CN115414382B - 级联放大气体治疗平台及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了级联放大气体治疗平台及其制备方法和应用，包括硫醚基团杂化的大孔有机氧化硅纳米颗粒，大孔有机氧化硅纳米颗粒的介孔孔道中负载有药物分子，药物分子包括L‑精氨酸和氨硼烷。利用L‑精氨酸在肿瘤酸性微环境下分解产生一氧化氮的特性，不仅能够提高肿瘤微环境的酸性，还能够进一步促进氨硼烷分解产生氢气，达到级联放大效果，通过一氧化氮和氢气两种气体协同杀伤肿瘤细胞。增强了气体治疗效果。
Description
技术领域
本发明涉及级联放大气体治疗平台及其制备方法和应用，属于气体治疗技术领域。
背景技术
自1998年诺贝尔生理学及医学奖认可一氧化氮气体治疗心血管疾病以来，气体疗法在科学界得到了越来越多的关注。虽然近十年来气体治疗发展迅速，并取得了一些成功的临床试验，但其疗效和方法仍存在许多挑战。目前的气体治疗常常与光热/光动力治疗、饥饿治疗、化学动力学治疗等相结合才能较好的抑制肿瘤细胞的生长，因为单一的气体治疗无法取得良好的抗肿瘤效果。
单一气体治疗目前仍然存在很多缺陷问题，例如气体负载量不足、合成物质稳定性差、无法达到可控释放、合成物质颗粒大小难以控制、对普通组织有副作用等。这些问题在一定程度上限制了单一气体对于肿瘤细胞的治疗效果。
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域普通技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供级联放大气体治疗平台及其制备方法和应用，利用L-精氨酸在肿瘤酸性微环境下分解产生一氧化氮的特性，不仅能够提高肿瘤微环境的酸性，还能够进一步促进氨硼烷分解产生氢气，达到级联放大效果，通过一氧化氮和氢气两种气体协同杀伤肿瘤细胞。
为达到上述目的，本发明是采用下述技术方案实现的：
第一方面，本发明公开了级联放大气体治疗平台，包括硫醚基团杂化的大孔有机氧化硅纳米颗粒，所述大孔有机氧化硅纳米颗粒的介孔孔道中负载有药物分子，所述药物分子包括L-精氨酸和氨硼烷。
进一步的，所述大孔有机氧化硅纳米颗粒的尺寸为200-300nm。
进一步的，所述大孔有机氧化硅纳米颗粒具有均一的介孔孔道。
第二方面，本发明公开了上述的级联放大气体治疗平台的制备方法，包括：
在含三乙醇胺的弱碱性环境中，加入十六烷基三甲基溴化铵、水杨酸钠、1,2-双(三乙氧基甲基硅基)乙烷和四乙氧基硅烷，通过溶液凝胶法形成硫醚基团杂化的大孔有机氧化硅纳米颗粒；
在所述大孔有机氧化硅纳米颗粒的介孔孔道中负载L-精氨酸和氨硼烷两种药物分子，得到级联放大气体治疗平台。
进一步的，所述四乙氧基硅烷与1,2-双(三乙氧基甲基硅基)乙烷的体积比为1：0.3。
进一步的，所述溶液凝胶法的工艺条件为，反应温度为75-85摄氏度，反应时间为11-13h。
进一步的，所述负载L-精氨酸和氨硼烷两种药物分子的步骤包括，将大孔有机氧化硅纳米颗粒与含L-精氨酸和氨硼烷的水溶液于摇床上振荡11-13h。
第三方面，本发明公开了基于上述的级联放大气体治疗平台，和/或上述的制备方法制得的级联放大气体治疗平台在制备抗肿瘤药物中的应用。
进一步的，在肿瘤的酸性微环境中，所述L-精氨酸分解产生一氧化氮，提高肿瘤微环境酸性的同时促进氨硼烷分解产生氢气，利用一氧化氮和氢气两种气体协同杀伤肿瘤细胞。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果：
本发明的级联放大气体治疗平台，通过在大孔有机氧化硅纳米颗粒的介孔孔道中负载L-精氨酸和氨硼烷两种药物分子，利用L-精氨酸在肿瘤酸性微环境下分解产生一氧化氮的特性，不仅能够提高肿瘤微环境的酸性，还能够进一步促进氨硼烷分解产生氢气，达到级联放大效果，通过一氧化氮和氢气两种气体协同杀伤肿瘤细胞。
本发明的级联放大气体治疗平台的制备方法对设备要求低，成本低廉，环境友好，简便易得，且稳定性好产量高，为开发新的肿瘤治疗策略提供了新的思路。
附图说明
图1是大孔有机氧化硅纳米颗粒的透射电子显微镜(TEM)图；
图2是大孔有机氧化硅纳米颗粒的透射电子显微镜(TEM)放大图；
图3是大孔有机氧化硅纳米颗粒的水合动力学尺寸；
图4是大孔有机氧化硅纳米颗粒的表面电位图；
图5是级联放大气体治疗平台的傅里叶红外变化光谱一；
图6是级联放大气体治疗平台的傅里叶红外变化光谱二；
图7是级联放大气体治疗平台的傅里叶红外变化光谱三；
图8是级联放大气体治疗平台的热重分析测试图像。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
实施例
本实施例提供了级联放大气体治疗平台及其制备方法和应用。
级联放大气体治疗平台的具体制备方法如下：
1.合成大孔有机氧化硅纳米颗粒(LPONs)
第一步：取0.068克三乙醇胺(TEA)分散于25毫升去离子水中，在80摄氏度，转速300rpm条件下搅拌30分钟；加入0.38克十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、0.168克水杨酸钠(NaSal)，反应1h；加入2毫升正硅酸四乙酯(TEOS)、0.6毫升1,2-双(三乙氧基甲基硅基)乙烷(BTSE)，反应12h后，离心，醇洗3次，得到离心产物。
第二步：将离心产物置于200毫升乙醇和0.4毫升浓盐酸混合液中，于60摄氏度、转速500rpm下反应，重复3次，反应时间分别是3h、12h、3h，最终产物醇洗三次，得到LPONs，溶于20毫升乙醇中待用。
其中，十六烷基三甲基溴化铵作为表面活性剂，水杨酸钠作为扩孔剂，1,2-双(三乙氧基甲基硅基)乙烷作为有机硅源的硅烷偶联剂，四乙氧基硅烷作为无机硅源的硅烷偶联剂。
2.合成级联放大气体治疗平台(LPONs-L-Arg&AB)
首先，将1毫升L-精氨酸(L-Arg)(20mg/ml)，1毫升氨硼烷(AB)(20mg/ml)分散到10毫升LPONs水溶液(1mg/ml)中。于摇床上振荡12h，离心，水洗3次，得到稳定的级联放大气体治疗平台(LPONs-L-Arg&AB)。
如图1所示，制备得到的大孔有机氧化硅纳米颗粒(LPONs)尺寸均一、分散性良好；如图2所示，LPONs具有明显的大孔结构，有利于大分子药物分子的高效装载；图3是LPONs的水合动力学测试结果，粒径约为250nm；图4是LPONs的Zeta电位测试结果，电位为-30mv，LPONs较大的空间位阻有利于颗粒在溶液中均匀分散。制备得到的LPONs具有大的比表面积以及大尺寸的介孔孔道，能够高效率装载L-精氨酸和氨硼烷两种药物分子。
如图5所示，在傅里叶红外变化光谱中，LPONs@L-Arg在波数1418cm-1和1627cm-1具有L-Arg的红外特征吸收峰，表明L-Arg被成功装载到LPONs中；如图6所示，LPONs@AB在波数2381cm-1具有AB的红外特征吸收峰，表明AB被成功装载到LPONs上；如图7所示，LPONs@L-Arg&AB在波数1421cm-1，1621cm-1和2341cm-1分别具有L-Arg和AB的红外特征吸收峰，表明L-Arg和AB被同时装载到LPONs中，成功制备级联放大气体治疗平台；如图8所示，在热重分析测试图像中，800摄氏度时LPONs失重8.39％，LPONs-L-Arg失重10.28％，LPONs-L-Arg&AB失重14.22％，说明两种药物被成功装载到气体治疗平台中。制备得到的级联放大气体治疗平台具有良好的药物装载率，能够在特定环境下达到对癌细胞的杀伤效果。
综上所述，本发明通过表面活性剂-扩孔剂介导的溶胶凝胶法制备的大孔有机氧化硅纳米颗粒，具有独特的大的比表面积以及大尺寸的介孔孔道，能够高效率装载L-精氨酸和氨硼烷，提高了药物的装载能力，同时利用L-精氨酸在肿瘤酸性微环境下分解产生一氧化氮的特性，不仅能够提高肿瘤微环境的酸性，还能够进一步促进氨硼烷分解产生氢气，达到级联放大效果，通过一氧化氮和氢气两种气体协同杀伤肿瘤细胞，增强了气体治疗效果。本发明提供的制备方法简便易得且产量高，为开发新的肿瘤治疗策略提供了新的思路。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
Claims (5)
1.级联放大气体治疗平台，其特征是，包括大孔有机氧化硅纳米颗粒，所述大孔有机氧化硅纳米颗粒的介孔孔道中负载有药物分子，所述药物分子包括L-精氨酸和氨硼烷；
所述大孔有机氧化硅纳米颗粒的尺寸为200-300 nm；
所述大孔有机氧化硅纳米颗粒具有均一的介孔孔道。
2.根据权利要求1所述的级联放大气体治疗平台的制备方法，其特征是，包括：
在含三乙醇胺的弱碱性环境中，加入十六烷基三甲基溴化铵、水杨酸钠、1,2-双（三乙氧基甲基硅基）乙烷和四乙氧基硅烷，通过溶液凝胶法形成大孔有机氧化硅纳米颗粒；
在所述大孔有机氧化硅纳米颗粒的介孔孔道中负载L-精氨酸和氨硼烷两种药物分子，得到级联放大气体治疗平台。
3.根据权利要求2所述的级联放大气体治疗平台的制备方法，其特征是，所述四乙氧基硅烷与1,2-双（三乙氧基甲基硅基）乙烷的体积比为1：0.3。
4. 根据权利要求2所述的级联放大气体治疗平台的制备方法，其特征是，所述溶液凝胶法的工艺条件为，反应温度为75-85 摄氏度，反应时间为11-13 h。
5. 根据权利要求2所述的级联放大气体治疗平台的制备方法，其特征是，所述负载L-精氨酸和氨硼烷两种药物分子的步骤包括，将大孔有机氧化硅纳米颗粒与含L-精氨酸和氨硼烷的水溶液于摇床上振荡 11-13 h。
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2022
- 2022-06-23 CN CN202210716598.9A patent/CN115414382B/zh active Active
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|---|---|
| CN115414382A (zh) | 2022-12-02 |
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