CN114053405A - 一种中药分子掺杂的聚吡咯纳米颗粒的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种中药分子掺杂的聚吡咯纳米颗粒的制备方法，步骤如下：S1、依次溶解聚乙烯吡咯烷酮、多巴胺和人参皂苷Rh1；S2、向步骤S1的溶液中加入吡咯单体，搅拌使其充分溶解；S3、向步骤S2的溶液中加入六水合氯化铁溶液，充分搅拌混合之后，密封，搅拌反应一段时间；S4、反应完全之后，高速离心，并用乙醇/丙酮混合液进行清洗清洗，最终得到纳米颗粒。本发明以导电聚吡咯为主体，中药分子和聚多巴胺共同作为掺杂剂，构建一种兼具光热快速与长效抗肿瘤的纳米颗粒。

Description

一种中药分子掺杂的聚吡咯纳米颗粒的制备方法
技术领域
本发明涉及生物医用材料技术领域，具体涉及一种中药分子掺杂的聚吡咯纳米颗粒的制备方法。
背景技术
近年在肿瘤研究方面，聚吡咯的光热疗法正逐渐兴起，相对于传统的化疗与手术切除，光热疗法的高效性与低毒性成为了它竞争的巨大优势。光热治疗是利用在近红外具有较强光吸收的材料将光能转化为热能杀伤癌细胞，与传统的化疗、放疗相比具有副作用小、特异性好的优点。近年来各种不同的纳米材料被用于肿瘤光热治疗，并在动物肿瘤模型实验中取得了优良的治疗效果。聚吡咯(PPy)是一种有机导电聚合物，利用其优异的导电性、生物相容性以及较强的机械性能，可用作药物载体，并用电控制药物释放。此外，聚吡咯还具有较强的近红外吸收和理想的光热转换能力，聚吡咯纳米粒子(PPyNPs)的光热转化效率可达44.7％。结合这些优异性能，可实现聚吡咯材料在药物输送、生物传感及光热治疗等多个领域的应用。
但是，聚吡咯纯净物的光热效果需要辅助剂来提升，而辅助剂的类型多种多样，不易控制和制备。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中的上述缺陷，提供一种中药分子掺杂的聚吡咯纳米颗粒的制备方法。该制备方法以导电聚吡咯为主体，中药分子和聚多巴胺共同作为掺杂剂，得到一种具有光热效应和缓慢释放中药分子的纳米颗粒。
本发明的目的可以通过采取如下技术方案达到：
一种中药分子掺杂的聚吡咯纳米颗粒的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
S1、依次溶解聚乙烯吡咯烷酮、多巴胺和人参皂苷Rh1；使用聚乙烯吡咯烷酮形成粘度较大的液态体系，同时将需要掺杂的功能化的多巴胺与中药分子人参皂苷Rh1在液态均质体系中稳定溶解，其中人参皂苷Rh1具有抗肿瘤、改善微循环等多种生理和药理作用；而多巴胺以及与S2步骤中同步聚合的部分聚多巴胺，作为掺杂，具有黏附性，亲水性，良好的生物相容性以及在水系统中的稳定性。
S2、向步骤S1制备的溶液中加入吡咯单体，搅拌使其充分溶解；吡咯单体难以溶于水，在S1中粘度较大的液态体系中，以及多巴胺稳定液态体系的作用，可以在一定时间内，使得吡咯单体分子稳定形成体系，为纳米颗粒的形成，起到重要作用。
S3、向步骤S2制备的溶液中加入六水合氯化铁溶液，充分搅拌混合之后，密封，一直搅拌反应一段时间；六水合氯化铁溶液作为聚吡咯纳米颗粒聚合反应的催化剂，促使反应的进行。
S4、反应完全之后，高速离心，并用乙醇/丙酮混合液进行清洗清洗，以超纯水分散产物，最终得到纳米颗粒。清洗未反应的吡咯单体，同时通过掺杂中药分子人参皂苷Rh1以及多巴胺，赋予聚吡咯纳米颗粒具有其掺杂的优势，同时存在的部分聚多巴胺的黏附性和稳定性，赋予了纳米颗粒的缓释效果。
在制备过程中，通过反复试验研究，得出较优的一种实施方式，步骤S1中，所述聚乙烯吡咯烷酮的浓度为0.01g/mL～0.1g/mL。
在制备过程中，通过反复试验研究，得出较优的一种实施方式，步骤S1中，所述多巴胺浓度为0.001g/mL～0.05g/mL。
在制备过程中，通过反复试验研究，得出较优的一种实施方式，步骤S1中，所述人参皂苷Rh1的浓度为8mg/ml～100mg/ml。
在制备过程中，通过反复试验研究，得出较优的一种实施方式，步骤S2中，所述吡咯单体的浓度为5μL/mL～100μL/mL。
以上中间制备过程中的反应制剂溶度都是通过反复试验研究得出，根据上述实施条件，可以得出具有光热效应和缓慢释放中药分子效应的纳米颗粒。
本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：
1、本发明由于将三七皂苷Rh1分子掺杂在PPy颗粒孔隙中，并不形成新化学键，所以该纳米颗粒具有缓释作用，将携带的皂苷分子缓慢释放，以达到长效抑制剩余肿瘤活性作用，缓慢而长效产生效果；
2、本发明的制备工艺简单，成本较低，可以大量制备，是一种较理想的抗肿瘤纳米颗粒；
3、本发明以导电聚吡咯为主体，中药分子和聚多巴胺共同作为掺杂剂，制备了一种具有光热效应和缓慢释放中药分子的纳米颗粒。
附图说明
图1是本发明实施例一中制备的纳米颗粒的扫描电子显微镜图；
图2是本发明实施例二中制备的纳米颗粒的扫描电子显微镜图；
图3是本发明实施例三中制备的纳米颗粒的扫描电子显微镜图；
图4是本发明实施例四中制备的纳米颗粒的扫描电子显微镜图；
图5是本发明实施例一、对比例1和对比例2制备的纳米颗粒的动态光散色测试结果图；
图6是本发明实施例一、对比例1和对比例2制备的纳米颗粒的光热测试结果图；
图7是本发明实施例一、对比例1和对比例2制备的纳米颗粒的细胞实验结果图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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。
实施例一
本实施例提供一种中药分子掺杂的聚吡咯纳米颗粒的制备方法，包括以下步骤：
S1、将1g聚乙烯吡咯烷酮(PVP)与25ml超纯水加入50ml圆底烧瓶中，室温条件下搅拌0.5h，标记为1号；
搅拌完成后加入0.0907g多巴胺；
加入0.25ml已配置好的人参皂苷Rh1水溶液(40mg/ml)；
S2、向步骤S1制备的溶液中入130μL加吡咯单体，继续搅拌，使其充分溶解；
S3、向步骤S2制备的溶液中加入1ml六水合氯化铁溶液(0.75g/ml)，搅拌3h，在瓶口处封三圈密封纸，防止空气干扰，充分反应；
S4、12000r/min速度离心30min，充分沉淀，反应完全之后，用大量乙醇/丙酮混合液进行清洗，然后以超纯水分散产物，得到纳米颗粒。
实施例二
本实施例提供一种中药分子掺杂的聚吡咯纳米颗粒的制备方法，包括以下步骤：
S1、将0.2g聚乙烯吡咯烷酮(PVP)与25ml超纯水加入50ml圆底烧瓶中，室温条件下搅拌0.5h，标记为1号；
搅拌完成后加入0.3g多巴胺；
加入0.25ml已配置好的人参皂苷Rh1水溶液(8mg/ml)；
S2、向步骤S1制备的溶液中入70μL加吡咯单体，继续搅拌，使其充分溶解；
S3、10min后，向步骤S2制备的溶液中加入1ml六水合氯化铁溶液(0.2g/ml)，搅拌3h，在瓶口处封三圈密封纸，防止空气干扰，充分反应；
S4、12000r/min速度离心30min，充分沉淀，反应完全之后，用大量乙醇/丙酮混合液进行清洗，然后以超纯水分散产物，得到纳米颗粒。
实施例三
本实施例提供一种中药分子掺杂的聚吡咯纳米颗粒的制备方法，包括以下步骤：
S1、将2g聚乙烯吡咯烷酮(PVP)与25ml超纯水加入50ml圆底烧瓶中，室温条件下搅拌0.5h，标记为1号；
搅拌完成后加入0.0241g多巴胺；
加入0.25ml已配置好的人参皂苷Rh1水溶液(80mg/ml)；
S2、向步骤S1制备的溶液中入570μL加吡咯单体，继续搅拌，使其充分溶解；
S3、10min后，向步骤S2制备的溶液中加入1ml六水合氯化铁溶液(2.50g/ml)，搅拌3h，在瓶口处封三圈密封纸，防止空气干扰，充分反应；
S4、12000r/min速度离心30min，充分沉淀，反应完全之后，用大量乙醇/丙酮混合液进行清洗，然后以超纯水分散产物，得到纳米颗粒。
实施例四
本实施例提供一种中药分子掺杂的聚吡咯纳米颗粒的制备方法，包括以下步骤：
S1、将0.05g聚乙烯吡咯烷酮(PVP)与25ml超纯水加入50ml圆底烧瓶中，室温条件下搅拌0.5h，标记为1号；
搅拌完成后加入0.0254g多巴胺；
加入0.25ml已配置好的人参皂苷Rh1水溶液(80mg/ml)；
S2、向步骤S1制备的溶液中入50μL加吡咯单体，继续搅拌，使其充分溶解；
S3、10min后，向步骤S2制备的溶液中加入1ml六水合氯化铁溶液(0.36g/ml)，搅拌3h，在瓶口处封三圈密封纸，防止空气干扰，充分反应；
S4、12000r/min速度离心30min，充分沉淀，反应完全之后，用大量乙醇/丙酮混合液进行清洗，然后以超纯水分散产物，得到纳米颗粒。
对比例1
本对比例提供一种纯聚吡咯纳米颗粒的制备方法，包括以下步骤：
T1、将1g聚乙烯吡咯烷酮(PVP)与25ml超纯水加入50ml圆底烧瓶中，室温条件下搅拌0.5h，标记为1号；
搅拌完成后加入130g多巴胺；
T2、10min后，向步骤T1制备的溶液中加入1ml六水合氯化铁溶液(0.75g/ml)，搅拌3h，在瓶口处封三圈密封纸，防止空气干扰，充分反应；
T3、12000r/min速度离心30min，充分沉淀，反应完全之后，用大量乙醇/丙酮混合液进行清洗，然后以超纯水分散产物，得到纯聚吡咯纳米颗粒。
对比例2
本对比例提供一种聚吡咯/聚多巴胺纳米颗粒的制备方法，包括以下步骤：
R1、将1g聚乙烯吡咯烷酮(PVP)与25ml超纯水加入50ml圆底烧瓶中，室温条件下搅拌0.5h，标记为1号；
搅拌完成后加入0.0907g多巴胺；
向烧瓶中分别加入130μL吡咯，继续搅拌；
R2、10min后，向步骤R1制备的溶液中加入1ml六水合氯化铁溶液(0.75g/ml)，搅拌3h，在瓶口处封三圈密封纸，防止空气干扰，充分反应；
R3、12000r/min速度离心30min，充分沉淀，反应完全之后，用大量乙醇/丙酮混合液进行清洗，然后以超纯水分散产物，得到聚吡咯/聚多巴胺纳米颗粒。
下面结合附图进行性能分析：
图1是实施例一中制备的纳米颗粒的扫描电子显微镜图，从图中可以看出，纳米颗粒尺寸均匀，直径在100nm左右，不存在团聚。
图2是实施例二中制备的纳米颗粒的扫描电子显微镜图，从图中可以看出，纳米颗粒于实施例一相近，分布均匀，不存在团聚。
图3是实施例三中制备的纳米颗粒的扫描电子显微镜图，从图中可以看出，纳米颗粒于实施例一相近，分布均匀，不存在团聚。
图4是实施例四中制备的纳米颗粒的扫描电子显微镜图，从图中可以看出，纳米颗粒于实施例一相近，分布均匀，不存在团聚。
图5是实施例一、对比例1和对比例2制备的纳米颗粒的动态光散色测试结果图。
图6是实施例一、对比例1和对比例2制备的纳米颗粒的光热测试结果图。用808nm激光分别照射三组颗粒10分钟，能导致三组颗粒都明显升温，温度升高速率较平均。聚吡咯/聚多巴胺/人参皂苷Rh1的溶液的温度能升高至50℃。不用表面修饰的聚吡咯能产生优良的光热效应，由于掺杂的修饰成分不同，会对光热效果产生影响，掺杂种类越复杂，粒子能达到的最高温越低，但仍能保持在50℃左右，能满足光热治疗的温度范围，所以，掺杂多巴胺/人参皂苷Rh1后的聚吡咯颗粒仍能用作光热治疗的优良材料。
图7是实施例一、对比例1和对比例2制备的纳米颗粒的细胞实验结果图。结果显示，非光照条件下，实施例一中制备的纳米颗粒相对对照组有一定的抗肿瘤特性。通过808nm激光照照之后，纳米颗粒都能快速杀灭70％肿瘤细胞。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种中药分子掺杂的聚吡咯纳米颗粒的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
S1、依次溶解聚乙烯吡咯烷酮、多巴胺和人参皂苷Rh1；
S2、向步骤S1制备的溶液中加入吡咯单体，搅拌使其充分溶解；
S3、向步骤S2制备的溶液中加入六水合氯化铁溶液，充分搅拌混合之后，密封，一直搅拌反应一段时间；
S4、反应完全之后，高速离心，并用乙醇/丙酮混合液进行清洗清洗，以超纯水分散产物，最终得到纳米颗粒。
2.根据权利要求1所述的一种中药分子掺杂的聚吡咯纳米颗粒的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述聚乙烯吡咯烷酮的浓度为0.01g/mL～0.1g/mL。
3.根据权利要求1所述的一种中药分子掺杂的聚吡咯纳米颗粒的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述多巴胺浓度为0.001g/mL～0.05g/mL。
4.根据权利要求1所述的一种中药分子掺杂的聚吡咯纳米颗粒的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述人参皂苷Rh1的浓度为8mg/ml～100mg/ml。
5.根据权利要求1所述的一种中药分子掺杂的聚吡咯纳米颗粒的制备方法，其特征在于，步骤S2中，所述吡咯单体的浓度为5μL/mL～100μL/mL。
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