CN112245590A - 一种基于巯基化甜菜碱修饰的阿霉素衍生物、纳米药物及其制备方法 - Google Patents

一种基于巯基化甜菜碱修饰的阿霉素衍生物、纳米药物及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种基于巯基化甜菜碱修饰的阿霉素衍生物、纳米药物及其制备方法，属于生物医药领域。该阿霉素衍生物具有通式(I)结构，其制备方法包括：将巯基化甜菜碱与丙烯酰肼类溴化氢盐在极性溶剂中混合反应，通过结晶的方法得到含酰肼键的甜菜碱类衍生物；再将含酰肼键的甜菜碱类衍生物与盐酸阿霉素溶于极性溶剂中，加入三氟乙酸作为催化剂并搅拌反应，反应结束时通过透析以及结晶的方法得到巯基化甜菜碱修饰的阿霉素衍生物。这种纳米药物，其粒径可控制在20‑200nm，阿霉素的载药量高达62.6％，小鼠肿瘤抑制率高达93.2％，血液循环时间长。此外，制备的纳米药物还具有较好的pH值响应的药物控释能力以及较低的毒副作用。

Description

一种基于巯基化甜菜碱修饰的阿霉素衍生物、纳米药物及其 制备方法
技术领域
本发明涉及生物医药领域，尤其涉及一种基于巯基化甜菜碱修饰的阿霉素衍生物、纳米药物及其制备方法。
背景技术
癌症严重威胁人类的生命健康。小分子抗癌药物(阿霉素、紫杉醇和二氢卟吩e6等)已经应用于治疗人类的癌症。但是，这些小分子抗癌药物具有溶解性低、毒副作用大等缺陷。研究人员开发出各种类型的纳米药物载体运送小分子抗癌药物到肿瘤组织，提高小分子抗癌药物的疗效，克服上述问题。粒径在20-200nm的纳米药物能够利用高滞留效应和高通透效应在肿瘤部位靶向富集。纳米药物的这种靶向作用与纳米药物的亲水层结构密切相关。这是由于纳米药物载体在人体内发挥功能，需要与身体中的各种蛋白质分子相互作用，这种相互作用严重降低纳米药物的疗效。为了使纳米药物能够适应体内复杂的生物环境，需要在纳米药物中引入生物相容性的组分。聚乙二醇通过其自身的氢键水合能力成为增强纳米药物生物相容性的良好方法。但是，聚乙二醇也存在诱发机体产生免疫反应等缺陷。
近年来，研究人员发现两性离子材料相较聚乙二醇具有更好的抗非特异性蛋白质吸附性能和生物相容性。两性离子材料相比聚乙二醇具有更好的稳定性、化学结构可选择性和功能调控性，使其成为了一种较为理想的纳米药物载体亲水层材料，能够降低药物在正常组织处的细胞毒性。两性离子多肽和两性离子甜菜碱是两类两性离子材料。抗蛋白质两性离子多肽的水合能力随pH改变而有明显变化，从而导致两性离子多肽的抗非特异性蛋白质吸附能力随pH改变而变化。磺酸甜菜碱的水合能力在较宽的pH范围内几乎不变，并表现出比两性离子多肽更好的抗非特异性蛋白质吸附能力。另外，如何使制备的纳米载药胶束粒径小于200nm，从而有效地利用高滞留效应和高通透效应也是一个重要的课题。最后，纳米药物的载药量和其性能密切相关，如何进一步提高其载药量来提高其性能也是重要的课题。
鉴于此，特提出本申请。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于巯基化甜菜碱修饰的阿霉素衍生物、纳米药物及其制备方法。这种纳米药物具有血液循环时间长，载药量高，毒副作用小，良好的pH值响应的药物控释能力和抑瘤效果佳的优点，有效地解决了阿霉素的毒副作用大和肿瘤靶向低的缺点。
为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供一种基于巯基化甜菜碱修饰的阿霉素衍生物，所述阿霉素衍生物具有通式(I)结构：
Figure BDA0002724835390000021
通式(I)中，
A选自由磺酸基团、羧酸基团、亚磺酸基团和磷酸基团组成的群组；
m代表1～10；
n代表1～10。
进一步的，在本发明较佳的实施例中，通式(I)中，所述巯基化甜菜碱中含有1个铵盐基团以及1个有机酸根基团。
进一步地，本发明提供一种上述阿霉素衍生物的制备方法，其包括：
将巯基化甜菜碱与丙烯酰肼类溴化氢盐在极性溶剂中混合反应，通过结晶的方法得到含酰肼键的甜菜碱类衍生物；
再将含酰肼键的甜菜碱类衍生物与盐酸阿霉素溶于极性溶剂中，加入三氟乙酸作为催化剂并搅拌反应，反应结束时通过透析以及结晶的方法得到巯基化甜菜碱修饰的阿霉素衍生物；
其中，所述巯基化甜菜碱具有通式(II)结构：
Figure BDA0002724835390000031
含酰肼键的甜菜碱类衍生物具有通式(III)结构：
Figure BDA0002724835390000032
通式(II)和(III)中，
A选自由磺酸基团、羧酸基团、亚磺酸基团和磷酸基团组成的群组；
m代表1～10；
n代表1～10。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述制备所述含酰肼键的甜菜碱类衍生物的反应中，反应温度为20-60℃，反应时间为2-24h。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述制备所述含酰肼键的甜菜碱类衍生物的反应中，所述巯基化甜菜碱与所述丙烯酰肼类溴化氢盐的摩尔比为1:1～5。
优选地，在本发明较佳的实施例中，上述制备所述含酰肼键的甜菜碱类衍生物的反应为：按照巯基化甜菜碱与丙烯酰肼溴化氢盐的摩尔比为1:1～5的比例，将巯基化甜菜碱与丙烯酰肼溴化氢盐溶于甲醇、水、二甲基甲酰胺等极性溶剂中，并通氮气保护。将反应置于20-60℃水浴搅拌反应2-24h后旋转蒸干，先将反应后产物溶于少量甲醇，之后将甲醇溶液滴加入大量乙腈溶液中结晶，补加乙醚提高收率，过滤出固体，干燥后得到丙烯酰肼类溴化氢盐修饰的含酰肼键的甜菜碱类衍生物。
该含酰肼键的甜菜碱类衍生物的反应方程如下反应通式(I)：
Figure BDA0002724835390000041
进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述三氟乙酸催化剂的加入量为1mL反应溶剂中加入1-100μL。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述所述含酰肼键的甜菜碱类衍生物与所述盐酸阿霉素的摩尔比为1:1～5。
优选地，在本发明较佳的实施例中，利用上述含酰肼键的甜菜碱类衍生物与盐酸阿霉素制备所述阿霉素衍生物的反应为：按含酰肼键的甜菜碱类衍生物与盐酸阿霉素摩尔比为1:1～5的比例，将含酰肼键的甜菜碱类衍生物与盐酸阿霉素溶于甲醇、二甲基亚砜等极性溶剂。按每1mL溶剂中加入1-100μL的三氟乙酸催化剂，20-60℃搅拌反应2-24h，将反应产物于甲醇透析之后旋转浓缩至透析液1/10体积，将浓缩后的甲醇溶液滴加入10倍体积的乙醚溶剂中沉淀出产物，过滤出红色固体，干燥后得到巯基化甜菜碱修饰盐酸阿霉素的衍生物。
该巯基化甜菜碱修饰盐酸阿霉素的衍生物的反应方程具备如下反应通式：
Figure BDA0002724835390000042
其中：A选自由磺酸基团、羧酸基团、亚磺酸基团和磷酸基团组成的群组；m和n均代表1～10。
第三方面，本发明提供一种基于阿霉素衍生物的纳米药物，其通过将上述阿霉素衍生物溶于极性溶剂介质中，进行自组装制得。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，还包括疏水性抗癌药物，所述阿霉素衍生物与疏水性抗癌药物的质量比为1:0.1～10。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，所述疏水性抗癌药物包括阿霉素、紫杉醇、喜树碱、二氢卟吩e6、甲氨蝶呤中的至少一种。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，其制备方法包括：将所述阿霉素衍生物溶于极性溶剂介质中得到阿霉素衍生物溶液，再将所述疏水性抗癌药物溶于极性溶剂介质中得到疏水性抗癌药物溶液，将所述阿霉素衍生物溶液和所述疏水性抗癌药物溶液混合后形成的混合溶液滴加入水溶液或磷酸盐缓冲液中进行自组装。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，所述混合溶液中，所述阿霉素衍生物与疏水性抗癌药物共混后的质量浓度为0.1-10mg/mL。
本发明的效果如下：
1、本发明采用的巯基化甜菜碱一端含有巯基，其通过丙烯酰肼为桥梁以化学键的形式连接抗癌药物阿霉素，该化学键对弱酸pH敏感，可在肿瘤组织的弱酸环境中断裂，从而使阿霉素被快速地释放。因此，制备的纳米药物在肿瘤组织处比正常组织处具有更快的药物释放能力，提高阿霉素在肿瘤部位的累积量。
2、制备的纳米药物具有高载药量的优点，阿霉素的载药量可高达62.6％。
3、本发明制备的纳米药物表面修饰有一层巯基化甜菜碱两性离子层，会形成一层致密的水层，从而使纳米药物和正常细胞间的亲和力非常低。
4、本发明采用的巯基化甜菜碱中含有铵盐基团和有机酸根基团，且一个巯基化甜菜碱中含有1个铵盐基团和1个有机酸根基团。这种由铵盐基团和有机酸根基团比例为1:1组成的两性离子的巯基化甜菜碱具有优异的抗蛋白质非特异性吸附性能，将其修饰到阿霉素后可以降低阿霉素在正常组织处的毒性，延长阿霉素在体内的血液循环时间，使其具有较好的体内生物相容性。
5、本发明制备的纳米药物的粒径在10-200nm，由此可以利用肿瘤的高通透性和滞留效应提高阿霉素在肿瘤部位的富集量，从而获得优秀的抑瘤效果，抑瘤率高达93.2％。
6、本发明制备的纳米药物的表面Zeta电位在弱酸以及弱碱条件下都呈现出正的表面电位，由此表明该纳米药物可以提高肿瘤组织处的肿瘤细胞与药物的相互作用，增加肿瘤细胞对药物的摄取。
附图说明
图1为本发明实施例1获得的巯基SB-hyd-DOX的核磁共振氢谱图；
图2为本发明实施例1获得的巯基SB-hyd-DOX纳米药物的透射电镜TEM图；
图3为本发明实施例1获得的巯基SB-hyd-DOX纳米药物的透射电镜TEM粒径分布直方图；
图4为本发明实施例1获得的在pH 5.5-7.4下巯基SB-hyd-DOX纳米药物的水动力学粒径分布；
图5为本发明实施例1获得的在pH 5.5-7.4下巯基SB-hyd-DOX纳米药物的Zeta电位图；
图6为本发明实验例1中巯基SB-hyd-DOX纳米药物在pH 5.5-7.4下的体外释放曲线图；
图7为本发明实验例1中MTT细胞毒性图；
图8为本发明实验例1中巯基SB-hyd-DOX纳米药物的小鼠体内血液循环时间曲线图；
图9为本发明实验例1中实验小鼠14天的体重变化图；
图10为本发明实验例1中实验小鼠14天的肿瘤体积变化图；以及
图11为本发明实施例2获得的在pH 7.4下巯基SB-hyd-DOX@PTX纳米药物的水动力学粒径分布图。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
实施例1
本实施例提供一种巯基化磺基甜菜碱修饰的阿霉素衍生物，以及由其自组装形成的纳米药物，巯基化磺基甜菜碱选自3-((3-巯基丙基)二甲基铵)丙烷-1-磺酸盐，其具体结构如下，具体实验步骤包括：
Figure BDA0002724835390000071
3-((3-巯基丙基)二甲基铵)丙烷-1-磺酸盐
(1)按照巯基化磺基甜菜碱与2-甲基丙烯酰肼溴化氢盐的摩尔比为1:2的比例，将74.6mg的2-甲基丙烯酰肼溴化氢盐与50mg的巯基化磺基甜菜碱溶于5mL甲醇溶液并通氮气搅拌10min，移除氮气隔绝氧气密封后置于35℃水浴搅拌反应24h。将反应后的溶液旋蒸干，之后加入1mL体积甲醇溶解，将甲醇溶液滴加入9mL乙腈中，之后加入9mL乙醚，离心取出下层沉淀，经干燥得到2-甲基丙烯酰肼溴化氢盐修饰的巯基化磺基甜菜碱，即巯基SB-Methacrylohydrazide。
(2)按巯基SB-Methacrylohydrazide与盐酸阿霉素的摩尔比为1:1的比例，将5.0mg巯基SB-Methacrylohydrazide与6.8mg盐酸阿霉素溶于10mL甲醇溶液。按照1mL甲醇溶液加入1μL三氟乙酸的比例加入10μL三氟乙酸并通氮气搅拌10min，移除氮气隔绝氧气密封后置于室温避光搅拌反应24h。最终的溶液用截留分子量为300的透析袋纯化对甲醇透析，将透析袋中的甲醇溶液浓缩后，在10倍于甲醇体积的乙醚中结晶得到巯基SB-Methacrylohydrazide修饰的阿霉素，即巯基SB-hyd-DOX。
巯基SB-hyd-DOX的核磁谱图如图1所示，图1中巯基SB-hyd-DOX核磁上7.94ppm和7.67ppm所属DOX位置处峰位置的出现以及3.04ppm处和2.81ppm所属巯基化甜菜碱位置处峰位置的出现，表明巯基SB-hyd-DOX的合成。
(3)将巯基SB-hyd-DOX配制成5mg/mL的二甲基亚砜溶液；取233μL5mg/mL巯基SB-hyd-DOX的二甲基亚砜溶液，溶液充分溶解后滴加入pH为7.4的1.167mL磷酸盐缓冲液中搅拌5分钟后得到巯基SB-hyd-DOX自组装的纳米药物。
对所制备的纳米药物进行表征，如图2-5所示：
图2为磷钨酸负染的巯基SB-hyd-DOX纳米药物的透射电镜图，其表明合成的巯基SB-hyd-DOX分子可以自组装形成近似于球型的纳米花状结构的纳米药物。
图3是对图2中得到的巯基SB-hyd-DOX纳米药物的透射电镜图进行粒径统计，该合成的纳米药物的平均直径为92.73nm。
图4是巯基SB-hyd-DOX纳米药物置于pH值为7.4、6.5和5.5的磷酸盐缓冲溶液的水动力学粒径，巯基SB-hyd-DOX纳米药物在pH值为7.4、6.5和5.5的水动力学粒径分别为160.5、196.9和254.5nm。
图5是巯基SB-hyd-DOX纳米药物置于pH值为7.4、6.5和5.5的磷酸盐缓冲溶液的Zeta电位。SB-hyd-DOX纳米药物在pH值7.4、6.5和5.5的平均Zeta电位分别为7.01、7.50和8.18mV。
实施例2
基于实施案例1制备的巯基SB-hyd-DOX，本实施例提供一种巯基化磺基甜菜碱修饰的阿霉素衍生物与紫杉醇混合自组装形成的纳米药物，具体实验步骤包括：
按巯基SB-hyd-DOX与紫杉醇质量比为1:0.2的比例，将巯基SB-hyd-DOX与紫杉醇分别配置为5mg/mL的二甲基亚砜溶液，分别取巯基SB-hyd-DOX溶液83μL，紫杉醇溶液16.6μL；阿霉素衍生物与紫杉醇共混后溶液质量浓度为5mg/mL，充分混合后滴加至pH为7.4的磷酸盐缓冲液中搅拌，得到巯基SB-hyd-DOX@PTX自组装的纳米药物。
对所制备的纳米药物进行表征，如图11所示：
图11是巯基SB-hyd-DOX@PTX纳米药物于pH值为7.4的磷酸盐缓冲溶液的水动力学粒径，巯基SB-hyd-DOX@PTX纳米药物在pH值为7.4溶液中的水动力学粒径为142.1nm。
实施例3
本实施例提供一种巯基化羧基甜菜碱修饰的阿霉素复合物，以及由其自组装形成的纳米药物，巯基化羧基甜菜碱选自2-((巯基甲基)二甲基铵)乙酸盐，具体结构如下，具体实验步骤包括：
Figure BDA0002724835390000091
2-((巯基甲基)二甲基铵)乙酸盐
(1)按照巯基化羧基甜菜碱与2-甲基丙烯酰肼溴化氢盐的摩尔比为1:1的比例，将50mg的2-甲基丙烯酰肼溴化氢盐溶于与41.7mg的巯基化羧基甜菜碱溶于10mL甲醇溶液，通氮气搅拌10min，移除氮气隔绝氧气密封后反应6h。将反应后的溶液旋蒸干，之后加入1mL体积甲醇溶解。将甲醇溶液滴加入9mL乙腈中，之后加入9mL乙醚，离心取出下层沉淀，经干燥得到2-甲基丙烯酰肼溴化氢盐修饰的巯基化羧基甜菜碱，即巯基CB-Methacrylohydrazide。
(2)按巯基CB-Methacrylohydrazide与盐酸阿霉素的摩尔比为1:5的比例，将5.0mg巯基CB-Methacrylohydrazide与43.9mg盐酸阿霉素溶于15mL甲醇溶液。按照1mL甲醇溶液加入1μL三氟乙酸的比例加入15μL三氟乙酸并通氮气搅拌10min，移除氮气隔绝氧气密封后置于室温避光搅拌反应24h。最终的溶液用截留分子量为300的透析袋对甲醇透析，将透析袋中的甲醇溶液浓缩至原体积的1/10约1.5mL，之后加入到10倍体积约15mL乙醚中结晶后得到巯基CB-Methacrylohydrazide修饰的阿霉素，即巯基CB-hyd-DOX。
(3)按巯基CB-hyd-DOX与阿霉素质量比为1:0的比例，将巯基CB-hyd-DOX配置为5mg/mL的二甲基亚砜溶液，取233μL巯基CB-hyd-DOX；将阿霉素衍生物与阿霉素共混后溶液质量浓度调整为5mg/mL，滴加至pH为7.4的磷酸盐缓冲液中搅拌，得到巯基CB-hyd-DOX自组装的纳米药物。
(4)按巯基CB-hyd-DOX与阿霉素质量比为1:1的比例，将巯基CB-hyd-DOX与阿霉素分别配置为5mg/mL的二甲基亚砜溶液，各取233μL等体积混合；将阿霉素衍生物与阿霉素共混后溶液质量浓度调整为2.5mg/mL，之后将混合溶液滴加至pH为7.4的磷酸盐缓冲液中搅拌，得到巯基CB-hyd-DOX@DOX自组装的纳米药物。
(5)按巯基CB-hyd-DOX与紫杉醇质量比为1:10的比例，将巯基CB-hyd-DOX与紫杉醇分别配置为5mg/mL的二甲基亚砜溶液，取100μL巯基CB-hyd-DOX与1000μL紫杉醇充分混合，用二甲基亚砜稀释至0.1mg/mL；阿霉素衍生物与紫杉醇共混后溶液质量浓度为0.1mg/mL，之后将混合溶液滴加至pH为7.4的磷酸盐缓冲液中搅拌，得到巯基CB-hyd-DOX@PTX自组装的纳米药物。
(6)按巯基CB-hyd-DOX与甲氨蝶呤质量比为1:2.5的比例，将巯基CB-hyd-DOX与甲氨蝶呤分别配置为5mg/mL的二甲基亚砜溶液，取100μL巯基CB-hyd-DOX溶液与250μL甲氨蝶呤溶液充分混合，用二甲基亚砜稀释至1mg/mL；阿霉素衍生物与甲氨蝶呤共混后溶液质量浓度为1mg/mL，之后将混合溶液滴加至pH为7.4的磷酸盐缓冲液中搅拌，得到巯基CB-hyd-DOX@AMETHOPTERIN自组装的纳米药物。
实施例4
本实施例提供一种巯基化磷酸酯基甜菜碱修饰的阿霉素复合物，以及由其自组装形成的纳米药物，巯基化磷酸酯基甜菜碱选自10-((10-巯基癸基)二甲基铵)癸基磷酸氢盐，具体结构如下，具体实验步骤包括：
Figure BDA0002724835390000101
10-((10-巯基癸基)二甲基铵)癸基磷酸氢盐
(1)按照巯基化磷酸酯基甜菜碱与2-甲基丙烯酰肼溴化氢盐的摩尔比为1:1.5的比例，将20mg的2-甲基丙烯酰肼溴化氢盐溶于与75.6mg的巯基化磷酸酯基甜菜碱溶于20mL甲醇溶液，通氮气搅拌10min，移除氮气后密封搅拌反应6h。将反应后的溶液旋蒸干，之后加入2mL体积甲醇溶解。将甲醇溶液滴加入20mL乙腈中，之后加入20mL乙醚，离心取出下层沉淀，经干燥得到2-甲基丙烯酰肼溴化氢盐修饰的巯基化磷酸酯基甜菜碱，即巯基PB-Methacrylohydrazide。
(2)按巯基PB-Methacrylohydrazide与盐酸阿霉素的摩尔比为1:1的比例，将10mg巯基PB-Methacrylohydrazide与9.2mg盐酸阿霉素溶于10mL甲醇溶液。按照1mL甲醇溶液加入1μL三氟乙酸的比例加入10μL三氟乙酸并通氮气搅拌10min，移除氮气隔绝氧气密封后置于室温避光搅拌反应24h。最终的溶液用截留分子量为300的透析袋纯化对甲醇透析，将透析袋中的甲醇溶液浓缩后，在加入10倍体积的乙醚中结晶得到巯基PB-Methacrylohydrazide修饰的阿霉素，即巯基PB-hyd-DOX。
(3)按巯基巯基PB-hyd-DOX与阿霉素质量比为1:0的比例，将巯基PB-hyd-DOX配置为5mg/mL的二甲基亚砜溶液；将阿霉素衍生物溶液质量浓度调整为5mg/mL，取100μL滴加至pH为7.4的磷酸盐缓冲液中搅拌，得到巯基PB-hyd-DOX自组装的纳米药物。
实施例5
本实施例提供一种巯基化亚磺基甜菜碱修饰的阿霉素复合物，以及由其自组装形成的纳米药物，巯基化亚磺基甜菜碱选自2-((10-巯基癸基)二甲基铵)乙烷-1-亚磺酸盐，具体结构如下，具体实验步骤包括：
Figure BDA0002724835390000111
2-((10-巯基癸基)二甲基铵)乙烷-1-亚磺酸盐
(1)按照巯基化亚磺基甜菜碱与2-甲基丙烯酰肼溴化氢盐的摩尔比为1:5的比例，将20mg的2-甲基丙烯酰肼溴化氢盐溶于与115.1mg的巯基化亚磺基甜菜碱溶于20mL甲醇溶液，通氮气搅拌10min，移除氮气隔绝氧气密封后搅拌反应6h。将反应后的溶液旋蒸干，之后加入2mL体积甲醇溶解。将甲醇溶液滴加入20mL乙腈中，之后加入20mL乙醚，离心取出下层沉淀，经干燥得到2-甲基丙烯酰肼溴化氢盐修饰的巯基化亚磺基甜菜碱，即巯基SuB-Methacrylohydrazide。
(2)按巯基SuB-Methacrylohydrazide与盐酸阿霉素的摩尔比为1:1.2的比例，将10mg巯基SuB-Methacrylohydrazide与14.2mg盐酸阿霉素溶于12mL甲醇溶液。按照1mL甲醇溶液加入1μL三氟乙酸的比例加入12μL三氟乙酸并通氮气搅拌10min，移除氮气隔绝氧气密封后置于室温避光搅拌反应24h。最终的溶液用截留分子量为300的透析袋纯化对甲醇透析，将透析袋中的甲醇溶液浓缩，在加入10倍体积的乙醚中结晶得到巯基SuB-Methacrylohydrazide修饰的阿霉素，即巯基SuB-hyd-DOX。
(3)按巯基SuB-hyd-DOX与喜树碱质量比为1:0.1的比例，将巯基SuB-hyd-DOX与喜树碱分别配置为5mg/mL的二甲基亚砜溶液，取100μL巯基SuB-hyd-DOX与10μL喜树碱充分混合，用二甲基亚砜稀释至0.1mg/mL；将阿霉素衍生物与喜树碱共混后溶液质量浓度调整为0.1mg/mL，之后将混合溶液滴加至pH为7.4的磷酸盐缓冲液中搅拌，得到巯基SuB-hyd-DOX@CAMPTOTHECIN自组装的纳米药物。
(4)按巯基SuB-hyd-DOX与二氢卟吩e6(Ce6)质量比为1:1；将巯基SuB-hyd-DOX与喜树碱分别配置为10mg/mL的二甲基亚砜溶液，取100μL巯基SuB-hyd-DOX与100μL二氢卟吩e6充分混合；将阿霉素衍生物与Ce6共混后溶液质量浓度调整为10mg/mL，之后将混合溶液滴加至pH为7.4的磷酸盐缓冲液中搅拌，得到巯基SuB-hyd-DOX@Ce6自组装的纳米药物。
(5)按巯基SuB-hyd-DOX：二氢卟吩e6(Ce6)：紫杉醇质量比为1:1:1；将巯基SuB-hyd-DOX、二氢卟吩e6和紫杉醇分别配置为5mg/mL的二甲基亚砜溶液，取100μL巯基SuB-hyd-DOX溶液、100μL二氢卟吩e6溶液和100μL紫杉醇溶液充分混合，将阿霉素衍生物、二氢卟吩e6和紫杉醇共混后溶液质量浓度调整为1mg/mL；之后将混合溶液滴加至水中搅拌，得到巯基SuB-hyd-DOX@Ce6@PTX自组装的纳米药物。
下面以实施例1制备的纳米药物巯基SB-hyd-DOX纳米药物为例，进行各项实验，以进一步说明该纳米药物的性能。
实验例1体外释放试验
将制备的巯基SB-hyd-DOX纳米药物装于截留分子质量为8000～14000Da透析袋中，并置于pH值为5.5、6.5和7.4的磷酸盐缓冲液，测量其在不同pH值下的阿霉素的释放情况。结果如图6所示，当pH值分别为7.4、6.5和5.5时，30小时后巯基SB-hyd-DOX纳米药物对阿霉素的释放量分别为69.3％、85.6％和97.4％。因此，制备的巯基SB-hyd-DOX纳米药物在肿瘤的酸性环境内比正常组织处更加充分地释放出阿霉素。
实验例2细胞活性实验
一、实验方法
用MTT法评估了游离DOX和巯基SB-hyd-DOX对A549细胞的细胞毒性。将A549细胞以1×104细胞/孔的密度接种在96孔板中，并孵育一天。然后，除去培养基，并向孔中分别加入含DOX当量为0.5-50μg/mL的巯基SB-hyd-DOX纳米药物的培养基。孵育24小时后，加入100μL0.5mg/mL的MTT溶液，并进一步孵育4h。随后，弃去培养基，加入150μL二甲基亚砜。最后，测量570nm处的吸光度。
二、实验结果
图7是A549细胞的细胞活性图。图7结果表明，巯基SB-hyd-DOX比游离DOX有略低的细胞毒性，但仍然有效地抑制A549细胞的快速生长。
实验例3血浆清除实验
一、实验过程：
按照10mg/kg(DOX重量/小鼠体重)的量，经尾静脉分别注射巯基SB-hyd-DOX纳米药物和盐酸阿霉素的磷酸盐缓冲液到小鼠体内。分别在不同时间点，在眼眶取血50-100μL，测试样品中阿霉素的浓度。以注射药物2min为相对含量，分别测量0.5、1、2、4、6、9、12和24h时巯基SB-hyd-DOX纳米药物和游离盐酸阿霉素在血清中的相对百分含量。
二、实验结果：
结果如图8所示，注射的巯基SB-hyd-DOX纳米药物和游离盐酸阿霉素经24小时体内循环后的含量分别为初始注射时的9.7％和1.9％。由此可知，SB-hyd-DOX比游离盐酸阿霉素在小鼠体内具有更长的血液循环时间。
实验例4小鼠体内抑瘤实验
一、实验方法
对昆明雌鼠的右后肢皮下注射106个U14细胞进行荷瘤。荷瘤3天后，将种瘤的鼠随机分为3组，每组6只，即(a)生理盐水组；(b)游离DOX组；(c)巯基SB-hyd-DOX组。以尾静脉注射的方式每隔2天对小鼠进行给药，SB-hyd-DOX的浓度0.832mg/mL，给药量为200μL(以DOX计算，5mg/kg阿霉素重量/小鼠体重)。实验过程中每天记录小鼠的体重和肿瘤尺寸的变化。在第14天将小鼠处死，将肿瘤剖出拍照及称重。
三、实验结果
图9是小鼠14天体重的变化。注射生理盐水、游离DOX和巯基SB-hyd-DOX的小鼠体重在第14天分别为31.8、25.0和30.9g。因此，巯基SB-hyd-DOX纳米药物具有良好的体内生物相容性。图10是制备的纳米药物注射小鼠体内14天肿瘤体积的变化。在第14天，注射生理盐水、游离DOX和巯基SB-hyd-DOX的肿瘤体积在第14天分别为1781.1、356.6和121.1mm3，这表明巯基SB-hyd-DOX比游离DOX具有更好的抑瘤效果。巯基SB-hyd-DOX组相较生理盐水组的肿瘤抑制率高达93.2％，此数值大于大多数的纳米药物。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种基于巯基化甜菜碱修饰的阿霉素衍生物，其特征在于，所述阿霉素衍生物具有通式(I)结构：
Figure FDA0002724835380000011
通式(I)中，
A选自由磺酸基团、羧酸基团、亚磺酸基团和磷酸基团组成的群组；
m代表1～10；
n代表1～10。
2.根据权利要求1所述的基于巯基化甜菜碱修饰的阿霉素衍生物，其特征在于，通式(I)中，所述巯基化甜菜碱中含有1个铵盐基团以及1个有机酸根基团。
3.一种如权利要求1或2所述的基于巯基化甜菜碱修饰的阿霉素衍生物的制备方法，其特征在于，其包括：
将巯基化甜菜碱与丙烯酰肼类溴化氢盐在极性溶剂中混合反应，通过结晶的方法得到含酰肼键的甜菜碱类衍生物；
再将含酰肼键的甜菜碱类衍生物与盐酸阿霉素溶于极性溶剂中，加入三氟乙酸作为催化剂并搅拌反应，反应结束时通过透析以及结晶的方法得到巯基化甜菜碱修饰的阿霉素衍生物；
其中，所述巯基化甜菜碱具有通式(II)结构：
Figure FDA0002724835380000021
含酰肼键的甜菜碱类衍生物具有通式(III)结构：
Figure FDA0002724835380000022
通式(II)和(III)中，
A选自由磺酸基团、羧酸基团、亚磺酸基团和磷酸基团组成的群组；
m代表1～10；
n代表1～10。
4.根据权利要求3所述的基于巯基化甜菜碱修饰的阿霉素衍生物的制备方法，其特征在于，在制备所述含酰肼键的甜菜碱类衍生物的反应中，所述巯基化甜菜碱与所述丙烯酰肼类溴化氢盐的摩尔比为1:1～5。
5.根据权利要求3所述的基于巯基化甜菜碱修饰的阿霉素衍生物的制备方法，其特征在于，在制备所述巯基化甜菜碱修饰的阿霉素衍生物的反应中，所述含酰肼键的甜菜碱类衍生物与所述盐酸阿霉素的摩尔比为1:1～5。
6.一种基于阿霉素衍生物的纳米药物，其特征在于，其通过将权利要求1或2所述的阿霉素衍生物溶于极性溶剂介质中，进行自组装制得。
7.根据权利要求6所述的基于阿霉素衍生物的纳米药物，其特征在于，还包括疏水性抗癌药物，所述阿霉素衍生物与疏水性抗癌药物的质量比为1:0.1～10。
8.根据权利要求7所述的基于阿霉素衍生物的纳米药物，其特征在于，所述疏水性抗癌药物包括阿霉素、紫杉醇、喜树碱、二氢卟吩e6、甲氨蝶呤中的至少一种。
9.根据权利要求7所述的基于阿霉素衍生物的纳米药物，其特征在于，其制备方法包括：将所述阿霉素衍生物溶于极性溶剂介质中得到阿霉素衍生物溶液，再将所述疏水性抗癌药物溶于极性溶剂介质中得到疏水性抗癌药物溶液，将所述阿霉素衍生物溶液和所述疏水性抗癌药物溶液混合后形成的混合溶液滴加入水溶液或磷酸盐缓冲液中进行自组装。
10.根据权利要求7所述的基于阿霉素衍生物的纳米药物，其特征在于，所述混合溶液中，所述阿霉素衍生物的与疏水性抗癌药物共混后的质量浓度为0.1-10mg/mL。
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