CN113546059A - 一种多功能磁性靶向纳米药物载体的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于纳米生物技术领域,涉及一种多功能磁性靶向纳米药物载体的制备方法。通过复合金属粒子与表面功能化修饰,载体具备强磁场响应机制、生物分子显像技术和光热疗法。空腔结构的形成与大比表面积石墨烯的复合,使得载体药物结合活性位点增多,提高靶向给药效率。外层的生物酶保护层,改善载体生物相容性,减少药物全身性释放难题。
Description
技术领域
本发明属于纳米生物技术领域,涉及一种多功能磁性靶向纳米药物载体的制备方法。
背景技术
传统治疗癌症的手段主要包括手术治疗、化学治疗、放射治疗和药物靶向治疗等,这些治疗手段在一定程度上能够缓解病情,但是存在治疗风险高、毒副作用大等缺点。化疗仍占据较大份额。不论是以上哪种治疗方式,都存在着一定的缺陷与不足。如手术治疗过程中肿瘤组织不易标识,且原癌细胞易转移,会导致术后易复发。而化疗和放疗对正常组织和细胞有明显的杀伤效果,毒副作用大,并且肿瘤细胞对化疗和放疗易耐受。而磁性药物靶向治疗技术在癌症诊断及治疗方面已取得良好效果,其优点在于高效、精确、低毒,可以多功能联合诊疗。
发明内容
本发明克服上述现有技术存在的不足,提供了一种多功能磁性靶向纳米药物载体的制备方法。利用纳米铁基磁性材料表面掺杂金属银形成复合粒子,并用生物酶进行包覆,从而制备一种多功能磁性靶向纳米药物载体材料。
为实现上述目的,本发明采用以下技术方案:
一种多功能磁性靶向纳米药物载体制备方法,包括以下步骤:
(1)制备磁性Fe3O4@C纳米粒子:取一定量铁盐和生物质(约1:1)溶解于去离子水中,滴加氨水调节体系PH值至大于10。将所得产物转移入高压反应釜中,200℃水热反应10h。冷却后真空抽滤,过滤得到红色产物,将产物用去离子水洗涤后,放入60℃恒温干燥箱干燥12h。将干燥所得样品取出后放在干净的坩埚中450℃煅烧2h;
(2) 制备双金属纳米粒子:将可溶性银盐在20ml有机溶剂中溶解,混合均匀后升温至70℃,添加分散好的四氧化三铁溶液,温度继续上升至90℃反应2h。冷却至室温磁分离产物并用乙醇反复清洗;
(3) Fe3O4-Ag@C纳米粒子表面改性:100 mg双金属粒子溶于50mL去离子水中超声波震荡20min,然后加入钼酸盐(0.1-0.2mol)、5ml酸性溶液和PVP(2-3g),加热至240℃持续12小时。随后,使用超纯水和无水乙醇多次冲洗混合物,并用磁铁分离。最后,将所得产物放置在60℃的真空干燥烘箱中;
(4)磁性纳米粒子硅层包覆:将得到的产物超声20min分散均匀,油浴加热至40℃机械搅拌,注入乙醇(10-20ml),5ml氨水和表面活性剂(20-40mg)混合溶液中,室温下搅拌30min,加入125μl TEOS,搅拌6h,将产物磁分离,随后用乙醇和水交替清洗,最后反应釜中100℃反应2h,用去离子水清洗;
(5)空腔形成与生物酶保护膜包覆:添加生物纤维素酶(100-400mg)等生物质蛋白酶,与所得复合物混合,形成具有生物酶的保护壳;最后利用NaOH溶液将里层的二氧化硅层刻蚀掉,形成空腔结构,刻蚀完成后与GO溶液混合,200℃温度下水热合成,随后使用超纯水和无水乙醇多次冲洗混合物,并用磁铁分离。最后,将所得产物放置在60℃的真空干燥烘箱中。
进一步地,所述的步骤(1)中,铁盐为六水氯化铁、硝酸铁、硫酸铁中的一种,生物质为壳聚糖、核聚糖、脂质、纤维素的任意一种。
进一步地,所述的步骤(2)中,银盐一般为硝酸银、氟化银,有机溶剂为异丙醇、乙二醇、正丁醇中的任意一种。
进一步地,所述的步骤(3)中,钼酸盐为(NH4)6Mo7O24·4H2O、Na2MoO4、 K2MoO4等其中的任意一种。
进一步地,所述的步骤(5)中,生物质蛋白酶为生物纤维素酶、淀粉酶和糖化酶等其中的任意一种。
进一步地,上述制备的Fe3O4-Ag@C@MnO2/rGO磁性纳米药物载体,其磁饱和强度为105 emug-1,饱和负载率为87%,在PH=4.1的酸性缓冲液下,药物释放率为70.3%,生物相容性为78.2%。
本发明中,Fe3O4-Ag@C@MnO2/rGO其作为药物载体的巨大潜力,用于施用靶向药物递送,可以通过外部磁场引导到特定的靶位点。将氧化铁颗粒纳米化,使得粒子饱和磁化强度增大,利用外部磁场牵引达到病灶部位。复合银与氧化钼,实现纳米药物载体粒子的功能化表面改性。最后表面包覆生物酶,其目的在于提高载体整体的生物相容性,不仅不会破坏正常组织细胞,还防止载体被人体免疫系统清除,另一方面的作用在于组织癌变部位体液明显呈酸性,会使蛋白酶溶解从而释放出载体粒子进行给药治疗。刻蚀硅层后形成的空腔与复合石墨烯,增加大量药物负载活性位点,提高载体药物负载率。
本发明的有益效果:
本发明制备的Fe3O4-Ag@C@MoO2/rGO采用纳米氧化铁与银的双金属结构。金属银抗菌性能优良,比表面积大,具有X射线衰减能力。复合金属银的目的在于使载体具备X射线成像条件和药物分子定位。Fe3O4具有超顺磁性,使得载体能够积极响应外部磁场的变化,靶向到达病灶部位,提高给药效率。MoO2具有优异的光热表现,结合双金属粒子使载体具有显像、磁性靶向、光热疗法等多功能特点。刻蚀硅层所形成的空腔和添加石墨烯增大抗癌药物的负载量。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明。
实施例1
(1)取250mg硫酸铁和200mg纤维素溶解于去离子水中,滴加氨水调节体系PH值为10。将所得产物转移入高压反应釜中,220℃水热反应8h。冷却后真空抽滤,过滤得到红色产物,将产物用去离子水洗涤后,放入80℃恒温干燥箱干燥10h。将干燥所得样品取出后放在干净的坩埚中500℃煅烧2h。(2)将30mg硝酸银在20ml正丁醇中溶解,混合均匀后升温至60℃,添加分散好的四氧化三铁溶液,温度继续上升至90℃反应2h。冷却至室温磁分离产物并用乙醇反复清洗。(3)Fe3O4-Ag@C@MoO2制备过程为:120mg双金属粒子溶于50mL去离子水中超声波震荡20min,然后加入0.15molNa2MoO4、5mlHCl和2.4gPVP,加热至240℃持续12小时。随后,使用去离子水和无水乙醇多次冲洗混合物,并用磁铁分离。最后,将所得产物放置在60℃的真空干燥烘箱中。(4)将得到的产物超声20min分散均匀,油浴加热至60℃机械搅拌,注入10ml乙醇,5ml氨水和25mgCTAB混合溶液中,室温下搅拌30min,加入120μlTEOS,搅拌6h后磁析分离,随后用乙醇和水交替清洗,最后反应釜中150℃反应2h,用去离子水清洗。(5)添加200mg淀粉酶等生物质蛋白酶,与所得复合物混合,形成具有生物酶的保护壳;最后利用NaOH溶液将里层的二氧化硅层刻蚀掉,形成空腔结构,刻蚀完成后与300mgGO溶液混合,200℃温度下水热合成,随后使用超纯水和无水乙醇多次冲洗混合物,并用磁铁分离。最后,将所得产物放置在80℃的真空干燥烘箱中。
实施例2
(1)取330mg六水合氯化铁和300mg葡萄糖溶解于去离子水中,滴加氨水调节体系PH值至大于10。将所得产物转移入高压反应釜中,200℃水热反应10h。冷却后真空抽滤,过滤得到红色产物,将产物用去离子水洗涤后,放入60℃恒温干燥箱干燥12h。将干燥所得样品取出后放在干净的坩埚中450℃煅烧2h。(2)将20mg硝酸银在15ml异丙醇中溶解,混合均匀后升温至70℃,添加分散好的四氧化三铁溶液,温度继续上升至90℃反应2h。冷却至室温磁分离产物并用乙醇反复清洗。(3)Fe3O4-Ag@C@MoO2制备过程为:100 mg双金属粒子溶于50mL去离子水中超声波震荡20min,然后加入0.1mol(NH4)6Mo7O24·4H2O、5mlHCl和2.4gPVP,加热至240℃持续12小时。随后,使用去离子水和无水乙醇多次冲洗混合物,并用磁铁分离。最后,将所得产物放置在60℃的真空干燥烘箱中。(4)将得到的产物超声20min分散均匀,油浴加热至40℃机械搅拌,注入10ml乙醇,5ml氨水和30mgCTAB混合溶液中,室温下搅拌30min,加入125μlTEOS,搅拌6h后磁析分离,随后用乙醇和水交替清洗,最后反应釜中100℃反应2h,用去离子水清洗。(5)添加200mg生物纤维素酶等生物质蛋白酶,与所得复合物混合,形成具有生物酶的保护壳;最后利用NaOH溶液将里层的二氧化硅层刻蚀掉,形成空腔结构,刻蚀完成后与500mgGO溶液混合,200℃温度下水热合成,随后使用超纯水和无水乙醇多次冲洗混合物,并用磁铁分离。最后,将所得产物放置在60℃的真空干燥烘箱中。
Claims (8)
1.一种多功能磁性靶向纳米药物载体制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)制备磁性Fe3O4@C纳米粒子:取铁盐和生物质溶解于去离子水中,滴加氨水调节体系PH值至大于10;将所得产物转移入高压反应釜中,200℃水热反应10h;冷却后真空抽滤,过滤得到红色产物,将产物用去离子水洗涤后,放入60℃恒温干燥箱干燥12h;将干燥所得样品取出后放在干净的坩埚中450℃煅烧2h;
(2)制备双金属纳米粒子:将可溶性银盐在有机溶剂中溶解,混合均匀后升温至70℃,添加分散好的四氧化三铁溶液,温度继续上升至90℃反应2h;冷却至室温磁分离产物并用乙醇反复清洗;
(3)Fe3O4-Ag@C纳米粒子表面改性:100mg双金属粒子溶于50mL去离子水中超声波震荡20min,然后加入钼酸盐、酸性溶液和PVP,加热至240℃持续12小时;随后,使用超纯水和无水乙醇多次冲洗混合物,并用磁铁分离;最后,将所得产物放置在60℃的真空干燥烘箱中;
(4)磁性纳米粒子硅层包覆:将得到的产物超声20min分散均匀,油浴加热至40℃机械搅拌,注入乙醇,氨水和表面活性剂混合溶液中,室温下搅拌30min,加入125μl TEOS,搅拌6h,将产物磁分离,随后用乙醇和水交替清洗,最后反应釜中100℃反应2h,用去离子水清洗;
(5)空腔形成与生物酶保护膜包覆:添加生物纤维素酶等生物质蛋白酶,与所得复合物混合,形成具有生物酶的保护壳;最后利用NaOH溶液将里层的二氧化硅层刻蚀掉,形成空腔结构,刻蚀完成后与GO溶液混合,200℃温度下水热合成,随后使用超纯水和无水乙醇多次冲洗混合物,并用磁铁分离;最后,将所得产物放置在60℃的真空干燥烘箱中;所述的生物质蛋白酶为生物纤维素酶、淀粉酶和糖化酶等其中的任意一种。
2.根据权利要求1所述的一种多功能磁性靶向纳米药物载体制备方法,其特征在于,所述的步骤(1)中,铁盐为六水氯化铁、硝酸铁、硫酸铁中的一种,生物质为壳聚糖、核聚糖、脂质、纤维素中任意一种。
3.根据权利要求1所述的一种多功能磁性靶向纳米药物载体制备方法,其特征在于,所述的步骤(2)中,银盐为硝酸银、氟化银,有机溶剂为异丙醇、乙二醇、正丁醇中任意一种。
4.根据权利要求1所述的一种多功能磁性靶向纳米药物载体制备方法,其特征在于,所述的步骤(3)中,钼酸盐为(NH4)6Mo7O24·4H2O、Na2MoO4、K2MoO4等其中任意一种。
5.根据权利要求1所述的一种多功能磁性靶向纳米药物载体制备方法,其特征在于,所述的步骤(3)中,Fe3O4-Ag@C纳米粒子表面改过程为:100mg双金属粒子溶于50mL去离子水中超声波震荡20min,然后加入钼酸盐、酸性溶液和PVP,加热至240℃持续12小时;随后,使用超纯水和无水乙醇多次冲洗混合物,并用磁铁分离;最后,将所得产物放置在60℃的真空干燥烘箱中。
6.根据权利要求1所述的一种多功能磁性靶向纳米药物载体制备方法,其特征在于,所述的步骤(3)中,表面活性剂为溴化十六烷基三甲铵、油胺中任意一种。
7.根据权利要求1所述的一种多功能磁性靶向纳米药物载体制备方法,其特征在于,所述的步骤(5)中,添加生物纤维素酶等生物蛋白酶,与所得复合物混合,形成具有生物酶的保护壳;生物蛋白酶是纤维素酶、淀粉酶、糖化酶中任意一种。
8.权利要求1~7任一所述方法制备的多功能磁性靶向纳米药物载体的应用,其特征在于,制备的Fe3O4-Ag@C@MnO2/rGO磁性纳米药物载体,其磁饱和强度为105emu g-1,饱和负载率为87%,在PH=4.1的酸性缓冲液下,药物释放率为70.3%,生物相容性为78.2%。
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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WW01 | Invention patent application withdrawn after publication | ||
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Application publication date: 20211026 |