CN112870378A - 一种二氧化锰纳米给药系统及其制备方法、应用 - Google Patents
一种二氧化锰纳米给药系统及其制备方法、应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112870378A CN112870378A CN202110127069.0A CN202110127069A CN112870378A CN 112870378 A CN112870378 A CN 112870378A CN 202110127069 A CN202110127069 A CN 202110127069A CN 112870378 A CN112870378 A CN 112870378A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- mno
- pda
- manganese dioxide
- delivery system
- drug delivery
- 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.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
- A61K31/00—Medicinal preparations containing organic active ingredients
- A61K31/70—Carbohydrates; Sugars; Derivatives thereof
- A61K31/7028—Compounds having saccharide radicals attached to non-saccharide compounds by glycosidic linkages
- A61K31/7034—Compounds having saccharide radicals attached to non-saccharide compounds by glycosidic linkages attached to a carbocyclic compound, e.g. phloridzin
- A61K31/704—Compounds having saccharide radicals attached to non-saccharide compounds by glycosidic linkages attached to a carbocyclic compound, e.g. phloridzin attached to a condensed carbocyclic ring system, e.g. sennosides, thiocolchicosides, escin, daunorubicin
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
- A61K38/00—Medicinal preparations containing peptides
- A61K38/16—Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
- A61K38/43—Enzymes; Proenzymes; Derivatives thereof
- A61K38/44—Oxidoreductases (1)
- A61K38/443—Oxidoreductases (1) acting on CH-OH groups as donors, e.g. glucose oxidase, lactate dehydrogenase (1.1)
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
- A61K47/00—Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient
- A61K47/50—Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient the non-active ingredient being chemically bound to the active ingredient, e.g. polymer-drug conjugates
- A61K47/51—Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient the non-active ingredient being chemically bound to the active ingredient, e.g. polymer-drug conjugates the non-active ingredient being a modifying agent
- A61K47/56—Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient the non-active ingredient being chemically bound to the active ingredient, e.g. polymer-drug conjugates the non-active ingredient being a modifying agent the modifying agent being an organic macromolecular compound, e.g. an oligomeric, polymeric or dendrimeric molecule
- A61K47/59—Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient the non-active ingredient being chemically bound to the active ingredient, e.g. polymer-drug conjugates the non-active ingredient being a modifying agent the modifying agent being an organic macromolecular compound, e.g. an oligomeric, polymeric or dendrimeric molecule obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds, e.g. polyureas or polyurethanes
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
- A61K47/00—Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient
- A61K47/50—Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient the non-active ingredient being chemically bound to the active ingredient, e.g. polymer-drug conjugates
- A61K47/69—Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient the non-active ingredient being chemically bound to the active ingredient, e.g. polymer-drug conjugates the conjugate being characterised by physical or galenical forms, e.g. emulsion, particle, inclusion complex, stent or kit
- A61K47/6921—Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient the non-active ingredient being chemically bound to the active ingredient, e.g. polymer-drug conjugates the conjugate being characterised by physical or galenical forms, e.g. emulsion, particle, inclusion complex, stent or kit the form being a particulate, a powder, an adsorbate, a bead or a sphere
- A61K47/6923—Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient the non-active ingredient being chemically bound to the active ingredient, e.g. polymer-drug conjugates the conjugate being characterised by physical or galenical forms, e.g. emulsion, particle, inclusion complex, stent or kit the form being a particulate, a powder, an adsorbate, a bead or a sphere the form being an inorganic particle, e.g. ceramic particles, silica particles, ferrite or synsorb
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
- A61P35/00—Antineoplastic agents
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y40/00—Manufacture or treatment of nanostructures
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y5/00—Nanobiotechnology or nanomedicine, e.g. protein engineering or drug delivery
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12Y—ENZYMES
- C12Y101/00—Oxidoreductases acting on the CH-OH group of donors (1.1)
- C12Y101/03—Oxidoreductases acting on the CH-OH group of donors (1.1) with a oxygen as acceptor (1.1.3)
- C12Y101/03004—Glucose oxidase (1.1.3.4)
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Pharmacology & Pharmacy (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Public Health (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Epidemiology (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
- Immunology (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Gastroenterology & Hepatology (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Zoology (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)
Abstract
本发明属于生物医药领域,具体涉及一种负载阿霉素和葡萄糖氧化酶的二氧化锰纳米给药系统及其制备方法、应用。该给药系统的载体为MnO2‑PDA,所述载体为中空多孔球状结构,PDA修饰于MnO2表面;所述纳米给药系统负载药物为阿霉素和葡萄糖氧化酶。本发明在结合二氧化锰和聚多巴胺各自有点的基础上,制备得到水溶性、分散性和生物相容性优越的纳米药物载体,具有较高的载药量和包封率、较低的生物毒性、细胞的亲和性及控制释放等特点,非常适合运载抗癌药物,在生物医药领域具有广泛的应用前景。
Description
技术领域
本发明属于生物医药领域,具体涉及一种负载阿霉素和葡萄糖氧化酶的二氧化锰纳米给药系统及其制备方法、应用。
背景技术
目前癌症已经成为危害人类健康的头号杀手,在众多治疗手段中,药物化疗是治疗癌症的重要手段,特别是治疗中晚期癌症。传统化疗方法存在药物稳定性差、难以跨过人体生理屏障、生物利用率低、靶向性差和毒副作用大等缺点,在让病人忍受极大痛苦后,治疗效果还不尽人意。目前肿瘤的药物治疗仍不理想,其主要原因之一就是药物对病灶的选择性低,如果将抗癌药物与运载药物的特殊载体相联而制成前药,使该药到达特定的病灶,则可以显著提高抗癌疗效。基于纳米材料的药物载体由于具有较高的药物载药量和包封率、以及控制释放等优点,在生物医学领域有广泛的应用前景。
二氧化锰[manganese dioxide,(MnO2)]为中空多孔的球状二氧化锰,表面积大,载药能力强,通过设计微结构,可以很好地控制MnO2的表面积,进一步通过范德华力对许多药物表现出很强的吸附。MnO2合成简便,结构和化学控制良好,其尺寸和表面易于控制。此外,二氧化锰具有良好的生物相容性,易于表面功能化,毒性低。二氧化锰还具有肿瘤微环境中可响应性降解的特性,H+/H2O2和GSH均可诱导MnO2分解成Mn2+, Mn2+可随代谢排出。但是,MnO2具有分散性差的特点,长期稳定性不能令人满意,生理环境中易聚集沉淀,限制其在生物医药领域的应用。
聚多巴胺[dopamine,(PDA)]是水溶性较好、功能作用大、生物活性高的低分子量产品,具有优良特性,如分散性、亲水性、与聚合物的兼容性等。多巴胺是一种儿茶酚胺,在神经系统中起重要的神经递质作用,在控制大脑的奖励和快乐中心方面起着关键作用。多巴胺类药物被广泛用于治疗帕金森病、精神分裂症和成瘾症。多巴胺具有良好的生物相容性,无显著毒性。
目前,负载抗癌药物的纳米载体大多数具有较高载药量,但是因其水溶性和稳定性等方面存在缺点,从而影响其发展。
发明内容
本发明的目的是针对上述存在的问题,提供一种新型的抗癌药物纳米给药系统-负载阿霉素和葡萄糖氧化酶的二氧化锰纳米给药系统,具有较高的的生物相容性,水溶性及较低的生物毒性,可以提高MnO2的稳定性、分散性及生物相容性。
本发明还提供了一种上述二氧化锰纳米给药系统的制备方法。
本发明还提供了二氧化锰纳米药物载体的应用,具备较高的载药量或使药物具有缓释、控释的特点,从而达到提高抗癌疗效的目的。
本发明解决技术问题采用如下技术方案:
本发明提供了一种二氧化锰纳米给药系统,所述给药系统的载体为MnO2-PDA,所述载体为中空多孔球状结构,PDA修饰于MnO2表面;所述纳米给药系统负载药物为阿霉素和葡萄糖氧化酶。
本发明所使用的载体MnO2-PDA的制备方法如下:
(1)将KMnO4粉末和浓HCl溶于超纯水中,超声处理,然后恒温磁力搅拌;搅拌后的溶液倒入反应釜进行反应;
(2)将反应结束后的反应液离心,除去上清,加入超纯水重悬沉淀,离心,除去上清,重复3次,加入无水乙醇重悬沉淀,离心,除去上清,重复3次;将获得的沉淀用超纯水重悬,烘干得小粒子二氧化锰;
(3)取一定量的MnO2,溶于超纯水中,超声处理至完全溶解;超声完的MnO2悬浮液中加入一定量的DA,放入转子置于恒温磁力搅拌器进行搅拌,待MnO2和DA完全混匀后,用浓氨水调节pH,避光搅拌得反应液;
(4)将反应液离心,除去上清,用超纯水重悬沉淀,离心除去上清,重复3次;将反应物用超纯水重悬,过夜;真空冷冻干燥得到MnO2-PDA粉末。
进一步的,步骤(1)中,所述KMnO4粉末和浓盐酸的比例为0.45g:1;所述浓盐酸和超纯水的体积比为1:40;所述超声为在200W功率下超声5min;所述磁力搅拌时间为20-25min;所述反应为在70℃温度下反应1h。
进一步的,步骤(2)中,所述离心为在10000 r/min转速下,离心10 min;所述烘干为恒温65℃,定时12 h;所述二氧化锰的平均粒径为100-600 nm。
进一步的,步骤(3)中,所述超声为在200W功率下超声30 min;所述MnO2和DA的质量比为6-10:1;所述MnO2悬浮液的浓度为2 mg/mL;所述DA加入到反应体系中的浓度为0.2mg/mL;所述DA分子量大小为800-1000 D;所述pH值为8.5;所述避光搅拌的时间为24h。
进一步的,步骤(4)中,所述离心为在12000 r/min转速下,离心10 min;所述过夜为在-80℃下冰箱中进行。
本发明还提供了一种二氧化锰纳米给药系统的制备方法,包括以下步骤:
a.将一定量的 MnO2-PDA超声分散于10 ml 超纯水中,向MnO2-PDA溶液中加入一定量的GOX,在室温下避光搅拌反应24 h,得MnO2-PDA+GOX;
b.在MnO2-PDA+GOX溶液中加入一定量的DOX,在室温下避光搅拌反应,得MnO2-PDA+GOX+DOX。
进一步的,步骤(a)中,所述MnO2-PDA溶液的浓度为MnO2-PDA溶液的浓度为1 mg/mL;所述MnO2-PDA同GOX的质量比为10:0.016-0.03;所述反应的时间为24h。
进一步的,步骤(b)中,所述MnO2-PDA同DOX的质量比为为1:24-50;所述反应的时间为24h。
本发明还提供了一种二氧化锰纳米给药系统的应用,该给药系统可用于生物医药领域,负载抗癌药物。
本发明首先利用高锰酸钾和浓盐酸发生氧化还原反应生成二氧化锰,然后利用多巴胺在碱性条件下能够发生氧化自聚合的特性在二氧化锰表面包裹聚多巴胺层,从而对二氧化锰进行改性得到高分散性材料,然后利用该复合材料通过范德华力和π-π共轭实现与抗癌药物阿霉素和葡萄糖氧化酶的物理吸附。该给药系统可用于生物医药领域,负载抗癌药物并将其运送至特定病灶,提高治疗效果,具有良好水溶性、生物相容性、较高的载药量和包封率、较低的生物毒性以及控制释放的特点,可降低药物对人体正常细胞的毒副作用
本发明提供的一种新型的抗癌药物纳米载体负载DOX和GOX。MnO2易合成,尺寸可控;具有良好的生物相容性,易于表面改性;在肿瘤微环境中发生响应性释放,对GSH或H+/H2O2灵敏响应。DA在pH为8.5的碱性环境中可以发生氧化自聚合生成PDA,具有良好的生物相容性,对MnO2修饰后降低MnO2的毒性。因此MnO2-PDA+GOX+DOX表现出响应药物释放,可以在肿瘤部位释放大量药物,减轻对正常细胞的损伤。
本发明的有益效果为:
本发明在结合二氧化锰和聚多巴胺各自有点的基础上,制备得到水溶性、分散性和生物相容性优越的纳米药物载体,具有较高的载药量和包封率、较低的生物毒性、细胞的亲和性及控制释放等特点,非常适合运载抗癌药物,在生物医药领域具有广泛的应用前景。
附图说明
图1是本发明二氧化锰纳米药物载体在超纯水中的分散液照片。
图2是二氧化锰纳米药物载体傅里叶变换红外光谱图(FTIR)。
图3是二氧化锰纳米药物载体和载体载药后的傅里叶变换红外光谱图(FTIR),。
图4是本发明二氧化锰纳米药物载体的紫外可见吸收光谱图(UV-Vis)。
图5是不同载体下不同浓度的GOX添加量的细胞存活率对比图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明,但本发明并不限于以下实施例。
实施例1
一种二氧化锰纳米药物载体的制备方法,步骤包括:
(1)二氧化锰(MnO2)的制备:
1)取0.45g KMnO4和1 mL浓HCL溶于超纯水中,采用超声仪进行超声,在200W下,超声5 min。加入转子,在恒温磁力搅拌器中搅拌20 min。
2)将搅拌后的溶液倒入反应釜,在70℃恒温反应箱中反应0.5 h。
3)待冷却到室温后,将得到的反应液置于离心机,转速为10000 r/min,离心10min,除去上清。加入超纯水重悬沉淀,离心,除去上清,重复3次。加入无水乙醇重悬沉淀,离心,除去上清,重复3次。
4)将获得的沉淀用超纯水重悬,放入烘箱,设定恒温65℃,定时12 h。获得二氧化锰。
(2)二氧化锰纳米药物载体(MnO2-PDA)的制备:
1)取30 mg MnO2,溶于15 mL超纯水中,采用功率为200W的超声仪超声30 min,直至完全溶解。
2)超声完的溶液中加入3 mg DA,放入转子置于恒温磁力搅拌器进行搅拌,10 min后待MnO2和DA完全混匀后,用浓氨水将PH调至8.5,避光搅拌24 h。
3)将反应液置于离心机,转速为12000 r/min,离心10 min,除去上清。用超纯水重悬沉淀,离心除去上清,重复3次。
4)将反应物用超纯水重悬,置于-80℃冰箱过夜。真空冷冻干燥得到MnO2-PDA粉末。
(3)二氧化锰纳米药物载体负载阿霉素和葡萄糖氧化酶(MnO2-PDA+GOX+DOX):
1)将10 mg MnO2-PDA超声分散于 10 mL超纯水中。
2)向MnO2-PDA溶液中加入16 μg GOX,在37℃恒温磁力搅拌器上避光搅拌反应24h,实现GOX和MnO2-PDA的物理吸附,合成MnO2-PDA+GOX。
3)在MnO2-PDA+GOX溶液中加入240 mg DOX,在室温下避光搅拌反应24 h,实现DOX和MnO2-PDA+GOX的物理吸附,合成MnO2-PDA+GOX+DOX。
图1是二氧化锰纳米药物载体在超纯水中的分散液照片,从图1中可以看出所制备得到的新型纳米药物载体呈高度分散状态。图2和3是二氧化锰纳米药物载体和载体载药后的傅里叶变换红外光谱图(FTIR),说明MnO2的合成及DA对MnO2的包裹。图4是本发明二氧化锰纳米药物载体的紫外可见吸收光谱图(UV-Vis),可从图中看出MnO2和DA成功连接。
本实施例1制得二氧化锰纳米药物载体呈球状中空多孔结构,直径在100-200 nm,且具有较好的分散性,纳米给药系统持续释放药物可达72 h,具有良好的缓释性能。经MTT细胞毒性实验证明,细胞存活率为15%以上,细胞毒性好,生物相容性较好。
实施例2
一种二氧化锰纳米药物载体的制备方法,步骤包括:
(1)二氧化锰(MnO2)的制备:
1)取0.45 g KMnO4和1mL浓HCL溶于超纯水中,采用超声仪进行超声,在200W下,超声5 min。加入转子,在恒温磁力搅拌器中搅拌20 min
2)将搅拌后的溶液倒入反应釜,在70℃恒温反应箱中反应1 h。
3)待冷却到室温后,将得到的反应液置于离心机,转速为10000 r/min,离心10min,除去上清。加入超纯水重悬沉淀,离心,除去上清,重复3次。加入无水乙醇重悬沉淀,离心,除去上清,重复3次。
4)将获得的沉淀用超纯水重悬,放入烘箱,设定恒温65℃,定时12 h。获得二氧化锰。
(2)二氧化锰纳米药物载体(MnO2-PDA)的制备:
1)取30 mg MnO2,溶于15 ml超纯水中,采用功率为200W的超声仪超声30 min,直至完全溶解。
2)超声完的溶液中加入一定量的5 mg DA,放入转子置于恒温磁力搅拌器进行搅拌,10 min后待MnO2和DA完全混匀后,用浓氨水将PH调至8.5,避光搅拌24 h。
3)将反应液置于离心机,转速为12000 r/min,离心10 min,除去上清。用超纯水重悬沉淀,离心除去上清,重复3次。
4)将反应物用超纯水重悬,置于-80℃冰箱过夜。真空冷冻干燥得到MnO2-PDA粉末。
(3)二氧化锰纳米药物载体负载阿霉素和葡萄糖氧化酶(MnO2-PDA+GOX+DOX):
1)将10 mg MnO2-PDA超声分散于10 ml超纯水中。
2)向MnO2-PDA溶液中加入16 μg GOX,在37℃恒温磁力搅拌器上避光搅拌反应24h,实现GOX和MnO2-PDA的物理吸附,合成MnO2-PDA+GOX。
3)在MnO2-PDA+GOX溶液中加入240 mg DOX,在室温下避光搅拌反应24 h,实现DOX和MnO2-PDA+GOX的物理吸附,合成MnO2-PDA+GOX+DOX。
本实施例2制得二氧化锰纳米药物载体呈球状结构,直径较大500-600 nm,且具有较好的分散性,纳米给药系统持续释放药物可达72 h,具有良好的缓释性能。经MTT细胞毒性实验证明,细胞存活率为30%以上,细胞毒性良好,生物相容性较好。
实施例3
一种二氧化锰纳米药物载体的制备方法,步骤包括:
(1)二氧化锰(MnO2)的制备:
1)取0.45g KMnO4和1mL浓HCL溶于超纯水中,采用超声仪进行超声,在200W下,超声5 min。加入转子,在恒温磁力搅拌器中搅拌20 min。
2)将搅拌后的溶液倒入反应釜,在70℃恒温反应箱中反应1 h。
3)待冷却到室温后,将得到的反应液置于离心机,转速为10000 r/min,离心10min,除去上清。加入超纯水重悬沉淀,离心,除去上清,重复3次。加入无水乙醇重悬沉淀,离心,除去上清,重复3次。
4)将获得的沉淀用超纯水重悬,放入烘箱,设定恒温65℃,定时12 h。获得二氧化锰。
(2)二氧化锰纳米药物载体(MnO2-PDA)的制备:
1)取30 mg MnO2,溶于15 mL超纯水中,采用功率为200W的超声仪超声30 min,直至完全溶解。
2)超声完的溶液中加入3 mg DA,放入转子置于恒温磁力搅拌器进行搅拌,10 min后待MnO2和DA完全混匀后,用浓氨水将PH调至8.5,避光搅拌24 h。
3)将反应液置于离心机,转速为12000 r/min,离心10 min,除去上清。用超纯水重悬沉淀,离心除去上清,重复3次。
4)将反应物用超纯水重悬,置于-80℃冰箱过夜。真空冷冻干燥得到MnO2-PDA粉末。
(3)二氧化锰纳米药物载体负载阿霉素和葡萄糖氧化酶(MnO2-PDA+GOX+DOX):
1)将10 mg MnO2-PDA超声分散于 10 mL超纯水中。
2)向MnO2-PDA溶液中加入0.5 g GOX,在37℃恒温磁力搅拌器上避光搅拌反应24h,实现GOX和MnO2-PDA的物理吸附,合成MnO2-PDA+GOX。
3)在MnO2-PDA+GOX溶液中加入30 μg DOX,在室温下避光搅拌反应24 h,实现DOX和MnO2-PDA+GOX的物理吸附,合成MnO2-PDA+GOX+DOX。
本实施例3制得二氧化锰纳米药物载体呈球状中空多孔结构,直径300 nm,且具有较好的分散性,持续释放药物可达72 h,具有良好的缓释性能。经MTT细胞毒性实验证明,细胞存活率为5%以上,细胞毒性良好。
对比例1
与实施3不同之处在于不加入多巴胺,只加二氧化锰,一种MnO2纳米药物载体的制备,包括以下步骤:
(1)二氧化锰(MnO2)的制备:
1)取0.45g KMnO4和1mL浓HCL溶于超纯水中,采用超声仪进行超声,在200W下,超声5 min。加入转子,在恒温磁力搅拌器中搅拌20 min。
2)将搅拌后的溶液倒入反应釜,在70℃恒温反应箱中反应1 h。
3)待冷却到室温后,将得到的反应液置于离心机,转速为10000 r/min,离心10min,除去上清。加入超纯水重悬沉淀,离心,除去上清,重复3次。加入无水乙醇重悬沉淀,离心,除去上清,重复3次。
4)将获得的沉淀用超纯水重悬,放入烘箱,设定恒温65℃,定时12 h。获得合适尺寸的二氧化锰。
(2)二氧化锰负载阿霉素和葡萄糖氧化酶(MnO2+DOX+GOX):
1)将10 mg MnO2超声分散于10 ml超纯水中。
2)向MnO2溶液中加入16 μg GOX,在37℃恒温磁力搅拌器上避光搅拌反应24 h,实现GOX和MnO2的物理吸附,合成MnO2 +GOX。
3)在MnO2+GOX溶液中加入240 mg DOX,在室温下避光搅拌反应24 h,实现DOX和MnO2 +GOX的物理吸附,合成MnO2+GOX+DOX。
对比例1得到的MnO2-PDA复合纳米给药系统,经透射电镜发现,该复合载体呈圆球形,其粒径在300-400 nm,分布较均匀,放置30天左右,该复合载体出现沉淀。
对比例2
与实施1不同之处在于只加入多巴胺,不加二氧化锰,一种多巴胺纳米药物载体的制备,包括以下步骤:
(1)聚多巴胺纳米药物载体的制备:
1)取10 mg DA溶于10 mL超纯水中,用浓氨水将PH调至8.5,放入转子置于恒温磁力搅拌器,避光搅拌24 h。
2)将反应液置于离心机,转速为12000 r/min,离心10 min,除去上清。用超纯水重悬沉淀,离心除去上清,重复3次。
3)将反应物用超纯水重悬,置于-80℃冰箱过夜。真空冷冻干燥得到PDA粉末。
(2)多巴胺负载阿霉素和葡萄糖氧化酶(PDA+DOX+GOX):
1)将10 mg PDA超声分散于10 ml超纯水中。
2)向PDA溶液中加入16 μg GOX,在37℃恒温磁力搅拌器上避光搅拌反应24 h,实现GOX和PDA的物理吸附,合成PDA+GOX。
3)在PDA+GOX溶液中加入240 mg DOX,在室温下避光搅拌反应24 h,实现DOX和PDA+GOX的物理吸附,合成PDA+GOX+DOX。
对比例2所得到的多巴胺纳米药物载体经透射电镜发现,该载体呈球状结构,其直径在400-500 nm。MTT实验结果证明,存活率在70%以上,细胞存活率较高。这是因为MnO2在细胞内的降解有利于缓解癌细胞内的缺氧,促进GOX更有效的消耗葡萄糖以达到更好的抗癌效果。多巴胺纳米药物载体不具备为饥饿疗法提供氧气,因此细胞毒性减弱。
利用实施例1所获得的MnO2-PDA复合纳米给药系统、对比例1:MnO2-PDA复合纳米给药系统、对比例2:多巴胺给药系统及阿霉素和葡萄糖过氧化酶进行体外细胞毒性实验。结果显示实施例1所获得的二氧化锰复合纳米给药系统的抑制率最高,葡萄糖氧化酶和阿霉素的载药量比较高,对细胞的毒性比较大。在研究二氧化锰复合纳米给药系统释放行为时,在酸性条件和高GSH水平下GOX和DOX释放率远高于中性条件。因此MnO2-PDA+GOX+DOX表现出H+/GSH响应药物释放,同时本发明具有较高的载药量和包封率,以及较好的生物相容性和稳定性。
对比例3
与实施例1不同之处在于只负载GOX,不负载DOX,一种二氧化锰纳米药物载体的制备,包括以下步骤:
(1)和(2)同实施例1;
(3)二氧化锰纳米药物载体负载葡萄糖氧化酶(MnO2-PDA+GOX):
1)将10 mg MnO2-PDA超声分散于 10 mL超纯水中。
2)向MnO2-PDA溶液中加入16 μg GOX,在37℃恒温磁力搅拌器上避光搅拌反应24h,实现GOX和MnO2-PDA的物理吸附,合成MnO2-PDA+GOX。
对比例3得到的多巴胺纳米药物载体经透射电镜发现,该载体呈球状结构,其直径在100-200 nm,形态较规整。MTT实验结果证明,细胞存活率高,抗癌效果不够好。按照不同稀释浓度加入GOX,不同GOX添加量对比图如图5所示。
Claims (10)
1.一种二氧化锰纳米给药系统,其特征在于,所述给药系统的载体为MnO2-PDA,所述载体为中空多孔球状结构,PDA修饰于MnO2表面;所述纳米给药系统负载药物为阿霉素和葡萄糖氧化酶。
2.根据权利要求1所述的二氧化锰纳米给药系统,其特征在于,所述MnO2-PDA的制备方法如下:
(1)将KMnO4粉末和浓HCl溶于超纯水中,超声处理,然后恒温磁力搅拌;搅拌后的溶液倒入反应釜进行反应;
(2)将反应结束后的反应液离心,除去上清,加入超纯水重悬沉淀,离心,除去上清,重复3次,加入无水乙醇重悬沉淀,离心,除去上清,重复3次;将获得的沉淀用超纯水重悬,烘干得小粒子二氧化锰;
(3)取一定量的MnO2,溶于超纯水中,超声处理至完全溶解;超声完的MnO2悬浮液中加入一定量的DA,放入转子置于恒温磁力搅拌器进行搅拌,待MnO2和DA完全混匀后,用浓氨水调节pH,避光搅拌得反应液;
(4)将反应液离心,除去上清,用超纯水重悬沉淀,离心除去上清,重复3次;将反应物用超纯水重悬,过夜;真空冷冻干燥得到MnO2-PDA粉末。
3.根据权利要求2所述的二氧化锰纳米给药系统,其特征在于,步骤(1)中,所述KMnO4粉末和浓盐酸的比例为0.45g:1;所述浓盐酸和超纯水的体积比为1:40;所述超声为在200W功率下超声5min;所述磁力搅拌时间为20-25min;所述反应为在70℃温度下反应1h。
4.根据权利要求2或3所述的二氧化锰纳米给药系统,其特征在于,步骤(2)中,所述离心为在10000 r/min转速下,离心10 min;所述烘干为恒温65℃,定时12 h;所述二氧化锰的平均粒径为100-600 nm。
5.根据权利要求2所述的二氧化锰纳米给药系统,其特征在于,步骤(3)中,所述超声为在200W功率下超声30 min;所述MnO2和DA的质量比为6-10:1;所述MnO2悬浮液的浓度为2mg/mL;所述DA加入到反应体系中的浓度为0.2 mg/mL;所述DA分子量大小为800-1000 D;所述pH值为8.5;所述避光搅拌的时间为24 h。
6.根据权利要求2或5所述的二氧化锰纳米给药系统,其特征在于,步骤(4)中,所述离心为在12000 r/min转速下,离心10 min;所述过夜为在-80℃下冰箱中进行。
7.一种如权利要求1-6任一项所述的二氧化锰纳米给药系统的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
a.将一定量的 MnO2-PDA超声分散于10 ml 超纯水中,向MnO2-PDA溶液中加入一定量的GOX,在室温下避光搅拌反应24 h,得MnO2-PDA+GOX;
b.在MnO2-PDA+GOX溶液中加入一定量的DOX,在室温下避光搅拌反应,得MnO2-PDA+GOX+DOX。
8.根据权利要求7所述的制备方法,其特征在于,步骤(a)中,所述MnO2-PDA溶液的浓度为MnO2-PDA溶液的浓度为1 mg/mL ;所述MnO2-PDA同GOX的质量比为10:0.016-0.03;所述反应的时间为24h。
9.根据权利要求7或8所述的制备方法,其特征在于,步骤(b)中,所述MnO2-PDA同DOX的质量比为为1:24-50;所述反应的时间为24h。
10.一种如权利要求1-6任一项所述的二氧化锰纳米给药系统的应用,其特征在于:该给药系统可用于生物医药领域,负载抗癌药物。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202110127069.0A CN112870378B (zh) | 2021-01-29 | 2021-01-29 | 一种二氧化锰纳米给药系统及其制备方法、应用 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202110127069.0A CN112870378B (zh) | 2021-01-29 | 2021-01-29 | 一种二氧化锰纳米给药系统及其制备方法、应用 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN112870378A true CN112870378A (zh) | 2021-06-01 |
CN112870378B CN112870378B (zh) | 2022-09-30 |
Family
ID=76053696
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202110127069.0A Active CN112870378B (zh) | 2021-01-29 | 2021-01-29 | 一种二氧化锰纳米给药系统及其制备方法、应用 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN112870378B (zh) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113921797A (zh) * | 2021-10-12 | 2022-01-11 | 天津工业大学 | 一种氧化石墨烯负载多巴胺包覆二氧化锰纳米复合结构电极材料的制备方法 |
CN115770295A (zh) * | 2022-12-09 | 2023-03-10 | 哈尔滨医科大学 | 开放式中空二氧化锰基纳米酶复合材料的制备方法及应用 |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103311529A (zh) * | 2013-06-17 | 2013-09-18 | 华东理工大学 | 一种豆荚状碳包覆氧化锰核壳结构复合材料及其制备方法和应用 |
US20140336040A1 (en) * | 2012-01-05 | 2014-11-13 | Nanyang Technological University | Methods of preparing monodispersed polydopamine nano- or microspheres, and methods of preparing nano- or microstructures based on the polydopamine nano- or microspheres |
CN109316465A (zh) * | 2018-11-02 | 2019-02-12 | 孙世国 | 一种无机纳米可生物降解多靶点靶向智能给药系统、其制备方法及应用 |
CN109796047A (zh) * | 2019-03-06 | 2019-05-24 | 东华大学 | 一种中空二氧化锰纳米颗粒及其制备方法 |
CN110743012A (zh) * | 2019-10-31 | 2020-02-04 | 新乡医学院 | 一种葡萄糖氧化酶修饰的介孔二氧化锰药物组合物的制备方法及应用 |
CN110755407A (zh) * | 2019-12-03 | 2020-02-07 | 长沙理工大学 | 一种二氧化锰/葡萄糖氧化酶@透明质酸复合抗癌材料及其制备和应用 |
CN111116906A (zh) * | 2020-01-13 | 2020-05-08 | 曲阜师范大学 | 一种荧光共价有机框架材料及其制备方法应用 |
-
2021
- 2021-01-29 CN CN202110127069.0A patent/CN112870378B/zh active Active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20140336040A1 (en) * | 2012-01-05 | 2014-11-13 | Nanyang Technological University | Methods of preparing monodispersed polydopamine nano- or microspheres, and methods of preparing nano- or microstructures based on the polydopamine nano- or microspheres |
CN103311529A (zh) * | 2013-06-17 | 2013-09-18 | 华东理工大学 | 一种豆荚状碳包覆氧化锰核壳结构复合材料及其制备方法和应用 |
CN109316465A (zh) * | 2018-11-02 | 2019-02-12 | 孙世国 | 一种无机纳米可生物降解多靶点靶向智能给药系统、其制备方法及应用 |
CN109796047A (zh) * | 2019-03-06 | 2019-05-24 | 东华大学 | 一种中空二氧化锰纳米颗粒及其制备方法 |
CN110743012A (zh) * | 2019-10-31 | 2020-02-04 | 新乡医学院 | 一种葡萄糖氧化酶修饰的介孔二氧化锰药物组合物的制备方法及应用 |
CN110755407A (zh) * | 2019-12-03 | 2020-02-07 | 长沙理工大学 | 一种二氧化锰/葡萄糖氧化酶@透明质酸复合抗癌材料及其制备和应用 |
CN111116906A (zh) * | 2020-01-13 | 2020-05-08 | 曲阜师范大学 | 一种荧光共价有机框架材料及其制备方法应用 |
Non-Patent Citations (4)
Title |
---|
D.G.PETERS: "《化学分离与测定 分析化学的理论和实践 第1部分》", 31 December 1982 * |
LIAN-HUA FU ET AL.: ""Biodegradable Manganese-Doped Calcium Phosphate Nanotheranostics for Traceable Cascade Reaction-Enhanced Anti-Tumor Therapy"", 《ACS NANO》 * |
刘新杰 等: "单分散MnO纳米粒子的可控制备", 《陕西师范大学学报》 * |
崔志芹等: "葡萄糖氧化酶纳米药物介导癌症联合治疗的应用进展", 《南京工业大学学报(自然科学版)》 * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113921797A (zh) * | 2021-10-12 | 2022-01-11 | 天津工业大学 | 一种氧化石墨烯负载多巴胺包覆二氧化锰纳米复合结构电极材料的制备方法 |
CN115770295A (zh) * | 2022-12-09 | 2023-03-10 | 哈尔滨医科大学 | 开放式中空二氧化锰基纳米酶复合材料的制备方法及应用 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN112870378B (zh) | 2022-09-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Pooresmaeil et al. | A new pH-sensitive CS/Zn-MOF@ GO ternary hybrid compound as a biofriendly and implantable platform for prolonged 5-Fluorouracil delivery to human breast cancer cells | |
CN113101370B (zh) | 一种二氧化锰靶向纳米药物载体及其制备方法、应用 | |
CN112870378B (zh) | 一种二氧化锰纳米给药系统及其制备方法、应用 | |
He et al. | Recent antioxidative nanomaterials toward wound dressing and disease treatment via ROS scavenging | |
Samadian et al. | A de novo theranostic nanomedicine composed of PEGylated graphene oxide and gold nanoparticles for cancer therapy | |
CN112022841B (zh) | 一种铁/紫草素纳米复合物、其超分子自组装的制备方法及该纳米复合物的应用 | |
Ngwuluka | Responsive polysaccharides and polysaccharides-based nanoparticles for drug delivery | |
CN113398277A (zh) | 脂肪酸/脂肪醇-抗肿瘤物质前药及其自组装纳米粒的制备方法 | |
CN110123741B (zh) | 一种铁交联透明质酸纳米凝胶、其制备方法以及用途 | |
CN113244409B (zh) | 一种具有清除活性氧及抗炎作用协同增强效果的纳米粒子 | |
CN108096214B (zh) | 一种趋磁细菌量子点微胶囊及其制备方法 | |
CN111870579B (zh) | 一种肿瘤靶向纳米胶束、制备方法及作为药物载体的应用 | |
Banerjee et al. | Cyclodextrin conjugated magnetic colloidal nanoparticles as a nanocarrier for targeted anticancer drug delivery | |
CN114533671A (zh) | 基于生物可降解超支化聚碳酸酯“壳-核”式聚合物胶束的制备方法及应用 | |
CN112089838B (zh) | 肿瘤微环境响应的黑磷纳米凝胶药物及其制备方法和应用 | |
CN116327979B (zh) | 一种过渡金属基介孔纳米催化药物、制备方法及用途 | |
Xu et al. | Green-step fabrication of gliadin/sodium caseinate nanogels for methotrexate release, cytotoxicity and cell phagocytosis | |
CN115581707B (zh) | 一种壳寡糖-姜黄素纳米复合体的制备方法 | |
CN116439364A (zh) | 一种负载姜黄素的玉米醇溶蛋白-豆腐柴果胶复合纳米颗粒的制备方法 | |
Salama et al. | Polysaccharide-based hybrid materials for molecular release applications | |
CN111317818B (zh) | 一种光热/氧化还原双响应的壳聚糖载药复合微球及其制备方法 | |
CN111358955B (zh) | 一种用于治疗脂质代谢疾病的炎症靶向的宾达利纳米粒、制备方法及其应用 | |
CN109395086B (zh) | 一种氧化石墨烯基复合纳米药物载体及其制备方法 | |
Zhang et al. | Biosynthesis of metal nanoparticles: Bioreduction and biomineralization | |
CN111888340B (zh) | 一种pH响应缓释的含硒蛋白复合纳米粒子及制备与应用 |
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 | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |