CN114177200A - 一种habt-c纳米材料及其制备和应用 - Google Patents

一种habt-c纳米材料及其制备和应用 Download PDF

Info

Publication number
CN114177200A
CN114177200A CN202111462047.6A CN202111462047A CN114177200A CN 114177200 A CN114177200 A CN 114177200A CN 202111462047 A CN202111462047 A CN 202111462047A CN 114177200 A CN114177200 A CN 114177200A
Authority
CN
China
Prior art keywords
habt
nanomaterial
concentration
nano material
tio
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
Application number
CN202111462047.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN114177200B (zh
Inventor
李辉煌
祖雄兵
胡姣
陶娜
邓留
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.)
Central South University
Original Assignee
Central South University
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 Central South University filed Critical Central South University
Priority to CN202111462047.6A priority Critical patent/CN114177200B/zh
Publication of CN114177200A publication Critical patent/CN114177200A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN114177200B publication Critical patent/CN114177200B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K33/00—Medicinal preparations containing inorganic active ingredients
    • A61K33/44—Elemental carbon, e.g. charcoal, carbon black
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K33/00—Medicinal preparations containing inorganic active ingredients
    • A61K33/24—Heavy metals; Compounds thereof
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K33/00—Medicinal preparations containing inorganic active ingredients
    • A61K33/24—Heavy metals; Compounds thereof
    • A61K33/242—Gold; Compounds thereof
    • 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
    • A61K47/61—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 the organic macromolecular compound being a polysaccharide or a derivative thereof
    • 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
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F9/00—Making metallic powder or suspensions thereof
    • B22F9/16—Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes
    • B22F9/18—Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes with reduction of metal compounds
    • B22F9/24—Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes with reduction of metal compounds starting from liquid metal compounds, e.g. solutions
    • 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
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
    • C01B32/15—Nano-sized carbon materials
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G23/00—Compounds of titanium
    • C01G23/04—Oxides; Hydroxides
    • C01G23/047—Titanium dioxide
    • C01G23/053—Producing by wet processes, e.g. hydrolysing titanium salts
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G23/00—Compounds of titanium
    • C01G23/04—Oxides; Hydroxides
    • C01G23/047—Titanium dioxide
    • C01G23/08—Drying; Calcining ; After treatment of titanium oxide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/30—Particle morphology extending in three dimensions
    • C01P2004/32—Spheres
    • C01P2004/34—Spheres hollow
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/80—Particles consisting of a mixture of two or more inorganic phases

Abstract

本发明属于生物医学领域。具体涉及一种HABT‑C纳米材料及其制备和应用。本发明发现，HABT‑C具有三重拟酶活性，可作为自级联纳米酶，产生足够的氧气以缓解缺氧状态，同时能产生丰富的ROS。同时，HABT‑C能够协同声动力及级联酶模拟活性，进而达到杀灭肿瘤且抑制其复发的目的。

Description

一种HABT-C纳米材料及其制备和应用
技术领域
本发明属于抗癌纳米材料开发技术领域，涉及一种HABT-C纳米材料及其制备方法，和基于模拟酶活性制备抗癌药物的用途。
背景技术
肿瘤组织具有高度异质性，其中肿瘤细胞位于复杂的肿瘤微环境(TME)中，由免疫细胞、血管和成纤维细胞等组成。TME具有缺氧的特点，是增加多药耐药性的关键，最终导致肿瘤扩散和恶性进展。缺氧的TME不仅可以通过激活血管生成和加速细胞迁移来促进肿瘤的恶性发展，还可以通过改变细胞骨架和细胞外基质来加剧肿瘤向癌症干细胞表型的扩张。已经建立一些通过持续缓解肿瘤微环境缺氧的模型从而提高抗肿瘤治疗的疗效。
SDT是一种无创治疗策略，可以在低功率超声下产生活性氧。对比传统的光治疗肿瘤的策略，SDT适用于深层或大肿瘤的治疗，而对正常组织有较小的创伤。因此，SDT可以成为一种可行的抗癌策略。然而，肿瘤微环境中缺氧状态阻碍了ROS的产生，导致SDT治疗效果较差。
考虑到纳米酶与TME之间潜在的相互作用，已经提出了一些使用酶作为治疗剂来缓解肿瘤缺氧的策略，以提高治疗效果。纳米酶在恶劣环境下具有更高的稳定性和耐久性，为抗肿瘤治疗提供了更好的机会。
发明内容
为了克服肿瘤缺氧，提高肿瘤治疗效率，解决现有抗肿瘤的纳米材料制备复杂，生物安全性差，耐药率高等问题。本发明提供了一种中空纳米材料用于制备抗肿瘤药物；旨在克服肿瘤缺氧，提高抗肿瘤效果和生物安全性以及降低耐药率。
本发明的首要目的是提供一种HABT-C纳米材料，所述的HABT-C纳米材料含有金纳米粒子、二氧化钛和碳量子点。
进一步地，所述的HABT-C纳米材料，具有葡萄糖氧化酶、过氧化氢酶和过氧化物酶中的至少一种的模拟酶活性。
进一步地，所述的HABT-C@HA纳米材料具有葡萄糖氧化酶模拟酶活性，其能够催化葡萄糖产生葡萄糖酸和H2O2；所述的HABT-C@HA纳米材料还具有过氧化氢酶模拟酶活性，其能够分解H2O2产生O2；所述的HABT-C@HA纳米材料还具有过氧化物酶模拟酶活性，其能够催化H2O2产生活性氧。
进一步地，所述的HABT-C纳米材料，通过超声能够提高所述的HABT-C纳米材料催化产活性氧产量；优选地，超声的频率为0.5～5MHz，超声功率为0.5～5W cm-2，超声处理的时间为2～10min。进一步优选地，超声频率为1MHz,超声功率为2.0W cm–2。超声时间为5min。
进一步地，所述的HABT-C纳米材料为中空HABT-C纳米材料；优选地，所述的HABT-C纳米材料的水合粒径为100～400nm。
本发明的第二个目的是提供所述的HABT-C纳米材料的应用，用于制备抗肿瘤药物。
本发明中，所述的HABT-C@HA纳米材料可以是任意可被肿瘤细胞摄入的纳米尺寸的材料。
本发明研究发现，纳米尺寸的HABT-C材料具有优异的抗肿瘤活性，能够有效灭杀肿瘤细胞，消融肿瘤。
本发明所述的HABT-C纳米材料通过超声及纳米酶级联反应缓解肿瘤缺氧，同时提高肿瘤细胞内活性氧。
本发明的第三个目的是提供所述的HABT-C纳米材料的制备方法，包括以下步骤：
将钛源和高分子聚合物溶解在酸化的无水乙醇的混合溶液中搅拌，得到白色TiO2；将上述混合溶液进行水热处理，分离得到中空W-TiO2(W表示白色)；将中空W-TiO2用还原剂处理得到黑色B-TiO2(B表示黑色)；将B-TiO2、碱和金源混合，进行沉积-沉淀，分离得到沉淀产物；将沉淀进行煅烧，得到HABT；将HABT与碳量子点混合，搅拌后，离心洗涤，得到HABT-C材料。
所述的制备方法，起始溶液中的钛源包括TiF4和钛酸四丁酯中的至少一种，优选浓度为0.01M～0.1M。
所述高分子聚合物包括：聚乙烯吡咯烷酮，优选分子量为8000-70000，进一步优选为20000～50000；优选浓度为1～20mg mL-1，进一步优选为5～10mg mL-1。
所述酸化剂为HCl溶液；优选HCl的浓度为0.01～1M，进一步优选为0.05～0.5M；酸化剂与乙醇的用量比例范围为0.1-20。
所述的水热温度为150～240℃；进一步优选为160～200℃；水热反应时间优选为1～6h；进一步优选为2～4h。
所述的还原剂，包括NaBH4，优选混合溶液中的浓度为1～6mg mL–1，进一步优选为1.5～3mg mL–1。
所述的煅烧温度为300～500℃；煅烧时间为10～60min。
所述的碱包括：碳酸化物，优选碳酸铵、碳酸钠、碳酸氢铵中的至少一种；；混合溶液中，优选碱的浓度为0.01～1M，进一步优选为0.05～0.5M。
所述的金源包括：HAuCl4或其结晶水合物；优选混合溶液中，HAuCl4或其结晶水合物的浓度为0.01～1M，进一步优选为0.05～0.5M。
所述的碳点的浓度为0.01～1mg mL–1。
本发明制备的HABT-C@HA纳米球能够在超声功率范围内有效地产生活性氧，此外，还具有优异的模拟酶活性。
所述的HABT-C纳米材料的制备方法，将HABT-C与靶向聚合物混合，搅拌后，离心洗涤，得到HABT-C靶向材料；
优选地，所述靶向修饰物为聚合物，包括透明质酸；混合溶液中，HA的浓度为0.01～10mg mL–1。
优选地，所述靶向受体为蛋白，例如CD44受体。
本发明研究发现，所述的HABT-C@HA纳米材料可以通过HA靶向肿瘤，达到富集在肿瘤处的作用。
本发明研究发现，采用所述的制备方法制得的材料，具有更优的生物适应性，具有更优的超声释放活性氧以及模拟酶活性，具有更优的肿瘤效果。
本发明的第四个目的是提供一种抗肿瘤药物，包含所述的HABT-C纳米材料或者上述的方法制备得到的HABT-C纳米材料。
本发明研究发现，所述的HABT-C@HA纳米材料可以靶向肿瘤并通过超声及纳米酶级联反应缓解肿瘤缺氧来提高肿瘤细胞内活性氧的机制达到抗肿瘤的作用。
本发明所述的肿瘤可以是良性和/或恶性肿瘤。
本发明中，可通过静脉注射的方法对小鼠进行施药。
例如，在使用过程中，可采用无菌水对HABT-C@HA纳米球进行分散；将得到的分散溶液再通过静脉注射施药。优选的施药剂量为1～3mgkg-1。每只施药对象(例如小鼠)优选施加中空HABT-C@HA纳米球的剂量为100ug。
优选地，所述的HABT-C@HA纳米材料不低于药学有效量；
优选地，还包含药学上可接受的辅料；
优选地，为药学上可接受的任意剂型；
优选地，为药学上可接受的注射制剂；进一步优选为药学上可接受的局部注射制剂。
本发明研究发现，HABT-C@HA纳米材料，可以基于超声方式诱导肿瘤细胞中的活性氧形成；此外，HABT-C@HA纳米材料具有良好的模拟酶活性，例如，其具有良好的模拟葡萄糖氧化酶活性，能够氧化葡糖糖产生葡萄糖酸和H2O2；还具有过氧化氢酶活性，其能够分解H2O2产生O2；以及过氧化物酶活性，催化H2O2产生活性氧。
本发明研究发现，所述的HABT-C@HA纳米材料可以基于超声以及模拟酶活性协同，在肿瘤组织处原位催化葡萄糖产生葡萄糖酸和过氧化氢，并催化过氧化氢产生活性氧，从而提高生物组织处的活性氧含量。与传统的药物分子相比，HABT-C@HA循环利用产生活性氧。其次，HABT-C@HA纳米材料具有良好的生物相容性使其对小鼠乳腺癌的治疗表现出良好的生物安全性。
有益效果：
(1)开发的HABT-C@HA纳米材料具有良好的抗肿瘤活性；
(2)开发的HABT-C@HA纳米材料通过超声联合多功能酶级联反应机制达到杀灭肿瘤细胞，改善抗肿瘤效果的作用；
例如，HABT-C@HA纳米材料能够在生物体通过超声催化产生活性氧；其次，还具有模拟酶活性，例如模拟葡萄糖氧化酶活性，能够氧化葡萄糖产生葡萄糖酸和H2O2；还具有过氧化氢酶活性，其能够分解H2O2产生O2；以及过氧化物酶活性，其可以催化H2O2产生活性氧；增强活性氧含量，氧化杀死肿瘤细胞。此外，HABT-C@HA纳米材料良好的生物相容性使其对小鼠乳腺癌治疗表现出很好的生物安全性。
(3)HABT-C@HA纳米材料的制备方法简单，反应条件较为温和，成本低，应用前景大，可进行大规模的制备。
附图说明
图1为实施例1制得的中空HABT纳米材料的透射电镜图(TEM图)，高分辨透射电镜图(HRTEM图)，粒径分布图以及X射线衍射图(XRD图)；
其中(a)为TEM图；(b)为HRTEM图；(c)为粒径分布图；(d)为XRD图。
图2为中空HABT纳米材料模拟酶种类测试结果；
(a)为检测模拟葡萄糖氧化酶活性图；(b)为检测模拟过氧化氢酶活性图；(c)为检测模拟过氧化物酶活性图。
图3为不同材料在超声作用下产生活性氧及其种类测试；
(a)1O2；(b)·OH。
图4为体外肿瘤治疗效果实验结果；
(a)为用HABT-C孵育的4T1细胞和HUVECs细胞的荧光图像，0,0.5,1.0,and 2.0h.标尺：50μm；(b)DCFH-DA染色的4T1细胞的荧光图像，标尺：50μm；(c)(d)为HUVECs和4T1细胞在无超声作用下不同浓度的HABT-C@HA下孵育后(12h、24h)的相对活力图；(e)为不同条件处理下，4T1细胞孵育24h的细胞活力图。
图5为体内肿瘤治疗效果实验结果；
(a)为ICP-OES测量不同时间小鼠中Ti含量；(b)为不同条件下不同时间小鼠体重图；(c)为不同条件下不同时间小鼠肿瘤体积图；(d)为不同条件下4T1乳腺癌小鼠肿瘤生长抑制率图；(e)为治疗16天后通过TUNEL染色定量分析肿瘤组织凋亡面积图；(f)为肿瘤血管组织免疫组化染色统计分析图。
具体实施方法
下面结合具体的实施例对本发明作进一步说明。这些实施例应理解为仅用于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围。在阅读了本发明记载的内容之后，基于本发明的原理对本发明所做出的各种改动或修改同样落入本发明权利要求书所限定。
实施例1
中空HABT-C@HA纳米球的制备：
将5mLTiF4(0.04M),8mLPVP(MW 36k，9.75mg mL-1),0.5mLHCl(0.1M)和55.2mL无水乙醇混合搅拌1h后，180℃水热反应3h，得到中空的W-TiO2，分散在乙醇中，加入NaBH4(2mgmL–1)，蒸干乙醇后，400℃煅烧30min，得到B-TiO2；加入碳酸铵(25mL，1M)和HAuCl4·4H2O(2.5mL，2.5mg mL–1)，搅拌1h，在H2/Ar混合气体中(体积比5:95)煅烧，得到HABT；将碳量子点分散液(10μL，10mg mL–1)加入到HABT分散液中(1mL，1mg mL–1)，搅拌12h，得到HABT-C；将HABT-C(9.9mL，1mg mL–1)和HA(100μL，100mg mL–1)混合，搅拌12h，得到HABT-C@HA。
由图1的(a)和(c)部分，HABT-C纳米球为均一的中空纳米球。
实施例2
中空HABT-C纳米球(实施例1制备)模拟葡萄糖氧化酶活性性能的测试(通过测试反应前后的pH值验证是否有葡萄糖酸生成。pH值下降说明有)：
本发明人将实验分成以下几组：
(1)葡萄糖+H2O；(2)葡萄糖+B-TiO2；(3)葡萄糖+葡萄糖氧化酶(GOD)；(4)葡萄糖+HABT-C。其中葡萄糖的最终浓度为2.0mg mL–1，B-TiO2、GOD和HABT-C最终浓度均为0.1mgmL–1，溶剂是PBS，pH～7.4。
实施例3
中空HABT-C纳米球(实施例1制备)模拟过氧化氢酶活性性能的测试：
本发明人将实验分成以下几组：
(1)H2O2；(2)HABT+H2O2；(3)HABT-C+H2O2；(4)HABT-C+Glucose。其中H2O2的浓度为150mM，HABT和HABT-C的浓度均为100ppm。测试不同时间O2溶解度(单位:mg L–1)。
实施例4
中空HABT-C纳米球(实施例1制备)模拟过氧化物酶活性性能的测试：
本发明人将100μL3,3',5,5'-四甲基联苯胺(TMB)的乙醇溶液和1mg mL-1HABT-C加入到0.89mL含有不同浓度H2O2的NaAc-Hac缓冲溶液中，10min后，用紫外吸收光度计测定652nm处的吸收值。其中，TMB的浓度为5mM，NaAc-HAc缓冲液的浓度为0.1M，pH＝4.5，H2O2的浓度分别为0、0.05、0.1、0.2、0.5和1.0mM，整个过程用N2保护。
由图2(c)可知随着H2O2浓度的升高，混合液在652nm处吸收值升高，说明HABT-C具有过氧化物酶活性，可以催化H2O2产生活性氧。
实施例5
HABT-C@HA纳米材料(实施例1制备)在超声作用下产生活性氧种类：
本发明人用2,2,6,6-四甲基-1-哌啶(TEMP)作为1O2的捕获剂和5,5-二甲基-1-吡咯啉N-氧化物(DMPO)作为·OH的捕获剂。将1.0mLHABT(50ppm)与5μLDMPO(1μLTEMP)混合后超声1min(1MHz,2.0W cm-2)。然后用电子顺磁共振(EPR)光谱仪测试不同样品EPR信号。
由图3可知在超声作用不同样品均具有EPR信号，表明在超声作用下，HABT-C@HA纳米材料可以产生1O2和·OH。对比W-TiO2，在超声条件下，B-TiO2产生更强的1O2和·OH信号，表明有缺陷的B-TiO2在超声条件下，比无缺陷的W-TiO2更容易产生ROS。HABT表现出最强的ROS信号，不仅因为B-TiO2中的Ov和Ti3+的供电子能力，也因为纳米Au的局域表面等离子体共振。在超声下，外部能量与HABT的离域电子场相互作用产生ROS。因此，沉积纳米Au后，HABT周围的强电子场可能确保产生ROS的机会更大。
实施例6
HABT-C@HA纳米材料(实施例1制备)体外肿瘤治疗效果实验：
本发明将罗丹明B(RhB，1mg mL-1,1mL)和HABT-C(1mg mL-1,1mL)混合搅拌过夜，8000rpm离心10min得到RhB修饰的HABT-C(RhB-HABT-C)，然后将4T1细胞(1×104)与RhB-HABT-C(0.1mg mL-1,100μL)孵育0、0.5、1.0和2.0h，观察细胞摄取效果。
由图4(a)可知随着时间的延长，细胞内罗丹明B(RhB)的荧光强度逐渐增强，表明HABT-C@HA被4T1细胞有效内吞。CD44蛋白(HA受体)在癌细胞中过度表达，在正常细胞中低表达。HUVECs细胞(人脐静脉内皮细胞)内吞HABTC@HA证明CD44受体对HA具有亲和力。与HUVECs对比，4T1细胞内的RhB荧光强度随着时间的延长逐渐增强，表明HABT-C@HA对癌细胞具有靶向作用。
实施例7
HABT-C@HA纳米材料(实施例1制备)验证细胞内产生ROS的实验：
本发明人将4T1细胞(2×104per well)置于24孔板中，用不同的材料在不同的条件下孵育4h。其中B-TiO2、HABT-C和HABT-C@HA的最终浓度为100ppm，超声频率为1MHz,功率0.5W cm-2，超声时间为2min，DCFH-DA最终浓度为20mM。
由图4(b)可知在超声作用下，HABT-C@HA在细胞内产生ROS，可以用2',7'-氯荧光素二乙酸酯(DCFH-DA)进行检测。该探针可以被ROS氧化产生发绿色荧光的2,7-二氯荧光素(DCF)。在超声条件下，所有组均产生绿色荧光。4T1细胞的荧光强度最强的组是HABT-C@HA+US，表明纳米酶级联反应和SDT产生ROS协同作用。
实施例8
HABT-C@HA纳米材料(实施例1制备)细胞毒性实验：
本发明人将不同浓度的HABT-C@HA纳米材料跟人脐静脉内皮细胞(HUEVCs)和4T1乳腺癌细胞(购于湘雅医学院，3x108个)孵育12和24h。其中HABT-C@HA纳米材料的浓度为5、10、20、30、50、75、100、150和200ppm。
由图4(c,d)可知将不同浓度的HABT-C@HA纳米材料和HUVECs细胞进行孵育24h后，细胞活性没有明显的变化，表明HABT-C@HA纳米材料对正常细胞没有明显的细胞毒性，具有很好的生物相容性。将不同浓度的HABT-C@HA纳米材料和4T1细胞进行孵育24h后，细胞活性随着HABT-C@HA纳米材料浓度的增加减弱，表明HABT-C@HA纳米材料对癌细胞具有杀伤作用。
实施例9
不同处理条件对4T1(实施例1制备)细胞毒性实验：
本发明人将不同的组用不同的方案治疗以评估治疗效果。空白组，超声(US)，B-TiO2，B-TiO2+US，HABT，HABT+US，HABT-C，HABT-C+US，HABT-C@HA和HABT-C@HA+US(药物浓度均为100ppm,体积100μL)分别与4T1乳腺癌细胞(1×104)孵育24h。然后，对不同处理后的4T1细胞进行活/死染色观察细胞状态。超声条件：0.5W/cm2 5min，超声频率1MHz。
由图4(e)可知US和单独的B-TiO2对4T1细胞无明显影响。HABT-C@HA+US具有最高的细胞毒性。HABT-C@HA和超声协同作用抗肿瘤效果最好。
实施例10
HABTC@HA纳米材料(实施例1制备)动物模型实验：
以4T1细胞为模型细胞，BALB/C雄性小鼠为模型小鼠，采用本发明所提供的HABTC@HA作为抗肿瘤材料。本实验设置6组实验组：1)control,2)only US,3)only B-TiO2,4)B-TiO2+US,5)only HABT-C@HA,6)HABT-C@HA+US，通过静脉注射将材料注入小鼠体内(尾静脉注射，药物浓度均为2.0mg kg-1,100μL)。其中超声功率为2.5W cm-2，超声频率1MHz，超声时间为5min。16天后(在此期间每隔两天给药并超声处理，每两天记录小鼠的体重和肿瘤的体积)，将小鼠处死解剖取出心、肝、脾、肺、肾等内脏以及肿瘤，进行相应的苏木精-伊红染色处理。
由图5(b)可知HABT-C@HA主要分布在肝脏和脾脏中，在注射材料4,8,12,24和48h后，肿瘤摄取HABT-C@HA率分别为～4.37％、6.64％、8.58％、11.07％和8.02％ID g-1，表明材料可以有效富集在肿瘤处；由图5(c)可知小鼠的体重无明显的改变，表明HABT-C@HA无明显的毒性；由图5(d)可知，单独的超声和材料组，小鼠的肿瘤没有得到明显的抑制，而HABT-C@HA+US组小鼠肿瘤在16天后，无明显复发，肿瘤抑制率达98％，表明HABT-C@HA+US组具有优异的抗肿瘤效果。

Claims (10)

1.一种HABT-C纳米材料，其特征在于，所述的HABT-C纳米材料含有金纳米粒子、二氧化钛和碳量子点。
2.根据权利要求1所述的HABT-C纳米材料，其特征在于，具有葡萄糖氧化酶、过氧化氢酶和过氧化物酶中的至少一种的模拟酶活性。
3.根据权利要求1所述的HABT-C纳米材料，其特征在于，所述的HABT-C@HA纳米材料具有葡萄糖氧化酶模拟酶活性，其能够催化葡萄糖产生葡萄糖酸和H2O2；所述的HABT-C@HA纳米材料还具有过氧化氢酶模拟酶活性，其能够分解H2O2产生O2；所述的HABT-C@HA纳米材料还具有过氧化物酶模拟酶活性，其能够催化H2O2产生活性氧。
4.根据权利要求1所述的HABT-C纳米材料，其特征在于，通过超声能够提高所述的HABT-C纳米材料催化产活性氧产量；优选地，超声的频率为0.5～5MHz，超声功率为0.5～5Wcm-2，超声处理的时间为2～10min。
5.根据权利要求1所述的HABT-C纳米材料，其特征在于，所述的HABT-C纳米材料为中空HABT-C纳米材料；优选地，所述的HABT-C纳米材料的水合粒径为100～400nm。
6.权利要求1-5任一项所述的HABT-C纳米材料的应用，其特征在于，用于制备抗肿瘤药物。
7.权利要求1-5任一项所述的HABT-C纳米材料的制备方法，其特征在于，
包括以下步骤：
将钛源和高分子聚合物溶解在酸化的无水乙醇的混合溶液中搅拌，得到白色TiO2；将上述混合溶液进行水热处理，分离得到中空W-TiO2；将中空W-TiO2用还原剂处理得到黑色B-TiO2；将B-TiO2、碱和金源混合，进行沉积-沉淀，分离得到沉淀产物；将沉淀进行煅烧，得到HABT；将HABT与碳量子点混合，搅拌后，离心洗涤，得到HABT-C材料。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，起始溶液中的钛源包括TiF4和钛酸四丁酯中的至少一种，优选浓度为0.01M～0.1M；
所述高分子聚合物包括：聚乙烯吡咯烷酮，优选分子量为8000-70000，进一步优选为20000～50000；优选浓度为1～20mg mL-1，进一步优选为5～10mg mL-1；
所述酸化剂为HCl溶液；优选HCl的浓度为0.01～1M，优选为0.05～0.5M；酸化剂与乙醇的用量比例范围为0.1-20；
所述的水热温度为150～240℃；进一步优选为160～200℃；水热反应时间为1～6h；进一步优选为2～4h；
所述的还原剂，包括NaBH4，优选混合溶液中的浓度为1～6mg mL–1，进一步优选为1.5～3mg mL–1；
所述的煅烧温度为300～500℃；煅烧时间为10～60min；
所述的碱包括：碳酸化物，优选碳酸铵、碳酸钠、碳酸氢铵中的至少一种；混合溶液中，优选碱的浓度为0.01～1M，进一步优选为0.05～0.5M；
所述的金源包括：HAuCl4或其结晶水合物；优选混合溶液中HAuCl4或其结晶水合物的浓度为0.01～1M，进一步优选为0.05～0.5M；
所述的碳点的浓度为0.01～1mg mL–1。
9.根据权利要求7所述的HABT-C纳米材料的制备方法，其特征在于，将HABT-C与靶向聚合物混合，搅拌后，离心洗涤，得到HABT-C靶向材料；
优选地，所述靶向修饰物为聚合物，包括透明质酸；混合溶液中，HA的浓度为0.01～10mg mL–1。
10.一种抗肿瘤药物，其特征在于，包含权利要求1-5任一项所述的HABT-C纳米材料或者权利要求7-9任一项所述的方法制备得到的HABT-C纳米材料。
CN202111462047.6A 2021-12-02 2021-12-02 一种habt-c纳米材料及其制备和应用 Active CN114177200B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111462047.6A CN114177200B (zh) 2021-12-02 2021-12-02 一种habt-c纳米材料及其制备和应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111462047.6A CN114177200B (zh) 2021-12-02 2021-12-02 一种habt-c纳米材料及其制备和应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114177200A true CN114177200A (zh) 2022-03-15
CN114177200B CN114177200B (zh) 2022-08-19

Family

ID=80542073

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111462047.6A Active CN114177200B (zh) 2021-12-02 2021-12-02 一种habt-c纳米材料及其制备和应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114177200B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115518154A (zh) * 2022-09-27 2022-12-27 中南大学湘雅医院 一种FeCuNC纳米材料及其制备和应用

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106890638A (zh) * 2017-03-01 2017-06-27 海南大学 一种金/二氧化钛纳米复合物及其制备方法和应用
CN107670664A (zh) * 2017-10-31 2018-02-09 云南健牛生物科技有限公司 二氧化钛复合光催化体系制备及其应用
US20180088050A1 (en) * 2011-03-18 2018-03-29 Chris D. Geddes Metal-enhanced photoluminescence from carbon nanodots
CN107930611A (zh) * 2017-10-31 2018-04-20 北京化工大学 一种碳点二氧化钛中空微球复合纳米催化剂及其制备方法与应用
CN109115740A (zh) * 2018-08-10 2019-01-01 江苏大学 一种比率型CNQDs/TiO2/AuNCs复合荧光微球的制备方法及其应用
CN109796802A (zh) * 2018-12-07 2019-05-24 浙江传化涂料有限公司 一种碳包覆二氧化钛的中空碳微球的制备方法及其应用
CN110918095A (zh) * 2019-11-12 2020-03-27 华南师范大学 一种碳/二氧化钛/贵金属复合材料、光催化剂及其制备方法
CN112546068A (zh) * 2020-12-11 2021-03-26 中南大学 一种钛酸锰纳米材料用作模拟酶活性材料的用途
CN112604684A (zh) * 2020-12-18 2021-04-06 许昌学院 一种金碳复合纳米颗粒模拟酶及其制备方法
CN112807430A (zh) * 2020-12-28 2021-05-18 景香香 一种纳米酶基材料的应用
WO2021210027A1 (en) * 2020-04-18 2021-10-21 Yogee's Bioinnovations Private Limited Device for detection and prognosis of chronic disease and method of detection thereof

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20180088050A1 (en) * 2011-03-18 2018-03-29 Chris D. Geddes Metal-enhanced photoluminescence from carbon nanodots
CN106890638A (zh) * 2017-03-01 2017-06-27 海南大学 一种金/二氧化钛纳米复合物及其制备方法和应用
CN107670664A (zh) * 2017-10-31 2018-02-09 云南健牛生物科技有限公司 二氧化钛复合光催化体系制备及其应用
CN107930611A (zh) * 2017-10-31 2018-04-20 北京化工大学 一种碳点二氧化钛中空微球复合纳米催化剂及其制备方法与应用
CN109115740A (zh) * 2018-08-10 2019-01-01 江苏大学 一种比率型CNQDs/TiO2/AuNCs复合荧光微球的制备方法及其应用
CN109796802A (zh) * 2018-12-07 2019-05-24 浙江传化涂料有限公司 一种碳包覆二氧化钛的中空碳微球的制备方法及其应用
CN110918095A (zh) * 2019-11-12 2020-03-27 华南师范大学 一种碳/二氧化钛/贵金属复合材料、光催化剂及其制备方法
WO2021210027A1 (en) * 2020-04-18 2021-10-21 Yogee's Bioinnovations Private Limited Device for detection and prognosis of chronic disease and method of detection thereof
CN112546068A (zh) * 2020-12-11 2021-03-26 中南大学 一种钛酸锰纳米材料用作模拟酶活性材料的用途
CN112604684A (zh) * 2020-12-18 2021-04-06 许昌学院 一种金碳复合纳米颗粒模拟酶及其制备方法
CN112807430A (zh) * 2020-12-28 2021-05-18 景香香 一种纳米酶基材料的应用

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
XIANGE PENG等: ""Peroxidase-like activity of Au@TiO2 yol...rimetric detection of H2O2 and glucose"", 《SENSORS AND ACTUATORS B: CHEMICAL》 *
XUE-QIN WANG: ""Synthesis of Core-Shell Au@TiO2@C Nanoparticles and Their Photocatalytic Properties for the Degradation of Rhodamine B Under Simulated-Solar Light"", 《CHEMISTRYSELECT》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115518154A (zh) * 2022-09-27 2022-12-27 中南大学湘雅医院 一种FeCuNC纳米材料及其制备和应用
CN115518154B (zh) * 2022-09-27 2023-08-08 中南大学湘雅医院 一种FeCuNC纳米材料及其制备和应用

Also Published As

Publication number Publication date
CN114177200B (zh) 2022-08-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Qian et al. Nanocatalysts-augmented Fenton chemical reaction for nanocatalytic tumor therapy
Feng et al. Hypoxia-specific therapeutic agents delivery nanotheranostics: a sequential strategy for ultrasound mediated on-demand tritherapies and imaging of cancer
He et al. Redox-activatable photothermal therapy and enzyme-mediated tumor starvation for synergistic cancer therapy
Yang et al. Rod-shape inorganic biomimetic mutual-reinforcing MnO 2-Au nanozymes for catalysis-enhanced hypoxic tumor therapy
Jiang et al. Tumor microenvironment-responsive MnSiO3-Pt@ BSA-Ce6 nanoplatform for synergistic catalysis-enhanced sonodynamic and chemodynamic cancer therapy
CN110898229B (zh) 一种用于癌症协同治疗的双响应纳米前药的制备方法
CN109876008B (zh) 一种用于肿瘤治疗的药物及其制备方法和应用
Wang et al. Biomimetic nanoarchitectonics of hollow mesoporous copper oxide-based nanozymes with cascade catalytic reaction for near infrared-II reinforced photothermal-catalytic therapy
CN112807430A (zh) 一种纳米酶基材料的应用
CN114177200B (zh) 一种habt-c纳米材料及其制备和应用
Zhou et al. Two-dimensional semiconductor heterojunction nanostructure for mutually synergistic sonodynamic and chemoreactive cancer nanotherapy
CN110882389B (zh) 一氧化钛纳米材料及其制备方法和用途
CN111184861B (zh) 一种基于他莫昔芬的金属-纳米药物的制备方法及其产品与应用
CN115518154B (zh) 一种FeCuNC纳米材料及其制备和应用
Shi et al. A small pore black TiO 2/-large pore Fe 3 O 4 cascade nanoreactor for chemodynamic/photothermal synergetic tumour therapy
CN114601925B (zh) 透明质酸与rsl3共同修饰的光敏纳米材料、制备方法及其应用
CN115252788A (zh) 一种多模式抗肿瘤纳米药物载体、载药系统及其制备方法和应用
CN114939162B (zh) 一种超声介导生物正交反应的多功能纳米催化剂及其制备方法和应用
CN115581767B (zh) 碲化钌@GOx-光热剂复合材料及其制备和在制备抗肿瘤药物中的应用
CN114869909B (zh) 一种基于自由基的抗肿瘤治疗剂及其制备方法和应用
CN115317607B (zh) 单原子铁掺杂的石墨相氮化碳纳米复合材料、其制备方法及应用
CN114246946B (zh) 一种用于诊疗一体化的纳米造影剂及制备方法
CN114533858B (zh) 一种酸响应持续释放羟基自由基、单线态氧的纳米药物及其制备方法与应用
CN114272388B (zh) 一种基于二维纳米碳片的复合材料及其制备与应用
CN114028565B (zh) 一种治疗乳腺癌的3d-cof载药体系及其制备方法

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