CN111643480A - 具有靶向性及pH响应性的金属有机框架复合纳米材料及其制备方法与应用 - Google Patents

具有靶向性及pH响应性的金属有机框架复合纳米材料及其制备方法与应用 Download PDF

Info

Publication number
CN111643480A
CN111643480A CN202010310564.0A CN202010310564A CN111643480A CN 111643480 A CN111643480 A CN 111643480A CN 202010310564 A CN202010310564 A CN 202010310564A CN 111643480 A CN111643480 A CN 111643480A
Authority
CN
China
Prior art keywords
organic framework
targeting
responsiveness
zif
framework composite
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.)
Pending
Application number
CN202010310564.0A
Other languages
English (en)
Inventor
张玉峰
赵钦
宫子健
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.)
Wuhan University WHU
Original Assignee
Wuhan University WHU
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 Wuhan University WHU filed Critical Wuhan University WHU
Priority to CN202010310564.0A priority Critical patent/CN111643480A/zh
Publication of CN111643480A publication Critical patent/CN111643480A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K9/00Medicinal preparations characterised by special physical form
    • A61K9/48Preparations in capsules, e.g. of gelatin, of chocolate
    • A61K9/50Microcapsules 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
    • A61K9/51Nanocapsules; Nanoparticles
    • A61K9/5107Excipients; Inactive ingredients
    • A61K9/513Organic macromolecular compounds; Dendrimers
    • A61K9/5169Proteins, e.g. albumin, gelatin
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K39/00Medicinal preparations containing antigens or antibodies
    • A61K39/0005Vertebrate antigens
    • A61K39/0011Cancer antigens
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K9/00Medicinal preparations characterised by special physical form
    • A61K9/48Preparations in capsules, e.g. of gelatin, of chocolate
    • A61K9/50Microcapsules 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
    • A61K9/51Nanocapsules; Nanoparticles
    • A61K9/5107Excipients; Inactive ingredients
    • A61K9/5115Inorganic compounds
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K9/00Medicinal preparations characterised by special physical form
    • A61K9/48Preparations in capsules, e.g. of gelatin, of chocolate
    • A61K9/50Microcapsules 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
    • A61K9/51Nanocapsules; Nanoparticles
    • A61K9/5107Excipients; Inactive ingredients
    • A61K9/5123Organic compounds, e.g. fats, sugars
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P35/00Antineoplastic agents

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Oncology (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Mycology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Medicinal Preparation (AREA)

Abstract

本发明公开了一种具有靶向性及pH响应性的金属有机框架复合纳米材料及其制备方法与应用。本发明由负载蛋白质的ZIF‑8金属有机框架纳米颗粒,包裹在ZIF‑8纳米颗粒上的碳酸钙结构以及固定于碳酸钙上的适配体构成。该制备方法操作简便,避免对蛋白质活性的损害。本发明提供的复合纳米材料,具有较好的蛋白负载能力和靶向性能,可以在低pH环境下逐步释放内容物。本发明还可靶向T细胞以提高胞内抗肿瘤活性物质数量,可发展为新型的抗肿瘤生物疗法。

Description

具有靶向性及pH响应性的金属有机框架复合纳米材料及其制 备方法与应用
技术领域
本发明属于材料科学技术领域,具体涉及一种具有靶向性及pH响应性的金属有机框架复合纳米材料及其制备方法与应用。
背景技术
金属有机框架材料(MOFs)是一种由金属离子与有机配体规则配位形成的无机有机杂化物,在氢气存储、气体吸附与分离、传感器、催化反应等领域都有重要的应用。由于其精细的化学组成,大小均一可控的多孔结构,MOF在生物领域一项先进应用是将MOF用作保护网络,以固定功能性生物大分子,例如核酸和蛋白质。这种固定提供了对反应过程的有效控制,并增强了生物大分子在储存和操作条件下的稳定性,为药物的封装和输送提供有前途的平台[1]。然而单纯应用MOF作为药物载体还存在一些缺陷:不具有靶向能力,在水中容易降解导致药物泄露。
靶向性载体可以将药物精准输送到目标位置,提高药物利用效率。适配体是能够以类似于抗体的方式结合靶分子的短的单链核酸序列,其特征在于它们对特定靶标的高亲和力和特异性,并已用于靶向药物递送系统。
细胞毒性T淋巴细胞(CTL)为一种高度分化的T细胞,对肿瘤细胞等抗原物质具有杀伤作用,构成机体抗肿瘤免疫的重要防线。CTL与靶细胞稳定结合后发生颗粒的胞吐作用,并允许其内容物极化释放:穿孔素,丝氨酸蛋白酶家族(称为颗粒酶)以及其他破坏膜的物质,趋化因子等。这些颗粒对于杀伤肿瘤细胞至关重要。而穿孔素的活性高度依赖于游离钙离子,在钙浓度高的细胞外环境中则具有高活性。至今尚未出现利用材料增加T细胞内功能活性物质进而完成抗肿瘤的报道。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的技术缺陷,提供一种具有靶向性及pH响应性的金属有机框架复合纳米材料及其制备方法与应用。本发明的具有靶向性-pH响应性复合金属有机框架复合纳米材料,即一种具有靶向性及pH响应性的基于金属有机框架材料的改性复合纳米材料,尤其是具有抗肿瘤等生物学功效的纳米材料。
为实现上述目的,本发明提供的技术方案如下:
第一方面,本发明提供一种具有靶向性及pH响应性的金属有机框架复合纳米材料,其特征在于:所述具有靶向性及pH响应性的金属有机框架复合纳米材料由负载蛋白质的ZIF-8金属有机框架纳米颗粒,包裹在ZIF-8纳米颗粒上的碳酸钙结构以及固定于碳酸钙上的适配体构成。
作为优选方案,在pH为中性环境下,所述具有靶向性及pH响应性的金属有机框架复合纳米材料维持包封蛋白质的完好状态;在pH为酸性环境下,所述具有靶向性及pH响应性的金属有机框架复合纳米材料逐渐降解,释放内容物。
进一步地,所述复合纳米材料的平均粒径为100nm~400nm。
第二方面,本发明提供一种制备如上述具有靶向性及pH响应性的金属有机框架复合纳米材料的方法,其特征在于:包括如下步骤:
S1:向目标蛋白质的水溶液中加入聚乙烯吡咯烷酮,搅拌后加入L-半胱氨酸,超声分散并搅拌后添加2-甲基咪唑和二水乙酸锌的水溶液;室温静置4-8小时后,用蒸馏水清洗多次并离心收集核心颗粒;所述目标蛋白质为白蛋白、穿孔素或颗粒酶中任一种;
S2:将环己烷、Triton X-100和1-己醇充分混合;然后将氯化钙溶液加入其中,形成均匀分散的油包水乳液;接着,加入步骤S1中所得核心颗粒;最后,加入碳酸钠溶液,将混合物搅拌12小时,用乙醇洗涤并离心收集纳米颗粒;
S3:将步骤S2中所得纳米颗粒加入1%牛血清白蛋白水溶液孵育12小时,离心收集;然后,将抗生物素蛋白水溶液与纳米颗粒混合孵育4小时,离心收集;接着,将25%戊二醛与纳米颗粒混合2小时,离心收集;最后加入生物素修饰的适配体溶液孵育12小时,离心收集。
作为优选方案,其特征在于:所述步骤S1中的目标蛋白质、聚乙烯吡咯烷酮和L-半胱氨酸的质量比为1-2:2-4:1-2;所述2-甲基咪唑和二水乙酸锌的摩尔比为3-5:1。
进一步地,所述步骤S2中的环己烷、Triton X-100和1-己醇的体积比为6-8:1.5-2:1.5-2。
更进一步地,所述步骤S3中的纳米颗粒、抗生物素蛋白和生物素修饰的适配体的质量比为30-50:0.4-0.6:0.01-0.02。
第三方面,本发明提供一种具有靶向性及pH响应性的金属有机框架复合纳米材料在制备抗肿瘤药物中的应用。
作为优选方案,如上述的具有靶向性及pH响应性的金属有机框架复合纳米材料作为载体在制备肿瘤治疗药物中的应用。
本发明方案中还涉及使T细胞活化和具有靶向肿瘤能力的预处理过程。其特征在于:包括如下步骤:收集肿瘤细胞,将其放入液氮冷却1分钟然后放入37度水浴箱复温3分钟,重复3次以制备肿瘤裂解物。向Dc细胞培养皿中加入5%体积的肿瘤裂解物,两天后更换培养基,加入T细胞共培养。两天后收集悬浮细胞即为接受抗原呈递的T细胞,向T细胞培养皿中加入3-8mg/ml本发明共同培养4-6小时即得到具有强化抗肿瘤能力的T细胞。
本发明与现有技术相比较,具有以下优势:
(1)本发明所述的具有靶向性-pH响应性复合金属有机框架药物载体具有均一的纳米结构,通过温和的条件使用一锅混合法制备出包含蛋白质的ZIF-8载体,操作简单并能保证蛋白质的活性,具有载药率高、药物泄露率低的优点。
(2)本发明所述的具有靶向性-pH响应性复合金属有机框架药物载体创新性的使用碳酸钙作为包裹MOF的壳结构,增强药物封装能力。该系统整体具有酸性敏感性,在低pH条件下,碳酸钙与ZIF-8均会降解释放出药物。释放出的钙离子在免疫细胞抗肿瘤中发挥关键作用。释放出的锌离子可以通过特殊造影剂的配合下在核磁共振成像(MRI)下显影,直观观察肿瘤位置及生长情况。
(3)本发明所述的具有靶向性-pH响应性复合金属有机框架药物载体可以靶向细胞(如T细胞)的溶酶体,增强细胞中的抗肿瘤物质含量,使其杀伤肿瘤细胞效果更好。
(4)将本发明作用于T细胞前,对T细胞进行预处理可以起到更强的肿瘤杀伤能力。在体外使用树突状细胞,将肿瘤裂解物的抗原信息呈递给T细胞,使T细胞活化,并具有靶向肿瘤的能力。
附图说明
图1为实施例1中制备的CaCO3@ZIF-8@BSA扫描电镜图。
图2为实施例1中制备的CaCO3@ZIF-8@BSA透射电镜图。
图3为实施例1中制备的CaCO3@ZIF-8@BSA元素mapping分析图。
图4为实施例1及对比例中制备的ZIF-8、ZIF-8@BSA、CaCO3@ZIF-8@BSA的X射线衍射光谱图;
图中:从上到下依次ZIF-8、ZIF-8@BSA、CaCO3@ZIF-8@BSA。
图5为实施例1及对比例中制备的ZIF-8、ZIF-8@BSA、CaCO3@ZIF-8@BSA的傅里叶变换红外光谱图;
图中:从上到下依次ZIF-8、ZIF-8@BSA、CaCO3@ZIF-8@BSA。
图6为实施例1制备的ZIF-8@BSA、CaCO3@ZIF-8@BSA、CD63-apt@CaCO3@ZIF-8@BSA的粒径分析图,单位(nm);
图中:从左到右依次ZIF-8@BSA、CaCO3@ZIF-8@BSA、CD63-apt@CaCO3@ZIF-8@BSA。
图7为实施例2中制备的ROX-CD63-apt@CaCO3@ZIF-8@BSA与细胞共培养后的荧光共聚焦显微镜图;
图中:绿色荧光代表溶酶体,红色荧光代表适配体,二者重合,可以得出适配体与 细胞溶酶体共定位,证明该纳米颗粒具有靶向能力。
图8为对照T细胞与实施例5制得受过预处理的T细胞的流式细胞术结果分析;
图中:从左到右依次对照T细胞、受过预处理的T细胞。可以明显看出受过预处理的 T细胞表达更多的TCR。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例,对本发明的技术方案做进一步作描述,但是本发明的保护范围并不限于这些实施例。凡是不背离本发明构思的改变或等同替代均包括在本发明的保护范围之内。
本发明的技术方案,详细说明如下:
本发明目的旨在提供上述具有靶向性-pH响应性复合金属有机框架复合纳米材料在增加T细胞抗肿瘤中的应用。
首先,合成装载蛋白质(protein,简称Pr)的金属有机框架材料ZIF-8;其次,将ZIF-8加入油包水体系中,与溶液中的氯化钙及碳酸钠反应生成碳酸钙壳状结构;最后通过生物素-亲和素系统在钙壳外接适配体。将所得到的靶向性-pH响应性复合金属有机框架药物载体系统用于后续生物学研究。
在实施过程中,其具体步骤如下:
(1)ZIF-8包裹蛋白质(ZIF-8@Pr)的制备:
首先用蒸馏水配制目标蛋白质(Pr)的水溶液,将聚乙烯吡咯烷酮(PVP)加入目标蛋白质的水溶液中,轻轻搅拌30秒;接着将L-半胱氨酸(L-cys)加入上述反应体系,超声分散后轻轻搅拌30秒;最后向该体系添加2-甲基咪唑(2-mIM)和二水乙酸锌的水溶液。室温静置4-8小时后,用蒸馏水清洗多次并离心收集核心颗粒。
其中,所述蛋白质和蒸馏水的比例是3-5mg:8mL;
聚乙烯吡咯烷酮、L-半胱氨酸的加入比例是6-10mg:3-5mg;
2-甲基咪唑和蒸馏水的比例是80-120mg:8mL;
二水乙酸锌和蒸馏水的比例是60-80mg:8mL。
(2)碳酸钙包裹金属有机框架材料CaCO3@ZIF-8@Pr的制备:
首先,将环己烷、TritonX-100和1-己醇充分混合;然后将氯化钙溶液加入其中,形成均匀分散的油包水乳液;接着,加入步骤(1)所得ZIF-8@Pr;最后,缓慢加入碳酸钠溶液,将混合物搅拌12小时,用乙醇洗涤并离心分离纳米颗粒。
其中,所述环己烷、Triton X-100和1-己醇的加入比例是6-8mL:1.5-2mL:1.5-2mL;
氯化钙、蒸馏水的加入比例是2-3mg:0.5-1mL;
ZIF-8@Pr、碳酸钠和蒸馏水的加入比例是20-50mg:22-26mg:0.05-0.1mL。
(3)适配体附着的金属有机框架复合材料apt@CaCO3@ZIF-8@Pr的制备:
首先将步骤(2)所得CaCO3@ZIF-8@Pr加入牛血清白蛋白(BSA)水溶液于4度条件下孵育12小时,用蒸馏水洗涤3次后,离心收集;然后,将抗生物素蛋白(avidin)水溶液与CaCO3@ZIF-8@Pr混合孵育4小时,用蒸馏水洗涤3次后,离心收集;接着,将25%戊二醛与载有抗生物素蛋白的CaCO3@ZIF-8@Pr混合2小时,用蒸馏水洗涤3次后,离心收集;最后加入生物素修饰的适配体(apt)水溶液,4度条件下孵育12小时,用蒸馏水洗涤3次后,离心收集。
其中,CaCO3@ZIF-8@Pr、牛血清白蛋白和蒸馏水的比例是30-50mg:0.1-0.2mg:10-12mL;
抗生物素蛋白、蒸馏水与25%戊二醛的比例是0.4-0.6mg:0.1-0.15mL:0.1-0.15mL;
生物素修饰的适配体与蒸馏水的比例是10-20μg:0.1-0.15mL。
利用本发明的方案可以完成一种以细胞器为导向的细胞功能增强系统。通过负载T细胞杀灭肿瘤细胞所需的重要蛋白,如穿孔素和颗粒酶B,将该本发明先行靶向至T细胞溶酶体,可大幅增加T细胞溶酶体内抗肿瘤物质含量。在T细胞抗肿瘤过程中,溶酶体会释放穿孔素和颗粒酶B,在钙离子的协助下杀灭肿瘤细胞。故本发明可以增强免疫细胞自身功能,并将抗癌药物直接递送至肿瘤部位,具有杀死癌细胞的巨大潜力。
将本发明的材料作用于T细胞前,对T细胞进行预处理可以起到更强的肿瘤杀伤能力。在体外使用树突状细胞,将肿瘤裂解物的抗原信息呈递给T细胞,使T细胞活化,并具有靶向肿瘤的能力。
在实施过程中,其具体步骤如下:
收集肿瘤细胞,将其放入液氮冷却1分钟然后放入37度水浴箱复温3分钟,重复3次以制备肿瘤裂解物。向Dc细胞培养皿中加入5%体积的肿瘤裂解物,两天后更换培养基,加入T细胞共培养。两天后收集悬浮细胞即为接受抗原呈递的T细胞,向T细胞培养皿中加入3-8mg/ml本发明共同培养4-6小时即得到具有强化抗肿瘤能力的T细胞。
实施例1:CD63-apt@CaCO3@ZIF-8@BSA
(1)ZIF-8包裹牛血清白蛋白(ZIF-8@BSA)的制备:
首先将4mg牛血清白蛋白(BSA)用蒸馏水8mL配制成水溶液,将8mg聚乙烯吡咯烷酮(PVP)加入牛血清白蛋白的水溶液中,轻轻搅拌30秒;接着将4mg的L-半胱氨酸(L-cys)加入上述反应体系,超声分散后轻轻搅拌30秒;最后向该体系添加含105mg的2-甲基咪唑(2-mIM)的水溶液8mL和含73mg的二水乙酸锌的水溶液8mL。室温静置6小时后,用蒸馏水清洗多次并离心收集核心颗粒。
(2)碳酸钙包裹金属有机框架材料CaCO3@ZIF-8@BSA的制备:
首先,将7.5mL环己烷,1.77mL Triton X-100和1.6mL 1-己醇充分混合;然后将含2.67mg氯化钙的水溶液0.8mL加入其中,形成均匀分散的油包水乳液;接着,加入30mg步骤(1)所得ZIF-8@BSA;最后,缓慢加入含24.7mg碳酸钠的水溶液80uL,将混合物搅拌12小时,用乙醇洗涤并离心分离纳米颗粒。
(3)适配体附着的金属有机框架复合材料CD63-apt@CaCO3@ZIF-8@BSA的制备:
首先将40mg步骤(2)所得CaCO3@ZIF-8@BSA加入10mL含0.1g牛血清白蛋白(BSA)的水溶液于4度条件下孵育12小时,用蒸馏水洗涤3次后,离心收集;然后,将0.5mg抗生物素蛋白(avidin)用蒸馏水配制水溶液0.1mL,与CaCO3@ZIF-8@BSA混合孵育4小时,用蒸馏水洗涤3次后,离心收集;接着,将0.1mL的25%戊二醛与载有抗生物素蛋白的CaCO3@ZIF-8@BSA混合2小时,用蒸馏水洗涤3次后,离心收集;最后加入10ug生物素修饰的适配体(CD63-apt-Biotin)配成水溶液0.1mL,4度条件下孵育12小时,用蒸馏水洗涤3次后,离心收集。
实施例2:ROX-CD63-apt@CaCO3@ZIF-8@BSA
(1)ZIF-8包裹牛血清白蛋白(ZIF-8@BSA)的制备:
首先将4mg牛血清白蛋白(BSA)用蒸馏水8mL配制成水溶液,将8mg聚乙烯吡咯烷酮(PVP)加入牛血清白蛋白的水溶液中,轻轻搅拌30秒;接着将4mg的L-半胱氨酸(L-cys)加入上述反应体系,超声分散后轻轻搅拌30秒;最后向该体系添加含105mg的2-甲基咪唑(2-mIM)的水溶液8mL和含73mg的二水乙酸锌的水溶液8mL。室温静置6小时后,用蒸馏水清洗多次并离心收集核心颗粒。
(2)碳酸钙包裹金属有机框架材料CaCO3@ZIF-8@BSA的制备:
首先,将7.5mL环己烷,1.77mL Triton X-100和1.6mL 1-己醇充分混合;然后将含2.67mg氯化钙的水溶液0.8mL加入其中,形成均匀分散的油包水乳液;接着,加入30mg步骤(1)所得ZIF-8@BSA;最后,缓慢加入含24.7mg碳酸钠的水溶液80uL,将混合物搅拌12小时,用乙醇洗涤并离心分离纳米颗粒。
(3)适配体附着的金属有机框架复合材料ROX-CD63-apt@CaCO3@ZIF-8@BSA的制备:
首先将40mg步骤(2)所得CaCO3@ZIF-8@BSA加入10mL含0.1g牛血清白蛋白(BSA)的水溶液于4度条件下孵育12小时,用蒸馏水洗涤3次后,离心收集;然后,将0.5mg抗生物素蛋白(avidin)用蒸馏水配制水溶液0.1mL,与CaCO3@ZIF-8@BSA混合孵育4小时,用蒸馏水洗涤3次后,离心收集;接着,将0.1mL的25%戊二醛与载有抗生物素蛋白的CaCO3@ZIF-8@BSA混合2小时,用蒸馏水洗涤3次后,离心收集;最后加入10ug生物素修饰的适配体(ROX-CD63-apt-Biotin)配成水溶液0.1mL,4度条件下避光孵育12小时,用蒸馏水洗涤3次后,离心收集。
实施例3:CD63-apt@CaCO3@ZIF-8@BSA-TRITC
(1)ZIF-8包裹荧光牛血清白蛋白(ZIF-8@BSA-TRITC)的制备:
首先将4mg牛血清白蛋白(BSA)用蒸馏水8mL配制成水溶液,将8mg聚乙烯吡咯烷酮(PVP)加入牛血清白蛋白的水溶液中,轻轻搅拌30秒;接着将4mg的L-半胱氨酸(L-cys)加入上述反应体系,超声分散后轻轻搅拌30秒;最后向该体系添加含105mg的2-甲基咪唑(2-mIM)的水溶液8mL和含73mg的二水乙酸锌的水溶液8mL。室温避光静置6小时后,用蒸馏水清洗多次并离心收集核心颗粒。
(2)碳酸钙包裹金属有机框架材料CaCO3@ZIF-8@BSA-TRITC的制备:
首先,将7.5mL环己烷,1.77mL Triton X-100和1.6mL 1-己醇充分混合;然后将含2.67mg氯化钙的水溶液0.8mL加入其中,形成均匀分散的油包水乳液;接着,加入30mg步骤(1)所得ZIF-8@BSA-TRITC;最后,缓慢加入含24.7mg碳酸钠的水溶液80uL,将混合物避光搅拌12小时,用乙醇洗涤并离心分离纳米颗粒。
(3)适配体附着的金属有机框架复合材料CD63-apt@CaCO3@ZIF-8@BSA-TRITC的制备:
首先将40mg步骤(2)所得CaCO3@ZIF-8@BSA-TRITC加入10mL含0.1g牛血清白蛋白(BSA)的水溶液于4度条件下避光孵育12小时,用蒸馏水洗涤3次后,离心收集;然后,将0.5mg抗生物素蛋白(avidin)用蒸馏水配制水溶液0.1mL,与CaCO3@ZIF-8@BSA混合避光孵育4小时,用蒸馏水洗涤3次后,离心收集;接着,将0.1mL的25%戊二醛与载有抗生物素蛋白的CaCO3@ZIF-8@BSA避光混合2小时,用蒸馏水洗涤3次后,离心收集;最后加入10ug生物素修饰的适配体(CD63-apt-Biotin)配成水溶液0.1mL,4度条件下避光孵育12小时,用蒸馏水洗涤3次后,离心收集。
实施例4:CD63-apt@CaCO3@ZIF-8@PRF+Gzms-B
(1)ZIF-8包裹穿孔素与颗粒酶B(ZIF-8@PRF+Gzms-B)的制备:
首先将2mg穿孔素(PRF)及2mg颗粒酶B(Gzms-B)用蒸馏水8mL配制成水溶液,将8mg聚乙烯吡咯烷酮(PVP)加入牛血清白蛋白的水溶液中,轻轻搅拌30秒;接着将4mg的L-半胱氨酸(L-cys)加入上述反应体系,超声分散后轻轻搅拌30秒;最后向该体系添加含105mg的2-甲基咪唑(2-mIM)的水溶液8mL和含73mg的二水乙酸锌的水溶液8mL。室温静置6小时后,用蒸馏水清洗多次并离心收集核心颗粒。
(2)碳酸钙包裹金属有机框架材料CaCO3@ZIF-8@PRF+Gzms-B的制备:
首先,将7.5mL环己烷,1.77mL Triton X-100和1.6mL 1-己醇充分混合;然后将含2.67mg氯化钙的水溶液0.8mL加入其中,形成均匀分散的油包水乳液;接着,加入30mg步骤(1)所得ZIF-8@PRF+Gzms-B;最后,缓慢加入含24.7mg碳酸钠的水溶液80uL,将混合物搅拌12小时,用乙醇洗涤并离心分离纳米颗粒。
(3)适配体附着的金属有机框架复合材料CD63-apt@CaCO3@ZIF-8@PRF+Gzms-B的制备:
首先将40mg步骤(2)所得CaCO3@ZIF-8@PRF+Gzms-B加入10mL含0.1g牛血清白蛋白(BSA)的水溶液于4度条件下孵育12小时,用蒸馏水洗涤3次后,离心收集;然后,将0.5mg抗生物素蛋白(avidin)用蒸馏水配制水溶液0.1mL,与CaCO3@ZIF-8@PRF+Gzms-B混合孵育4小时,用蒸馏水洗涤3次后,离心收集;接着,将0.1mL的25%戊二醛与载有抗生物素蛋白的CaCO3@ZIF-8@PRF+Gzms-B混合2小时,用蒸馏水洗涤3次后,离心收集;最后加入10ug生物素修饰的适配体(CD63-apt-Biotin)配成水溶液0.1mL,4度条件下孵育12小时,用蒸馏水洗涤3次后,离心收集。
实施例5:T细胞预处理
收集4T1肿瘤细胞8*106个,将其放入液氮冷却1分钟然后放入37度水浴箱复温3分钟,重复3次以制备4T1肿瘤裂解物。向Dc细胞培养皿中加入5%体积4T1肿瘤裂解物,两天后去除培养基,加入CTLL2细胞共培养。两天后收集悬浮细胞即为接受抗原呈递的T细胞。向其中加入3mg/ml实施例4所得CD63-apt@CaCO3@ZIF-8@PRF+Gzms-B作用4小时即得到具有强化抗肿瘤能力的T细胞。
对比例
本对比例是制备不负载蛋白质的金属有机框架材料ZIF-8。首先将105mg的2-甲基咪唑(2-mIM)和73mg的二水乙酸锌分别溶解在8mL甲醇中,将二者混合,搅拌12小时,用甲醇洗涤3次后,离心收集。

Claims (9)

1.一种具有靶向性及pH响应性的金属有机框架复合纳米材料,其特征在于:所述具有靶向性及pH响应性的金属有机框架复合纳米材料由负载蛋白质的ZIF-8金属有机框架纳米颗粒,包裹在ZIF-8纳米颗粒上的碳酸钙结构以及固定于碳酸钙上的适配体构成。
2.根据权利要求1所述的具有靶向性及pH响应性的金属有机框架复合纳米材料,其特征在于:在pH为中性环境下,所述具有靶向性及pH响应性的金属有机框架复合纳米材料维持包封蛋白质的完好状态;在pH为酸性环境下,所述具有靶向性及pH响应性的金属有机框架复合纳米材料逐渐降解,释放内容物。
3.根据权利要求1或2所述的具有靶向性及pH响应性的金属有机框架复合纳米材料,其特征在于:所述复合纳米材料的平均粒径为100nm~400nm。
4.一种制备如权利要求1或2所述具有靶向性及pH响应性的金属有机框架复合纳米材料的方法,其特征在于:包括如下步骤:
S1:向目标蛋白质的水溶液中加入聚乙烯吡咯烷酮,搅拌后加入L-半胱氨酸,超声分散并搅拌后添加2-甲基咪唑和二水乙酸锌的水溶液;室温静置4-8小时后,用蒸馏水清洗多次并离心收集核心颗粒;所述目标蛋白质为白蛋白、穿孔素或颗粒酶中任一种;
S2:将环己烷、Triton X-100和1-己醇充分混合;然后将氯化钙溶液加入其中,形成均匀分散的油包水乳液;接着,加入步骤S1中所得核心颗粒;最后,加入碳酸钠溶液,将混合物搅拌12小时,用乙醇洗涤并离心收集纳米颗粒;
S3:将步骤S2中所得纳米颗粒加入1%牛血清白蛋白水溶液孵育12小时,离心收集;然后,将抗生物素蛋白水溶液与纳米颗粒混合孵育4小时,离心收集;接着,将25%戊二醛与纳米颗粒混合2小时,离心收集;最后加入生物素修饰的适配体溶液孵育12小时,离心收集。
5.根据权利要求4所述的具有靶向性及pH响应性的金属有机框架复合纳米材料的制备方法,其特征在于:所述步骤S1中的目标蛋白质、聚乙烯吡咯烷酮和L-半胱氨酸的质量比为1-2:2-4:1-2;所述2-甲基咪唑和二水乙酸锌的摩尔比为3-5:1。
6.根据权利要求4或5所述的具有靶向性及pH响应性的金属有机框架复合纳米材料的制备方法,其特征在于:所述步骤S2中的环己烷、Triton X-100和1-己醇的体积比为6-8:1.5-2:1.5-2。
7.根据权利要求4或5所述的具有靶向性及pH响应性的金属有机框架复合纳米材料的制备方法,其特征在于:所述步骤S3中的纳米颗粒、抗生物素蛋白和生物素修饰的适配体的质量比为30-50:0.4-0.6:0.01-0.02。
8.一种具有靶向性及pH响应性的金属有机框架复合纳米材料在制备抗肿瘤药物中的应用。
9.根据权利要求8所述的具有靶向性及pH响应性的金属有机框架复合纳米材料在制备抗肿瘤药物中的应用,其特征在于:如权利要求1或2所述的具有靶向性及pH响应性的金属有机框架复合纳米材料作为载体在制备肿瘤治疗药物中的应用。
CN202010310564.0A 2020-04-20 2020-04-20 具有靶向性及pH响应性的金属有机框架复合纳米材料及其制备方法与应用 Pending CN111643480A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010310564.0A CN111643480A (zh) 2020-04-20 2020-04-20 具有靶向性及pH响应性的金属有机框架复合纳米材料及其制备方法与应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010310564.0A CN111643480A (zh) 2020-04-20 2020-04-20 具有靶向性及pH响应性的金属有机框架复合纳米材料及其制备方法与应用

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111643480A true CN111643480A (zh) 2020-09-11

Family

ID=72346652

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010310564.0A Pending CN111643480A (zh) 2020-04-20 2020-04-20 具有靶向性及pH响应性的金属有机框架复合纳米材料及其制备方法与应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111643480A (zh)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112920166A (zh) * 2021-01-28 2021-06-08 中山大学 一种亚胺型三嗪衍生物及其制备方法和应用
CN112957343A (zh) * 2021-02-10 2021-06-15 浙江工业大学 一种蛋白@zif-8n纳米材料及其制备与应用
CN112972694A (zh) * 2021-02-10 2021-06-18 浙江工业大学 一种具有细胞选择性的抗体修饰zif-8纳米材料及其制备方法与应用
CN114129738A (zh) * 2021-11-30 2022-03-04 广东省人民医院 一种肿瘤微环境响应的免疫治疗抗体复合材料及制备抗肿瘤药物的用途
CN114652854A (zh) * 2022-03-04 2022-06-24 中国科学院海洋研究所 一种双锁mof材料及其制备和应用
CN114717227A (zh) * 2022-04-20 2022-07-08 南方科技大学 核酸的封装及去封装方法和核酸存储微流控芯片
CN114887077A (zh) * 2022-02-15 2022-08-12 浙江大学 一种具有线粒体靶向能力的有机金属纳米材料的制备方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018094200A1 (en) * 2016-11-18 2018-05-24 Washington University In St. Louis Metal-organic frameworks as protective coatings and for enhancing sensitivity of biodiagnostic chips
CN108553643A (zh) * 2018-07-23 2018-09-21 西南大学 碳酸钙包裹聚多巴胺载药磁性纳米颗粒的制备方法
CN108619511A (zh) * 2018-04-20 2018-10-09 山东大学 一种基于阿糖胞苷小分子前药的金属有机框架载药系统的制备方法和应用
CN110218720A (zh) * 2019-05-14 2019-09-10 大连理工大学 一种提高辣根过氧化物酶稳定性的固定化酶方法及应用
CN110522910A (zh) * 2019-08-01 2019-12-03 山东大学 基于金属有机框架纳米给药系统及其制备方法和应用

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018094200A1 (en) * 2016-11-18 2018-05-24 Washington University In St. Louis Metal-organic frameworks as protective coatings and for enhancing sensitivity of biodiagnostic chips
CN108619511A (zh) * 2018-04-20 2018-10-09 山东大学 一种基于阿糖胞苷小分子前药的金属有机框架载药系统的制备方法和应用
CN108553643A (zh) * 2018-07-23 2018-09-21 西南大学 碳酸钙包裹聚多巴胺载药磁性纳米颗粒的制备方法
CN110218720A (zh) * 2019-05-14 2019-09-10 大连理工大学 一种提高辣根过氧化物酶稳定性的固定化酶方法及应用
CN110522910A (zh) * 2019-08-01 2019-12-03 山东大学 基于金属有机框架纳米给药系统及其制备方法和应用

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
(日)新保敏和等著,矫燕译: "《CD分类手册-细胞膜分化抗原的国际分类》", 30 June 2001, 天津科技翻译出版社 *
KAI DONG ET AL: "Metal−Organic Framework-Based Nanoplatform for Intracellular Environment-Responsive Endo/Lysosomal Escape and Enhanced Cancer Therapy", 《ACS APPLIED MATERIALS & INTERFACES》 *
TING-TING CHEN ET AL: "Biomineralized Metal−Organic Framework Nanoparticles Enable Intracellular Delivery and Endo-Lysosomal Release of Native Active Proteins", 《JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY》 *
XIUYAN WAN ET AL: "Programmed Release of Dihydroartemisinin for Synergistic Cancer Therapy Using a CaCO3 Mineralized Metal–Organic Framework", 《ANGEWANDTE CHEMIE》 *

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112920166A (zh) * 2021-01-28 2021-06-08 中山大学 一种亚胺型三嗪衍生物及其制备方法和应用
CN112957343A (zh) * 2021-02-10 2021-06-15 浙江工业大学 一种蛋白@zif-8n纳米材料及其制备与应用
CN112972694A (zh) * 2021-02-10 2021-06-18 浙江工业大学 一种具有细胞选择性的抗体修饰zif-8纳米材料及其制备方法与应用
CN114129738A (zh) * 2021-11-30 2022-03-04 广东省人民医院 一种肿瘤微环境响应的免疫治疗抗体复合材料及制备抗肿瘤药物的用途
CN114887077A (zh) * 2022-02-15 2022-08-12 浙江大学 一种具有线粒体靶向能力的有机金属纳米材料的制备方法
CN114652854A (zh) * 2022-03-04 2022-06-24 中国科学院海洋研究所 一种双锁mof材料及其制备和应用
CN114652854B (zh) * 2022-03-04 2023-05-12 中国科学院海洋研究所 一种双锁mof材料及其制备和应用
CN114717227A (zh) * 2022-04-20 2022-07-08 南方科技大学 核酸的封装及去封装方法和核酸存储微流控芯片

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111643480A (zh) 具有靶向性及pH响应性的金属有机框架复合纳米材料及其制备方法与应用
Gao et al. Iron oxide nanozyme: a multifunctional enzyme mimetic for biomedical applications
Liu et al. Organic–inorganic nanoflowers: from design strategy to biomedical applications
Abdelhamid Biointerface between ZIF-8 and biomolecules and their applications
Lim et al. Biological preparation of highly effective immunomagnetic beads for the separation, concentration, and detection of pathogenic bacteria in milk
Gao et al. Iron oxide nanozyme: A multifunctional enzyme mimetics for biomedical application
Shi et al. Synthetic DNA for Cell‐Surface Engineering
JPS58501819A (ja) リポソ−ム複合体及びそれを用いた診断法
Vainshtein et al. Synthesis of magneto-sensitive iron-containing nanoparticles by yeasts
JP2013534830A (ja) 細胞の原形質体に由来するマイクロベシクル及びその用途
JPS6187303A (ja) 生物学的磁性液体
Gao et al. A novel controlled release system-based homogeneous immunoassay protocol for SCCA using magnetic mesoporous Fe3O4 as a nanocontainer and aminated polystyrene microspheres as a molecular gate
CN112972694A (zh) 一种具有细胞选择性的抗体修饰zif-8纳米材料及其制备方法与应用
CN102234658A (zh) 靶向性季铵盐类阳离子高分子脂质基因载体、制备方法及应用
MX2015000848A (es) Nanoconstructores con actividad farmacologica.
CN112957343A (zh) 一种蛋白@zif-8n纳米材料及其制备与应用
Krystofiak et al. Elimination of tumor cells using folate receptor targeting by antibody-conjugated, gold-coated magnetite nanoparticles in a murine breast cancer model
Mangeolle et al. The targeting ability of fluorescent quantum dots to the folate receptor rich tumors
Nizamov et al. Effect of iron oxide nanoparticle shape on doxorubicin drug delivery toward LNCaP and PC-3 cell lines
CN110917346A (zh) 仿生模拟合成光热肿瘤联合治疗纳米制剂的方法
Cai et al. Metal–Organic Frameworks as Intelligent Drug Nanocarriers for Cancer Therapy
Yao et al. Construction of core–shell MOF@ COF hybrid materials as highly efficient light-responsive oxidase-like nanozymes for colorimetric detection of glutathione
Tao et al. A fluorescent and chemiluminescent difunctional mesoporous silica nanoparticle as a label for the ultrasensitive detection of cancer cells
Gao et al. Nanozymes: biomedical applications of enzymatic Fe 3 O 4 nanoparticles from in vitro to in vivo
CN110575546A (zh) 一种高度核靶向性抗肿瘤纳米药物的制备方法及其应用

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
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20200911

RJ01 Rejection of invention patent application after publication