡、存活、定向分化、旁分泌等功能和治疗性细胞的示踪提供了新的方法。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
(1)本发明结合质粒基因递送聚合物和两亲性聚合物，使用超声乳化法形成具有疏水内核和亲水外壳的纳米递送系统，质粒基因结合于亲水外壳表面的结合位点，疏水药物和近红外二区造影剂包裹于疏水内核，实现高效的质粒基因、疏水药物和近红外二区造影剂的同时递送，其中，质粒基因实时释放，疏水药物缓慢释放，并可实现质粒基因在细胞内长时间表达。克服了传统方法难以实现的同时递送质粒基因、疏水药物和近红外二区造影剂的难题，该方法可用于干细胞等治疗性细胞的同时示踪和细胞功能调控，提高干细胞疗法的疗效；
(2)本发明提供的多功能纳米递送系统有以下效果：a、可实现高效的疏水药物的递送，缓慢释放，降低疏水药物剂量，减轻疏水药物毒副作用；b、同时，实现高效的质粒基因递送，即时释放基因进行表达，协同疏水药物作用，实现更好的效果；c、同时，利用近红外荧光量子点的卓越的荧光特性，可实时可视化疏水药物靶向输送过程，理性指导纳米疏水药物表面功能化设计；
(3)本发明有助于建立一种通用的质粒基因、疏水药物和近红外二区造影剂同时递送策略，为质粒基因、疏水药物同时干预和近红外二区造影剂标记细胞提供了新的方法。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例1制备的运载SOX9干扰质粒基因质粒、视黄酸和硫化银的多功能纳米递送系统的透射电镜图；
图2是本发明实施例2制备的RVG包覆运载Let-7b干扰基因质粒、丙戊酸、硫化银的多功能纳米递送系统电镜图；
图3是本发明实施例3制备的运载NeuroD1质粒基因、硫化银的多功能纳米递送系统电镜图；
图4a-4c是本发明实施例1制备的运载SOX9干扰质粒基因质粒、视黄酸和硫化银的多功能纳米递送系统运载到细胞，细胞的硫化银近红外二区造影剂标记和质粒基因转染效果图；
图5a-5b是本发明实施例4制备的运载SOX9干扰质粒基因质粒、视黄酸和硫化银的多功能纳米递送系统处理神经干细胞，使神经干细胞分化成神经元的染色图；
图6为本发明一典型实施例中多功能纳米递送系统的合成和释放示意图。
具体实施方式
鉴于现有技术的缺陷，本案发明人经长期研究和大量实践，得以提出本发明的技术方案，其主要是结合高效质粒基因递送聚合物和两亲性聚合物，使用超声乳化法形成具有疏水内核和亲水外壳的纳米递送系统，质粒基因结合于亲水外壳表面的结合位点，疏水药物和近红外二区造影剂包裹于疏水内核，实现高效的质粒基因、疏水药物和近红外二区造影剂的同时递送，克服了传统方法难以实现的同时递送质粒基因、疏水药物和近红外二区造影剂的难题。
下面将对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例的一个方面提供了一种多功能纳米递送系统，其包括：
纳米递送系统，主要由两亲性聚合物和质粒基因递送聚合物组成，并具有亲水外壳和疏水内核，所述亲水外壳上还分布有质粒基因的结合位点，所述结合位点主要来源于所述质粒基因递送聚合物；
疏水药物和造影剂，被包裹于所述纳米递送系统的疏水内核；以及，
质粒基因，通过所述结合位点与所述纳米递送系统的亲水外壳结合；其中，质粒基因实时释放，疏水药物缓慢释放。
在一些较为具体的实施方案中，所述纳米递送系统的粒径为1-10000nm。
在一些较为具体的实施方案中，所述两亲性聚合物能够形成纳米颗粒，且在特定环境下缓慢释放疏水药物。
进一步的，所述特定环境为pH为5.4的酸性环境。
进一步的，所述两亲性聚合物包括聚乳酸-羟基乙酸共聚物或聚乙二醇，且不限于此。
进一步的，所述两亲性聚合物的分子量为50-300000Da。
进一步的，所述疏水药物包括视黄酸、丙戊酸、维甲酸、糖原合酶激酶-3β抑制剂(TWS119)、吲哚美辛、地塞米松、平滑受体激动剂(Purmorphamine)中的任意一种或两种以上的组合，且不限于此。
进一步的，所述造影剂为近红外二区造影剂。
进一步的，所述造影剂包括近红外花菁类荧光染料或量子点。
进一步的，所述量子点包括Ag2Se、Ag2S、InAs、Ag2Te或PbS中的任意一种或两种以上的组合，且不限于此。
进一步的，所述量子点为十二硫醇修饰的近红外量子点。
进一步的，所述纳米递送系统是由两亲性聚合物通过超声乳化法制得。
进一步的，所述纳米递送系统的载药形式包括纳米胶束、脂质体、聚合物囊泡中的任意一种，且不限于此。
在一些较为具体的实施方案中，所述质粒基因递送聚合物微溶于水，具有脂溶性，酸碱度为中性时可与质粒基因结合，且在特定环境下即时释放质粒基因。
进一步的，所述特定环境为pH为5.4的酸性环境。
进一步的，所述质粒基因递送聚合物包括聚β-氨基酯，且不限于此。
进一步的，所述质粒基因递送聚合物的分子量为50-300000Da。
进一步的，所述质粒基因包括小分子信使基因、干扰基因、干扰基因质粒、治疗性蛋白基因质粒中的任意一种或两种以上的组合，且不限于此。
进一步的，所述质粒基因包括NeuroD1质粒基因、Let-7b干扰基因质粒，且不限于此。
在本发明中，质粒基因递送聚合物会随机分布在纳米在递送系统中，并在递送系统表明形成质粒基因结合位点，使纳米递送系统可以实现对质粒基因的运载。
在本发明中，将质粒基因、疏水药物分子、近红外二区造影剂或近红外量子点结合在多功能纳米递送系统中，能够实现高效的同时递送。
本发明实施例的另一个方面还提供了前述的多功能纳米递送系统的制备方法，其包括：
将两亲性聚合物、疏水药物、造影剂和有机溶剂于0-100℃混合，制得油相溶液；
将质粒基因递送聚合物、乳化剂和水于0-60℃混合，制得水相溶液；
以及，将所述油相溶液和水相溶液混合进行均质、超声、纯化处理，再与质粒基因混合，获得所述多功能纳米递送系统。
在一些较为具体的实施方案中，所述两亲性聚合物与疏水药物的质量比为0.01:1-1000：1。
进一步的，所述两亲性聚合物与造影剂药物的质量比为0.01:1-1:1000。
进一步的，所述两亲性聚合物与质粒基因递送聚合物的质量比为0.01:1-1:1000。
进一步的，所述两亲性聚合物乳化剂的质量比为0.01:1-1:1000。
进一步的，所述水和有机溶剂的体积比为0.01:1-100:1。
进一步的，所述两亲性聚合物与质粒基因的质量比为0.01:1-100:1。
在一些较为具体的实施方案中，所述制备方法还包括：将所述多功能纳米递送系统与靶向肽和/或抗体混合，使所述靶向肽和/或抗体结合于所述纳米递送系统表面。
进一步的，所述靶向肽包括叶酸、嗜神经病毒衍生肽(RVG)、整合素靶向肽中的任意一种或两种以上的组合，且不限于此。
在一些较为具体的实施方案中，所述有机溶剂包括二氯甲烷、三氯甲烷、N,N-二甲基甲酰胺中的任意一种或两种以上的组合，且不限于此。
进一步的，所述乳化剂包括聚乙烯醇、司盘80、吐温80、维生素E、聚乙二醇、琥珀酸酯中的任意一种或两种以上的组合，且不限于此。
进一步的，所述聚乙烯醇分子量为500-300000Da。
在一些较为具体的实施方案中，所述制备方法包括：将所述油相溶液加入水相溶液进行混合均质、超声、纯化处理。
进一步的，所述均质处理的时间为0-30min。
进一步的，所述超声处理的时间为0.01-240min。
进一步的，所述纯化处理为超滤纯化处理。
进一步的，所述制备方法还包括：在进行所述纯化处理前，将超声后的混合液于室温下搅拌1-24h，优选为4-10h。
在一些更为具体的实施方案中，所述多功能纳米递送系统的制备方法，请参阅图6所示(多功能纳米递送系统的合成和释放示意图)，其包括以下步骤：
(1)将两亲性聚合物、疏水药物和近红外二区造影剂溶解于有机溶剂，得到油相溶液；
(2)将质粒基因递送聚合物与乳化剂溶解于水中，得到水相溶液；
(3)将(1)中得到的油相溶液加入(2)中得到的水相溶液混合、均质、超声和纯化，再与质粒基因混合，得到所述多功能纳米递送系统；
(4)步骤(3)中得到的多功能纳米递送系统进一步包裹上一层靶向肽或抗体。
优选地，步骤(1)所述的溶剂为易挥发有机溶剂，所述溶剂为二氯甲烷、三氯甲烷，N,N-二甲基甲酰胺中的一种或组合。
优选地，步骤(2)所述水相中含有乳化剂聚乙烯醇，分子量为500-300000。
优选地，所述乳化剂包括司盘80、吐温80、维生素E、聚乙二醇、琥珀酸酯中的任意一种。
优选地，步骤(3)中将油相加入到水相中混合。
优选地，步骤(3)所述的超声时间为20min；
优选地，步骤(3)所述的纯化之前室温搅拌4-10h去除有机溶剂；
优选地，步骤(3)所述的纯化使用超滤纯化。
优选地，步骤(4)所述的靶向肽包含但不限于嗜神经病毒衍生肽，整合素靶向肽等。
优选的，在纳米递送系统纯化之后，按一定比例混合质粒基因，10min后使用。
本发明实施例的另一个方面还提供了一种同时递送质粒基因、疏水药物和近红外二区造影剂的方法，其包括：采用前述的方法将质粒基因、疏水药物和近红外二区造影剂制成多功能纳米递送系统，并利用所述多功能纳米递送系统将质粒基因、疏水药物和近红外二区造影剂输送至靶标区域。
本发明实施例的另一个方面还提供了前述多功能纳米递送系统于制备质粒基因、疏水药物同时干预和近红外二区造影剂标记细胞的制剂中的应用。
下面结合若干优选实施例及附图对本发明的技术方案做进一步详细说明，本实施例在以发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
下面所用的实施例中所采用的实验材料，如无特殊说明，均可由常规的生化试剂公司购买得到。
实施例1
本实施例通过以下方法制备运载SOX9干扰质粒基因质粒、视黄酸和硫化银的多功能纳米递送系统用于神经干细胞的分化：
(1)将1mg聚乳酸-羟基乙酸共聚物、0.1μmol视黄酸和0.1mg硫化银在50℃下溶解于二氯甲烷，得到油相溶液；
(2)将8.3mg聚β-氨基酯、0.1g聚乙烯醇在30℃下溶解于10mL水中，得到水相溶液；
(3)将步骤(1)中制得的油相溶液加入步骤(2)中制得的水相溶液，混合均匀(5min)、超声(10min)和纯化得到运载视黄酸和硫化银的递送系统；
(4)将步骤(3)中得到的运载系统和SOX9干扰质粒基因质粒混合(10min)，得到运载SOX9干扰质粒基因质粒、视黄酸和硫化银的多功能纳米递送系统；
性能表征：制备的运载SOX9干扰质粒基因质粒、视黄酸和硫化银的多功能纳米递送系统的电镜图如图1所示，电镜表征后其大小约为200nm。
实施例2
本实施例通过以下方法制备RVG包覆运载Let-7b干扰基因质粒、丙戊酸、硫化银的多功能纳米递送系统用于干细胞分化控制与细胞标记：
(1)将0.5mg聚乳酸-羟基乙酸共聚物、0.1μmol丙戊酸和0.1mg硫化银在25℃下溶解于二氯甲烷，得到油相溶液；
(2)将10mg聚β-氨基酯、0.1g聚乙烯醇在25℃下溶解于10mL水中，得到水相溶液；
(3)将步骤(1)中制得的油相溶液加入步骤(2)中制得的水相溶液，混合均匀(5min)、超声(10min)和纯化得到运载视黄酸和硫化银的递送系统；
(4)将步骤(3)中得到的运载系统和Let-7b干扰基因质粒混合(5min)，得到运载Let-7b干扰基因质粒、丙戊酸和硫化银的多功能纳米递送系统；
(5)将步骤(4)多功能纳米递送系统与带负电的RVG重组蛋白混合均匀，室温孵育1h得到RVG包覆运载Let-7b干扰基因质粒、丙戊酸和硫化银的多功能纳米递送系统；
性能表征：RVG包覆运载Let-7b干扰基因质粒、丙戊酸和硫化银的多功能纳米递送系统如图2所示，电镜表征后其大小约为110nm。
实施例3
本实施例通过以下方法制备运载NeuroD1质粒基因、硫化银的多功能纳米递送系统用于体细胞分化控制与细胞标记：
(1)将0.5mg聚乳酸-羟基乙酸共聚物和0.1mg硫化银在25℃下溶解于二氯甲烷，得到油相溶液；
(2)将10mg聚β-氨基酯、0.1g聚乙烯醇在25℃下溶解于10mL水中，得到水相溶液；
(3)将步骤(1)中制得的油相溶液加入步骤(2)中制得的水相溶液，混合均匀(5min)、超声(10min)和纯化得到运载视黄酸和硫化银的递送系统；
(4)将步骤(3)中得到的运载系统和NeuroD1质粒基因混合(5min)，得到运载NeuroD1质粒基因和硫化银的多功能纳米递送系统；
性能表征：RVG包覆运载Let-7b干扰基因质粒、丙戊酸和硫化银的多功能纳米递送系统如图3所示，电镜表征后其大小约为200nm。
实施例4
运载SOX9干扰质粒基因、视黄酸和硫化银的多功能纳米递送系统用于神经干细胞的定向分化
将实施例1中步骤(4)中制得的多功能纳米递送系统加入到神经干细胞培养基中，可以使神经干细胞表达特定蛋白，并且通过近红外二区荧光显微镜检测到纳米疏水药物的摄取，如图4a-4c所示。从图中可以看出细胞内有硫化银的信号，证明该纳米递送系统被神经干细胞吞噬，并且干细胞表达质粒中荧光蛋白，表明成功实现SOX9干扰质粒基因递送，因此证明了递送系统能够同时高效的递送SOX9干扰质粒基因、视黄酸和硫化银。
如图5a-5b所示，没有添加递送系统到神经干细胞的空白组神经元染色结果表明分化的细胞少，多功能纳米递送系统作用组神经元染色结果表明分化的细胞多，证明纳米递送系统有促进神经干细胞向神经元分化的功能。
实施例5
本实施例通过以下方法制备运载SOX9干扰质粒基因质粒、视黄酸和硫化银的多功能纳米递送系统用于神经干细胞的分化：
(1)将1mg聚乙二醇、0.1μmol维甲酸和0.1mg Ag2Se在0℃下溶解于N,N-二甲基甲酰胺，得到油相溶液；
(2)将8.3mg聚β-氨基酯、0.1g司盘80在0℃下溶解于10mL水中，得到水相溶液；
(3)将步骤(1)中制得的油相溶液加入步骤(2)中制得的水相溶液，混合均匀(30min)、超声(240min)和纯化得到运载维甲酸和Ag2Se的递送系统；
(4)将步骤(3)中得到的运载系统和SOX9干扰质粒基因质粒混合(10min)，得到运载SOX9干扰质粒基因质粒、维甲酸和Ag2Se的多功能纳米递送系统；
实施例6
本实施例通过以下方法制备运载SOX9干扰质粒基因质粒、视黄酸和硫化银的多功能纳米递送系统用于神经干细胞的分化：
(1)将1mg聚乳酸-羟基乙酸共聚物、0.1μmol吲哚美辛和0.1mg硫化银在100℃下溶解于二氯甲烷，得到油相溶液；
(2)将8.3mg聚β-氨基酯、0.1g琥珀酸酯在60℃下溶解于10mL水中，得到水相溶液；
(3)将步骤(1)中制得的油相溶液加入步骤(2)中制得的水相溶液，混合均匀(15min)、超声(1min)和纯化得到运载吲哚美辛和硫化银的递送系统；
(4)将步骤(3)中得到的运载系统和SOX9干扰质粒基因质粒混合(10min)，得到运载SOX9干扰质粒基因质粒、吲哚美辛和硫化银的多功能纳米递送系统；
此外，本案发明人还参照前述实施例，以本说明书述及的其它原料、工艺操作、工艺条件进行了试验，并均获得了较为理想的结果。
本发明的各方面、实施例、特征及实例应视为在所有方面为说明性的且不打算限制本发明，本发明的范围仅由权利要求书界定。在不背离所主张的本发明的精神及范围的情况下，所属领域的技术人员将明了其它实施例、修改及使用。
在本发明案中标题及章节的使用不意味着限制本发明；每一章节可应用于本发明的任何方面、实施例或特征。
在本发明案通篇中，在将组合物描述为具有、包含或包括特定组份之处或者在将过程描述为具有、包含或包括特定过程步骤之处，预期本发明教示的组合物也基本上由所叙述组份组成或由所叙述组份组成，且本发明教示的过程也基本上由所叙述过程步骤组成或由所叙述过程步骤组组成。
除非另外具体陈述，否则术语“包含(include、includes、including)”、“具有(have、has或having)”的使用通常应理解为开放式的且不具限制性。
应理解，各步骤的次序或执行特定动作的次序并非十分重要，只要本发明教示保持可操作即可。此外，可同时进行两个或两个以上步骤或动作。
尽管已参考说明性实施例描述了本发明，但所属领域的技术人员将理解，在不背离本发明的精神及范围的情况下可做出各种其它改变、省略及/或添加且可用实质等效物替代所述实施例的元件。另外，可在不背离本发明的范围的情况下做出许多修改以使特定情形或材料适应本发明的教示。因此，本文并不打算将本发明限制于用于执行本发明的所揭示特定实施例，而是打算使本发明将包含归属于所附权利要求书的范围内的所有实施例。此外，除非具体陈述，否则术语第一、第二等的任何使用不表示任何次序或重要性，而是使用术语第一、第二等来区分一个元素与另一元素。

Claims (11)

1.一种多功能纳米递送系统，其特征在于包括：
纳米递送系统，主要由两亲性聚合物和质粒基因递送聚合物组成，并具有亲水外壳和疏水内核，所述亲水外壳上还分布有质粒基因的结合位点，所述结合位点主要来源于所述质粒基因递送聚合物；
疏水药物和造影剂，被包裹于所述纳米递送系统的疏水内核；以及，
质粒基因，通过所述结合位点与所述纳米递送系统的亲水外壳结合。
2.根据权利要求1所述的多功能纳米递送系统，其特征在于：所述两亲性聚合物能够包裹疏水药物形成纳米颗粒，且在特定环境下缓慢释放疏水药物；优选的，所述特定环境为pH为5.4的酸性环境；优选的，所述两亲性聚合物包括聚乳酸-羟基乙酸共聚物和/或聚乙二醇；优选的，所述两亲性聚合物的分子量为50-300000Da；
和/或，所述疏水药物包括视黄酸、丙戊酸、维甲酸、糖原合酶激酶-3β抑制剂、吲哚美辛、地塞米松、平滑受体激动剂中的任意一种或两种以上的组合；
和/或，所述造影剂为近红外二区造影剂；
和/或，所述造影剂包括花菁类荧光染料和/或量子点；优选的，所述量子点包括Ag2Se、Ag2S、InAs、Ag2Te或PbS中的任意一种或两种以上的组合；优选的，所述量子点为十二硫醇修饰的近红外量子点；
和/或，所述纳米递送系统是由两亲性聚合物通过超声乳化法制得；
和/或，所述纳米递送系统的载药形式包括纳米胶束、脂质体、聚合物囊泡中的任意一种。
3.根据权利要求1所述的多功能纳米递送系统，其特征在于：所述质粒基因递送聚合物微溶于水，具有脂溶性，酸碱度为中性时可与质粒基因结合，且在特定环境下即时释放质粒基因；优选的，所述特定环境为pH为5.4的酸性环境；优选的，所述质粒基因递送聚合物包括聚β-氨基酯；优选的，所述质粒基因递送聚合物的分子量为50-300000Da；
和/或，所述质粒基因包括小分子信使基因、干扰基因、干扰基因质粒、治疗性蛋白基因质粒中的任意一种或两种以上的组合。
4.根据权利要求1所述的多功能纳米递送系统，其特征在于：所述纳米递送系统的粒径为1-10000nm。
5.权利要求1-4中任一项所述的多功能纳米递送系统的制备方法，其特征在于包括：
将两亲性聚合物、疏水药物、造影剂和有机溶剂于0-100℃混合，制得油相溶液；
将质粒基因递送聚合物、乳化剂和水于0-60℃混合，制得水相溶液；
以及，将所述油相溶液和水相溶液混合进行均质、超声、纯化处理，再与质粒基因混合，获得所述多功能纳米递送系统。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：所述两亲性聚合物与疏水药物的质量比为0.01∶1-1000∶1；
和/或，所述两亲性聚合物与造影剂药物的质量比为0.01∶1-1000∶1；
和/或，所述两亲性聚合物与质粒基因递送聚合物的质量比为0.01∶1-1000∶1；
和/或，所述两亲性聚合物乳化剂的质量比为0.01∶1-1000∶1；
和/或，所述水和有机溶剂的体积比为0.01∶1-100∶1；
和/或，所述两亲性聚合物与质粒基因的质量比为0.01∶1-1000∶1。
7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于还包括：将所述多功能纳米递送系统与靶向肽和/或抗体混合，使所述靶向肽和/或抗体结合于所述纳米递送系统表面；
优选的，所述靶向肽包括嗜神经病毒衍生肽和/或整合素靶向肽。
8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：所述有机溶剂包括二氯甲烷、三氯甲烷、N，N-二甲基甲酰胺中的任意一种或两种以上的组合；
和/或，所述乳化剂包括聚乙烯醇、司盘80、吐温80、维生素E、聚乙二醇、琥珀酸酯中的任意一种或两种以上的组合；优选的，所述聚乙烯醇分子量为500-300000Da。
9.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于包括：将所述油相溶液加入水相溶液进行混合均质、超声、纯化处理；
和/或，所述均质处理的时间为0-30min；
和/或，所述超声处理的时间为0.01-240min；
和/或，所述纯化处理为超滤纯化处理；
和/或，所述制备方法还包括：在进行所述纯化处理前，将超声后的混合液于室温下搅拌1-24h。
10.一种同时递送质粒基因、疏水药物和近红外二区造影剂的方法，其特征在于包括：采用权利要求5-9中任一项所述的方法将质粒基因、疏水药物和近红外二区造影剂制成多功能纳米递送系统，并利用所述多功能纳米递送系统将质粒基因、疏水药物和近红外二区造影剂输送至靶标区域。
11.权利要求1-4中任一项所述多功能纳米递送系统于制备质粒基因、疏水药物同时干预和近红外二区造影剂标记细胞的制剂中的应用。
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102851304A (zh) * 2011-06-30 2013-01-02 复旦大学 基于静电包衣的三元非病毒核酸递释系统及其制备方法
CN103505744A (zh) * 2012-06-30 2014-01-15 复旦大学 一种靶向脑毛细血管内皮细胞的基因递释系统
WO2014066811A1 (en) * 2012-10-25 2014-05-01 The Johns Hopkins University Bioreducible poly (b-amino ester)s for sirna delivery
CN107998406A (zh) * 2017-11-30 2018-05-08 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 一种级联靶向药物递送系统及其制备方法与应用
CN109568268A (zh) * 2017-09-28 2019-04-05 中国科学院深圳先进技术研究院 胎盘靶向递送系统及其制备方法和应用
WO2019173183A1 (en) * 2018-03-05 2019-09-12 The Johns Hopkins University Generating functional oligodendrocyte progenitor cells in sufficient number and purity for clinical cell replacement therapy
CN110746599A (zh) * 2019-09-30 2020-02-04 苏州大学 具有高效基因递送能力的UV光响应性超支化聚β-氨基酯及其制备方法与应用

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102851304A (zh) * 2011-06-30 2013-01-02 复旦大学 基于静电包衣的三元非病毒核酸递释系统及其制备方法
CN103505744A (zh) * 2012-06-30 2014-01-15 复旦大学 一种靶向脑毛细血管内皮细胞的基因递释系统
WO2014066811A1 (en) * 2012-10-25 2014-05-01 The Johns Hopkins University Bioreducible poly (b-amino ester)s for sirna delivery
CN109568268A (zh) * 2017-09-28 2019-04-05 中国科学院深圳先进技术研究院 胎盘靶向递送系统及其制备方法和应用
CN107998406A (zh) * 2017-11-30 2018-05-08 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 一种级联靶向药物递送系统及其制备方法与应用
WO2019173183A1 (en) * 2018-03-05 2019-09-12 The Johns Hopkins University Generating functional oligodendrocyte progenitor cells in sufficient number and purity for clinical cell replacement therapy
CN110746599A (zh) * 2019-09-30 2020-02-04 苏州大学 具有高效基因递送能力的UV光响应性超支化聚β-氨基酯及其制备方法与应用

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