CN116585348A - 配体修饰的硫化锌纳米粒子、制备方法及其在治疗中的应用 - Google Patents

配体修饰的硫化锌纳米粒子、制备方法及其在治疗中的应用 Download PDF

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Abstract

配体修饰的硫化锌纳米粒子,配体修饰的硫化锌纳米粒子的制备方法,含有配体修饰的硫化锌纳米粒子的组合物,配体修饰的硫化锌纳米粒子和含有配体修饰的硫化锌纳米粒子的组合物的用途,包括抑制β‑淀粉样蛋白(Amyloid‑β,Aβ)的纤维化,降低炎症因子的表达水平,治疗Aβ纤维化引起/相关的阿兹海默症(AD)、大脑淀粉样血管病(CAA)、青光眼视网膜神经节细胞退变(RGCD或肌炎/肌病(MM),和制备治疗AD、CAA、RGCD或MM的药物,以及治疗上述疾病的方法。

Description

配体修饰的硫化锌纳米粒子、制备方法及其在治疗中的应用
本发明专利申请是基于2021年03月23日提交的发明名称为“配体修饰的硫化锌纳米粒子、制备方法及其在治疗中的应用”的中国专利申请号2021103109449的分案申请。
技术领域
本发明涉及生物医药技术领域,尤其涉及配体修饰的硫化锌纳米粒子、配体修饰的硫化锌纳米粒子的制备方法、包含配体修饰的硫化锌纳米粒子的组合物,配体修饰的硫化锌纳米粒子和含有配体修饰的硫化锌纳米粒子的组合物在治疗和在制备治疗药物中的用途,以及治疗的方法。
背景技术
β-淀粉样蛋白(Amyloid-β,Aβ)的纤维化引起疾病或与疾病相关,如阿兹海默症(Alzheimer’s disease,AD)、大脑淀粉样血管病(cerebral-amyloid angiopathy,CAA)、青光眼视网膜神经节细胞退变(retinal ganglion cell degeneration in glaucoma,RGCD)、肌炎/肌病(myositis/myopathy,MM)。
阿尔兹海默症(Alzheimer’s disease,AD)是一种慢性神经退行性疾病,其病理特征是包括细胞外老年斑沉积,细胞内神经原纤维缠结以及神经元和突触的异常丢失等。越来越多的证据表明,细胞外老年斑沉积和细胞内神经原纤维缠结的初始积累会触发一系列严重的病理过程,包括星形胶质细胞增殖型炎症和氧化应激,而HA增殖型炎症和氧化应激会加速老年斑和神经原纤维缠结的蓄积,这种恶性循环会导致神经元和突触的异常丢失。而老年斑沉积是由Aβ的错误折叠、异常聚集和纤维化而形成的。因此,开发能够同时减少Aβ斑块和降低神经炎症的潜力药物具有重大意义。
发明内容
本发明提供配体修饰的硫化锌纳米粒子(R-ZnS NP),所述配体修饰的硫化锌纳米粒子包括硫化锌核;和修饰硫化锌核的配体(R)。在一些实施例中,所述配体(R)是选自L-半胱氨酸、D-半胱氨酸、N-异丁酰基-L-半胱氨酸(L-NIBC)、N-异丁酰基-D-半胱氨酸(D-NIBC)、N-乙酰基-L-半胱氨酸(L-NAC)和N-乙酰基-D-半胱氨酸(D-NAC)。在一些实施例中,所述配体(R)是卡托普利。在一些实施例中,所述硫化锌核的直径为0.5-4nm。在一些实施例中,所述硫化锌核的直径为1.0-3.5nm。
本发明提供配体修饰的硫化锌纳米粒子(R-ZnS NP)的制备方法,所述制备方法包括:
将配体(R)溶于去离子水,得到配体水溶液;其中所述配体水溶液中配体的浓度是0.02-2.0mol/L;
将醋酸锌溶液加入配体水溶液得到醋酸锌/配体反应混合物;其中所述醋酸锌溶液的浓度是0.01-1.0mol/L;所述配体和醋酸锌的摩尔比范围为1:1 -10:1;
调整醋酸锌/配体反应混合物的pH值到7-10;
将硫化钠水溶液滴加到pH值调整后的醋酸锌/配体反应混合物得到硫化钠/醋酸锌/配体反应混合物;其中所述硫化钠与所述醋酸锌/配体反应混合物中的醋酸锌的摩尔比范围为0.1:1–5:1;
加热硫化钠/醋酸锌/配体反应混合物到预定温度,并在预定时间内维持反应得到R-ZnS NP;其中所述预定温度为50-100摄氏度;所述预定时间为1-5小时。
在一些实施例中,所述制备方法进一步包括用超滤离心管纯化R-ZnS NP;其中所述超滤离心管的截留分子量为5k道尔顿。
本发明提供配体修饰的硫化锌纳米粒子在治疗患者Aβ纤维化引起/相关的阿兹海默症(Alzheimer’s disease,AD)、大脑淀粉样血管病(cerebral-amyloid angiopathy,CAA)、青光眼视网膜神经节细胞退变(retinal ganglion cell degeneration inglaucoma,RGCD)或肌炎/肌病(myositis/myopathy,MM)中的用途。在一些实施例中,所述配体修饰的硫化锌纳米粒子包含的配体是选自L-半胱氨酸、D-半胱氨酸、N-异丁酰基-L-半胱氨酸(L-NIBC)、N-异丁酰基-D-半胱氨酸(D-NIBC)、N-乙酰基-L-半胱氨酸(L-NAC)和N-乙酰基-D-半胱氨酸(D-NAC)。在一些实施例中,所述配体修饰的硫化锌纳米粒子包含的配体是卡托普利。
本发明提供药物组合物,所述药物组合物包含配体修饰的硫化锌纳米粒子,其中所述药物组合物用于治疗患者Aβ纤维化引起/相关的阿兹海默症(Alzheimer’s disease,AD)、大脑淀粉样血管病(cerebral-amyloid angiopathy,CAA)、青光眼视网膜神经节细胞退变(retinal ganglion cell degeneration in glaucoma,RGCD)或肌炎/肌病(myositis/myopathy,MM)。在一些实施例中,所述配体修饰的硫化锌纳米粒子包含的配体是选自L-半胱氨酸、D-半胱氨酸、N-异丁酰基-L-半胱氨酸(L-NIBC)、N-异丁酰基-D-半胱氨酸(D-NIBC)、N-乙酰基-L-半胱氨酸(L-NAC)和N-乙酰基-D-半胱氨酸(D-NAC)。在一些实施例中,所述配体修饰的硫化锌纳米粒子包含的配体是卡托普利。
本发明提供配体修饰的硫化锌纳米粒子在治疗患者患有白细胞介素-6(interleukin-6,IL-6)、白细胞介素-8(interleukin-8,IL-8)、白细胞介素-1β(interleukin-1β,IL-1β)、超敏C反应蛋白(hypersensitive-c-reactive-protein,Hs-CRP)或肿瘤坏死因子α(tumor necrosis factor-alpha,TNFα)过度表达中的用途。在一些实施例中,所述配体修饰的硫化锌纳米粒子包含的配体是选自L-半胱氨酸、D-半胱氨酸、N-异丁酰基-L-半胱氨酸(L-NIBC)、N-异丁酰基-D-半胱氨酸(D-NIBC)、N-乙酰基-L-半胱氨酸(L-NAC)和N-乙酰基-D-半胱氨酸(D-NAC)。在一些实施例中,所述配体修饰的硫化锌纳米粒子包含的配体是卡托普利。
本发明提供药物组合物,所述药物组合物包含配体修饰的硫化锌纳米粒子,其中所述药物组合物用于治疗治疗患者患有白细胞介素-6(interleukin-6,IL-6)、白细胞介素-8(interleukin-8,IL-8)、白细胞介素-1β(interleukin-1β,IL-1β)、超敏C反应蛋白(hypersensitive-c-reactive-protein,Hs-CRP)或肿瘤坏死因子α(tumor necrosisfactor-alpha,TNFα)过度表达。在一些实施例中,所述配体修饰的硫化锌纳米粒子包含的配体是选自L-半胱氨酸、D-半胱氨酸、N-异丁酰基-L-半胱氨酸(L-NIBC)、N-异丁酰基-D-半胱氨酸(D-NIBC)、N-乙酰基-L-半胱氨酸(L-NAC)和N-乙酰基-D-半胱氨酸(D-NAC)。在一些实施例中,所述配体修饰的硫化锌纳米粒子包含的配体是卡托普利。
从以下结合附图对优选实施例的详细描述,本发明的目的和优点将变得显而易见。
附图说明
现在将参考附图描述根据本发明的优选实施例,其中相同的附图标记表示相同的元件。
图1为Cap-ZnS NP的透射电镜照片和一组物理特征的曲线图:(A)Cap-ZnSNP的透射电镜照片;(B)Cap-ZnSNP的粒径大小和粒径分布统计图;(C)Cap-ZnSNP的红外光谱图;(D)Cap-ZnSNP的X光电子能谱图;(E)Cap-ZnSNP的Zn元素谱图和(F)Cap-ZnSNP的S元素谱图。
图2为Cap-ZnS NP、MA-ZnS NP和DHLA-ZnS NP分别与Aβ40共孵育60小时后的ThT动力学曲线图,显示了不同浓度的(A)Cap-ZnS NP、(B)MA-ZnS NP和(C)DHLA-ZnS NP对浓度为20μM的Aβ40纤维化动力学的影响。
图3为Cap-ZnS NP与Aβ40共孵育60小时后的原子力显微镜图和透射电子显微镜图:(A)、(B)、(C)分别显示了Cap-ZnS NP终浓度分别为0、1和5ppm时的原子力显微镜图;(D)、(E)、(F)分别显示了Cap-ZnS NP终浓度分别为0、1和5ppm时的透射电子显微镜图。
图4为PC12细胞存活率的柱状图,显示(A)不同浓度Cap-ZnS NP对PC12细胞存活率的影响;(B)不同浓度Cap-ZnS NP对Aβ40(终浓度为25μM)细胞毒性的抑制作用。
图5为ELISA检测LPS模型中Cap-ZnS NP和CAP对五种炎症因子的表达水平影响的柱状图:(A)IL-6、(B)IL-8、(C)IL-1β、(D)hs-CRP和(E)TNF-α。
图6为腹腔注射100mg/kgCap-ZnS NP后小鼠心脏、肝脏、脾脏、肺、肾脏和脑组织切片的HE染色照片。
图7为腹腔注射20mg/kg Cap-ZnS NP后第2、6、12和24小时,Cap-ZnS NP在心脏,肝脏,脾脏,肺,肾脏和脑组织中的含量分布图(n=5)。
图8为Cap-ZnS NP、MA-ZnS NP或DHLA-ZnS NP连续4周给药后雄性小鼠Morris水迷宫的成绩:(A)寻台潜伏期;(B)穿台次数;(C)目标象限游泳时间;(D)目标象限停留时间。
图9为海马区中Aβ40,IL-1β,TNF-α和GFAP的免疫组化图:正常小鼠为腹腔注射20mg/kg Cap-ZnS NP的对照组;60th周为AD小鼠模型对照组;和64th周为AD小鼠从第60周到第64周每天注射20mg mg/kg Cap-ZnS NP。
具体实施方式
通过参考以下对本发明一些实施方案的详细描述,可以更容易地理解本发明。
在引用出版物的情况下,这些出版物的公开内容被整体引用到本申请中,以便更全面地描述本发明相关的现有技术。
如本文所用,“给药”是指口服(“po”)给药,栓剂给药,局部接触给药,静脉给药(“iv”),腹腔给药(“ip”),肌肉给药(“im”),病变内给药,海马内给药,侧脑室给药,鼻腔给药或皮下给药(“sc”)或将缓释装置例如微型渗透泵或易蚀植入物植入受试者。给药可以通过包括肠胃外和跨粘膜的任何途径进行(例如口服,鼻,阴道,直肠或皮)。肠胃外给药包括例如静脉,肌肉,小动脉,皮内,皮下,腹腔,心室和颅内。其他递送方式包括但不限于使用脂质体制剂,静脉输注,透皮贴剂等。
术语“系统性给药”是指将化合物或组合物给予哺乳动物以使该化合物或组合物通过循环系统被递送至体内的部位,包括药物作用的靶部位的方法。系统性给药包括但不限于口服,鼻内,直肠和肠胃外给药(即通过消化道以外的其他途径,例如肌内,静脉,动脉,经皮和皮下给药),但前提是,如本文所用,系统性给药不包括通过除循环系统以外的其他方式直接给药至脑区域,例如鞘内注射和颅内给药。
如本文所用,术语“治疗”是指,对于该术语所适用的疾病或症状,延迟其发生或延缓/逆转其发展,或减轻/预防疾病或症状。
术语“患者”,“受试者”或“个体”可互换地是指哺乳动物,例如人类或非人类哺乳动物,包括灵长类动物(例如猕猴、盘尾猿、长臂猿)、家养哺乳动物(例如猫科动物、犬科动物)、农业哺乳动物(例如牛、绵羊、猪、马)和实验室哺乳动物或啮齿动物(例如大鼠、鼠、兔形目、仓鼠、豚鼠)。
如本文所用,术语“常温”是指大约22-25摄氏度。
本发明提供配体修饰的硫化锌纳米粒子(R-ZnS NP)。
在一些实施方案中,配体修饰的硫化锌纳米粒子(R-ZnS NP)包含配体(R)和硫化锌核,其中配体修饰硫化锌核。配体修饰硫化锌核表示配体通过共价键,氢键,静电力,疏水力,范德华力等等与硫化锌核一起形成在溶液中稳定的纳米粒子。在一些实施方案中,硫化锌核的直径为0.5-4.0纳米(nm)。在一些实施方案中,硫化锌核的直径在1.0-3.5nm的范围内。
在一些实施例中,所述配体修饰的硫化锌纳米粒子包含的配体是选自L-半胱氨酸、D-半胱氨酸、N-异丁酰基-L-半胱氨酸(L-NIBC)、N-异丁酰基-D-半胱氨酸(D-NIBC)、N-乙酰基-L-半胱氨酸(L-NAC)和N-乙酰基-D-半胱氨酸(D-NAC)。在一些实施例中,所述配体修饰的硫化锌纳米粒子的配体是卡托普利。
在一些实施方案中,配体修饰的硫化锌纳米粒子包含的配体是卡托普利(即1-(3-巯基-2-D-甲基丙酰基)-L-脯氨酸),其结构式(I)如下:
本发明提供了配体修饰的硫化锌纳米粒子(R-ZnS NP)的制备方法。
在一些实施例,配体修饰的硫化锌纳米粒子(R-ZnS NP)的制备方法包括:
将配体溶于去离子水,得到配体水溶液;在一些实施例中,配体水溶液中配体的浓度是0.02-2.0mol/L,优选地0.02-0.2mol/L;
将醋酸锌溶液加入配体水溶液得到醋酸锌/配体反应混合物;在一些实施例,常温下,搅拌醋酸锌/配体反应混合物0.1-3小时,优选地0.3-1.5小时;在一些实施例中,醋酸锌溶液的浓度是0.01-1.0mol/L,优选地0.02-0.2mol/L;在一些实施例,配体和醋酸锌的摩尔比范围为1:1 -10:1,优选地1:1 -5:1;
调整醋酸锌/配体反应混合物的pH值到7-10,优选地,8-9;在一些实施例,在常温下,搅拌pH值调整后的醋酸锌/配体反应混合物0.3-5小时,优选地0.5-2小时;在一些实施例,用于调整pH值的试剂是氢氧化钠溶液;
将硫化钠水溶液滴加到pH值调整后的醋酸锌/配体反应混合物得到硫化钠/醋酸锌/配体反应混合物;在一些实施例,在常温下,搅拌硫化钠/醋酸锌/配体反应混合物1-5小时,优选地1-3小时;在一些实施例,加入的硫化钠与醋酸锌/配体反应混合物中的醋酸锌的摩尔比范围为0.1:1–5:1;优选地0.2:1–2:1;
加热硫化钠/醋酸锌/配体反应混合物到预定温度,并在预定时间内维持反应得到R-ZnS NP;在一些实施例,预定温度为50-100摄氏度,优选地50-70摄氏度;在一些实施例,预定时间为1-5小时,优选地1-2小时。
在一些实施例中,配体修饰的硫化锌纳米粒子(R-ZnS NP)的制备方法进一步包括:
用带超滤的离心管纯化R-ZnS NP;在一些实施例中,离心条件是5000-6000r/min,5分钟;在一些实施例中,超滤管的截留分子量为5k道尔顿;
收集超滤管中上面部分的液体,得到提纯的R-ZnS NP;在一些实施例中,分离后的R-ZnSNP用超纯水洗涤,例如,洗涤3次;
冷冻干燥提纯产物,得到稳定的R-ZnSNP粉末。
本发明提供了配体修饰的纳米粒子(R-ZnS NP)在治疗患有白细胞介素-6(interleukin-6,IL-6)、白细胞介素-8(interleukin-8,IL-8)、白细胞介素-1β(interleukin-1β,IL-1β)、超敏C反应蛋白(hypersensitive-c-reactive-protein,Hs-CRP)或肿瘤坏死因子α(tumor necrosis factor-alpha,TNFα)过度表达的受试者的用途。在这里,“过度表达”意味着蛋白质水平至少比生理表达水平高20%。治疗是施用R-ZnS NP或含有R-ZnS NP的组合物。治疗可使IL-6、IL-8、IL-1β、Hs-CRP或TNFα的过量表达减少至少50%、优选地60%、70%、80%、90%或100%,其中“过量表达”定义为生理条件下的表达水平与过度表达条件下的表达水平之间的差异。在一些实施例中,过度表达的状况由包括真菌、细菌和病毒的微生物的感染诱导。在病原微生物感染时,病原微生物会分泌一些物质如脂多糖(LPS)引起炎症因子的过度表达。脂多糖(LPS),也称为内毒素(endotoxins),是一种大分子脂质和多糖组成的革兰氏阴性细菌(Gram-negative bacteria)的外膜。革兰氏阴性菌是不保留结晶紫染色的细菌,用于革兰氏染色法的细菌分化。革兰氏阴性菌,包括大肠杆菌(Escherichia coli,E.coli)、沙门氏菌(Salmonella)、志贺氏菌(Shigella)、假单胞菌(Pseudomonas)、莫拉西拉菌(Moraxella)、幽门螺杆菌(Helicobacter pylori)、窄食单胞菌(Stenotrophomonas)、蛭弧菌(Bdellovibrio)、醋酸菌(acetic acid bacteria)、军团菌(Legionella)、蓝藻(cyanobacteria)、螺旋体(spirochaetes)、绿硫菌(green sulfur),绿非硫菌(green non-sulfur bacteria)、淋病奈瑟菌(Neisseria gonorrhoeae)、脑膜炎奈瑟菌(Neisseria meningitidis)、卡他莫拉菌(Moraxella catarrhalis)、流感嗜血杆菌(Haemophilus influenzae)、肺炎克雷伯菌(Klebsiella pneumoniae)、嗜肺军团菌(Legionella pneumophila)、铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)、奇异变形杆菌(Proteus mirabilis)、阴沟肠杆菌(Enterobacter cloacae)、粘质沙雷氏菌(Serratiamarcescens)、肠炎沙门菌(Salmonella enteritidis)、伤寒沙门菌(Salmonella typhi)、鲍曼不动杆菌(Acinetobacter baumannii)。在一些实施例中,过度表达的状况由自身免疫疾病或包括癌症的慢性炎症疾病所诱导。在一些实施例中,所述配体修饰的硫化锌纳米粒子包含的配体是选自L-半胱氨酸、D-半胱氨酸、N-异丁酰基-L-半胱氨酸(L-NIBC)、N-异丁酰基-D-半胱氨酸(D-NIBC)、N-乙酰基-L-半胱氨酸(L-NAC)和N-乙酰基-D-半胱氨酸(D-NAC)。在一些实施例中,所述配体修饰的硫化锌纳米粒子包含的配体是卡托普利。
本发明提供了药物组合物,所述药物组合物包含配体修饰的硫化锌纳米粒子,其中所述药物组合物用于治疗患有白细胞介素-6(interleukin-6,IL-6)、白细胞介素-8(interleukin-8,IL-8)、白细胞介素-1β(interleukin-1β,IL-1β)、超敏C反应蛋白(hypersensitive-c-reactive-protein,Hs-CRP)或肿瘤坏死因子α(tumor necrosisfactor-alpha,TNFα)过度表达的受试者。在一些实施例中,所述配体修饰的硫化锌纳米粒子包含的配体是选自L-半胱氨酸、D-半胱氨酸、N-异丁酰基-L-半胱氨酸(L-NIBC)、N-异丁酰基-D-半胱氨酸(D-NIBC)、N-乙酰基-L-半胱氨酸(L-NAC)和N-乙酰基-D-半胱氨酸(D-NAC)。在一些实施例中,所述配体修饰的硫化锌纳米粒子包含的配体是卡托普利。
本发明提供用于治疗受试者Aβ纤维化引起/相关的阿兹海默症(Alzheimer’sdisease,AD)、大脑淀粉样血管病(cerebral-amyloid angiopathy,CAA)、青光眼视网膜神经节细胞退变(retinal ganglion cell degeneration in glaucoma,RGCD)或肌炎/肌病(myositis/myopathy,MM)的药物组合物。
在一些实施方案中,药物组合物包含配体修饰的硫化锌纳米粒子(R-ZnSNP)和药学上可接受的赋形剂。在一些实施方案中,赋形剂是磷酸盐缓冲溶液或生理盐水。
本发明提供上述描述配体修饰的硫化锌纳米粒子(R-ZnSNP)用于制造用于治疗受试者的Aβ纤维化引起/相关的阿兹海默症(Alzheimer’s disease,AD)、大脑淀粉样血管病(cerebral-amyloid angiopathy,CAA)、青光眼视网膜神经节细胞退变(retinal ganglioncell degeneration in glaucoma,RGCD)、肌炎/肌病(myositis/myopathy,MM)的用途。
本发明提供了利用上述描述的配体修饰的硫化锌纳米粒子(R-ZnSNP)用于治疗受试者的Aβ纤维化引起/相关的阿兹海默症(Alzheimer’s disease,AD)、大脑淀粉样血管病(cerebral-amyloid angiopathy,CAA)、青光眼视网膜神经节细胞退变(retinal ganglioncell degeneration in glaucoma,RGCD)或肌炎/肌病(myositis/myopathy,MM),或利用上述描述的配体修饰的硫化锌纳米粒子(R-ZnS NP)用于治疗受试者的Aβ纤维化引起/相关的阿兹海默症(Alzheimer’s disease,AD)、大脑淀粉样血管病(cerebral-amyloidangiopathy,CAA)、青光眼视网膜神经节细胞退变(retinal ganglion cell degenerationin glaucoma,RGCD)、肌炎/肌病(myositis/myopathy,MM)的方法。在一些实施方案中,治疗方法包括向受试者施用药学有效量的配体修饰的硫化锌纳米粒子(R-ZnS NP)。药学有效量可通过常规体内研究确定。在一些实施方案中,配体修饰的硫化锌纳米粒子(R-ZnS NP)的药学有效量为0.001毫克/kg/天、0.005毫克/kg/天、0.01毫克/kg/天、0.05毫克/kg/天、0.1毫克/kg/天、0.05毫克/kg/天、1毫克/kg/天、2毫克/kg/天、3毫克/kg/天、4毫克/kg/天、5毫克/kg/天、6毫克/kg/天、7毫克/kg/天、8毫克/kg/天、9毫克/kg/天、10毫克/kg/天、15毫克/kg/天、20毫克/kg/天、30毫克/kg/天、40毫克/kg/天、50毫克/kg/天、60毫克/kg/天、70毫克/kg/天、80毫克/kg/天、90毫克/kg/天、100毫克/kg/天、200毫克/kg/天、300毫克/kg/天、400毫克/kg/天、500毫克/kg/天、600毫克/kg/天、700毫克/kg/天、800毫克/kg/天、900毫克/kg/天或1000毫克/kg/天。
在一些实施方案中,受试者是人。在一些实施方案中,受试者是宠物动物,例如狗。
提供以下实施例仅用于说明本发明的原理;它们决不是要限制本发明的范围。
实施例
目前,Aβ诱导的细胞AD模型和LPS诱导的细胞炎症模型,以及APP/PS1双转基因AD小鼠模型是被广泛使用的试验模型。
实施例1、制备卡托普利修饰的硫化锌纳米粒子(Cap-ZnS NP)
(1)、将配体卡托普利(43.46毫克)溶于去离子水(10mL)中,投入反应烧瓶中,缓慢加入醋酸锌溶液(0.01mol/L,10mL)得到卡托普利/醋酸锌反应混合物,常温搅拌0.5小时,卡托普利和醋酸锌的摩尔比为2:1;
(2)、向卡托普利/醋酸锌反应混合物中加入新配置的氢氧化钠溶液(1M)调整卡托普利/醋酸锌反应混合物的pH为9,得到pH调整的卡托普利/醋酸锌反应混合物;常温搅拌1小时;
(3)、向pH调整的卡托普利/醋酸锌反应混合物中缓慢滴加硫化钠水溶液(0.004mol/L,约10mL),得到硫化钠/卡托普利/醋酸锌反应混合物;常温搅拌1小时;在硫化钠/卡托普利/醋酸锌反应混合物中,硫化钠与醋酸锌的摩尔比为0.4:1;
(4)、将带有硫化钠/卡托普利/醋酸锌反应混合物的反应烧瓶移入60℃油浴锅,搅拌2小时,得到形成的Cap-ZnS NP;
(5)、通过离心超滤分离形成的Cap-ZnS NP,得到分离的Cap-ZnS NP,超滤管的截留分子量为5k,离心条件为5000-6000r/min,5分钟;稍后用调整到pH为9的超纯水进行三次超滤洗涤,得到纯化的Cap-ZnS NP;
(6)、将纯化的Cap-ZnS NP进行冷冻干燥,得到白色稳定的Cap-ZnS NP粉末。
实施例2、鉴定卡托普利修饰的硫化锌纳米粒子(Cap-ZnS NP)
2.1、Cap-ZnS NP的粒径
在常温下,将Cap-ZnS NP悬浮于乙醇和水体积比为1:1的混合液中,用JEM-2100F透射电镜(JEOL,日本)测定Cap-ZnS NP粒径大小,用Image J随机统计100个Cap-ZnSNP的粒径大小。
图1A是代表型的透射电镜照片,显示制备出的Cap-ZnS NP颗粒分散度很好。图1B显示Cap-ZnS NP的尺寸分布,主要分布在0.5-4.0纳米(nm)。
2.2、Cap-ZnS NP的红外光谱
在常温下,使用德国Bruker vertex 80v FTIR测定4000-500cm-1范围内Cap-ZnSNP和Cap的红外光谱。冻干样品在MIR-ATR模式下进行检测,结果见图1C。
结果表明,配体Cap参与形成Cap-ZnS NP后,红外光谱中的-SH伸缩振动特征峰(2566cm-1)消失,表明Cap成功地通过Zn-S键接枝到ZnS核上。
2.3、Cap-ZnS NP的X射线光电子能谱(XPS)
用ESCALAB 250Xi XPS(Thermo Fisher,美国)测定C、N、O、S、Zn的总XPS光谱和单元素光谱的元素组成、含量和结合能。用XPS PEAK分析单元素光谱数据,结果见图1D、1E、1F。
图1D的C1s、O1s、N1s、S2s、S2p和Zn2p的特征峰,以及图1E的Zn2p和图1F的S2p的高分辨率XPS谱图与Zn2p1/2、Zn2p3/2、S2p1/2和S2p3/2的理论预测非常吻合,表明ZnS核的存在和Cap成功接枝到ZnS核的表面。
实施例3、Cap-ZnS NP抗Aβ蛋白纤维化能力及其与其它两种配体修饰的硫化锌纳米粒子的比较
另外两种化合物修饰的硫化锌纳米粒子分别是巯基丁酸(4-MercaptobutyricAcid,MA)修饰的硫化锌纳米粒子(MA-ZnS NP)和二氢硫辛酸(dihydrolipoic acid,DHLA)修饰的硫化锌纳米粒子(DHLA-ZnS NP)。其制备方法与制备Cap-ZnS NP的方法相似,只是修饰的配体分别替换为MA和DHLA。其尺寸范围也与Cap-ZnS NP的尺寸范围一致。
3.1、ThT荧光光谱法比较Cap-ZnS NP、MA-ZnS NP和DHLA-ZnS NP的抗蛋白纤维化能力
采用美国Bio Tek公司的Genetic SynergyTM MX酶标仪研究Aβ40纤维化的动力学过程。取含有40μM的Aβ40和50μM的ThT的PBS缓冲溶液加入到管壁为黑色,底板为透明玻璃的96孔板之中(终浓度分别为20μM和25μM)。分别加入相同体积不同浓度的Cap-ZnS NP、MA-ZnS NP或DHLA-ZnS NP样品,使其终浓度分别为0、1、5、10、20、50ppm,用膜密封置于多功能读板仪(Synergy TM Multi-Mode MX),设定读板程序。测试条件:扫描终点荧光,激发光波长设置为445nm,检测荧光发射波长为485nm。温度保持在37℃,每隔10分钟结束时以中等强度振板10秒钟,然后测定485nm处的荧光发射光强度,连续测量60小时。通过监测ThT的荧光强度来反映三种不同配体修饰的硫化锌纳米粒子对Aβ40纤维化动力学的影响。结果见图2。
图2A、图2B和图2C分别显示了不同浓度的Cap-ZnS NP、MA-ZnS NP和DHLA-ZnS NP对浓度为20μM的Aβ40纤维化动力学的影响。结果表明,Cap-ZnS NP具有优异的抗Aβ蛋白纤维化能力,在5ppm这样极低浓度下完全抑制Aβ纤维化(ThT荧光动力学曲线完全变平)。而MA-ZnS NP和DHLA-ZnS NP虽然也表现出一定的抑制Aβ纤维化的能力,但在50ppm这样高的浓度下仍然无法实现Aβ纤维化的完全抑制。比较三者ThT荧光动力学曲线,可以看到Cap-ZnS NP在1ppm时对Aβ纤维化的抑制效果就已达到或超过其它两种硫化锌纳米粒子在50ppm终浓度下的抑制效果,表明Cap-ZnS NP的抗蛋白纤维化能力远远超过另外两种硫化锌纳米粒子。
3.2、原子力显微镜(AFM)研究Cap-ZnS NP对Aβ40纤维化微观形貌的影响
在常温下,使用FastScan原子力显微镜(Bruker,德国)对不同浓度Cap-ZnS NP存在时孵育60小时后的Aβ40纤维的微观形貌进行研究。采用ScanAsyst air模式,SNL-10针扫描,图像分辨率为512×512。
图3A、3B、3C分别显示了Cap-ZnS NP终浓度分别为0、1和5ppm时的AFM试验结果。
可以看到,当反应体系中不存在Cap-ZnS NP(0ppm)时,大量Aβ纤维出现;当Cap-ZnS NP终浓度为1ppm时,Aβ的纤维状结构转变为由细小棒状原纤维(proto-fibril)组成的聚集体;而当Cap-ZnS NP终浓度达到5ppm时,反应体系中几乎找不到Aβ纤维或原纤维结构。这一结果与ThT荧光法测得的纤维化动力学结果一致,进一步说明1ppm的Cap-ZnS NP就已展现出良好的Aβ纤维化抑制效果,而5ppm的Cap-ZnS NP即可实现完全抑制的效果。
3.3、透射电子显微镜
使用JEM-2100F透射电镜(JEOL,日本)测定Aβ40的形貌变化,结果见图3D、3E、3F。其结果与AFM测试结果一致。
实施例4、Aβ诱导PC-12细胞损伤的AD模型试验
PC-12细胞从武汉普诺赛生命科技有限公司获得。用CCK8法检测PC-12细胞的细胞存活率。这些细胞在含10% FBS和1% PS的DMEM培养基中培养,培养温度为37℃,CO2浓度为5%。在细胞生长到合适的数量后,将100μL状态良好的细胞接种在密度为5×104细胞mL-1的96孔板中,培养24小时(n=6)。然后,移除所有与细胞共孵育的培养基,并将不同剂量的Cap-ZnS NP、Aβ40或其混合液添加到96孔板(每孔100μL)中,再孵育22小时。随后,向每个孔中添加100μL含有10% CCK-8的DMEM溶液并培养2小时。用酶标仪测试450nm处吸光度,结果见图4。
图4A显示了不同浓度Cap-ZnS NP对PC-12细胞存活率的影响,可以看到,当Cap-ZnS NP终浓度达到100ppm时,细胞存活率仍然保持在92%以上,说明Cap-ZnS NP在细胞层面具有良好的安全性。图4B显示了,在Aβ40(终浓度为25μM)存在的情况下,不同浓度的Cap-ZnS NP对PC-12细胞的细胞存活率的影响。Aβ40引起PC-12细胞存活率的显著下降(从100%降至68.5±5.2%),但Cap-ZnS NP的加入使得细胞存活率明显恢复,且此效应随着Cap-ZnSNP浓度的增加而显著增加。当Cap-ZnS NP终浓度达到100ppm时,细胞存活率恢复至90%以上。这一结果说明,Cap-ZnS NP能显著降低Aβ40诱导的PC12细胞损伤,显示了Cap-ZnS NP的神经保护作用。
实施例5、LPS诱导的细胞炎症实验
试验药物:Cap-ZnS NP、L-Cys-ZnS NP、D-Cys-ZnS NP、L-NIBC-ZnS NP、D-NIBC-ZnS NP、L-NAC-ZnSNP、D-NAC-ZnSNP。
人星形胶质细胞(Human astroglias,HA)从武汉普诺赛生命科技有限公司获得。细胞培养液为含10%FBS和1%PS的DMEM培养基,细胞培养箱培养温度为37℃,CO2浓度为5%。将状态良好的HA细胞以2.4×108个/mL种于6孔板中孵育。依次设置为,空白对照组,LPS损伤模型对照组,4个Cap-ZnS NP试验组(终浓度分别为1ppm、5ppm、10ppm或20ppm)(n=4)和1个Cap对照组(Cap终浓度为20ppm)(n=4)。待细胞生长24小时后,加入DMEM基本培养基和Cap-ZnS NP或Cap进行预处理,2小时后加入LPS(终浓度为5ppm)。再继续培养24h后,收集培养基和细胞,ELISA试剂盒检测细胞培养基中炎症因子(IL-6、IL-8、IL-1β、hs-CRP、TNF-α)蛋白表达水平。具体方法如下:取稀释到特定浓度的标准品和样本稀释液100μL加入到96孔板中,在37℃下孵育90分钟后去掉孔内液体,加入生物素化抗体工作液100μL孵育1h后洗板,酶结合物工作液100μL孵育0.5h后洗板,显色剂(TMB)90μL避光孵育15min,终止液50μL终止反应。酶标仪检测450nm处的吸光度。
L-Cys-ZnS NP、D-Cys-ZnS NP、L-NIBC-ZnS NP、D-NIBC-ZnS NP、L-NAC-ZnSNP和D-NAC-ZnSNP也均采用上述步骤开展试验。
图5A、5B、5C、5D和5E分别显示了五种炎症因子IL-6、IL-8、IL-1β、hs-CRP和TNF-α的蛋白表达水平。可以看到,LPS引起五种炎症因子的大幅度上升(相对于空白对照组,P均小于0.001,###),表明造模成功。而Cap-ZnS NP的加入则均显著抑制五种炎症因子的上升(相对于LPS模型对照组,P均小于0.05,*,小于0.01,**,或小于0.001,***),且随着浓度的提高,这一效果呈明显的增强趋势。当Cap-ZnS NP的浓度达到100ppm时,五种炎症因子的水平几乎降至与正常对照组相近的水平。然而,Cap对照组的炎症因子水平相对于LPS模型对照组均无显著下降。以上结果说明,Cap-ZnS NP在细胞实验中表现出优异的抗炎作用。
L-Cys-ZnS NP、D-Cys-ZnS NP、L-NIBC-ZnS NP、D-NIBC-ZnS NP、L-NAC-ZnSNP和D-NAC-ZnSNP与Cap-ZnS NP效果相似,也表现出优异的抗炎作用,在此不赘述。
实施例6、小鼠急性毒性及组织分布与代谢试验
6.1、试验方法
(1)小鼠的饲养
清洁级昆明小鼠42只,6-8周龄,体重为25-30kg,雌雄小鼠各21只,饲养于普通笼中,每天光照和黑暗时间均为12小时,实验期间小鼠可自由进食与饮水。随机挑选雌雄小鼠分为1-6组(7只/组)进行实验。
(2)组织处理
第1组和第2组用于小鼠急性毒性试验。其中第1组为药物试验组,第2组为空白的对照组。药物试验组用腹腔注射的方法注射100mg/Kg小鼠体重的Cap-ZnS NP药物,空白对照组则注射相同体积的生理盐水。24小时后处死小鼠,生理盐水灌流后,解剖取出心脏、肝脏、脾脏、肺、肾脏、脑,放入4%多聚甲醛中固定。将固定后的动物组织放入包埋盒中,流水冲洗30分钟去除组织中的多聚甲醛。将组织采用酒精梯度脱水及二甲苯中透明。将透明后的组织依次浸入石蜡和二甲苯1:1混合液中90分钟,再放入石蜡中2小时,立即冷却。采用石蜡切片机将组织作5μm连续切片,60℃烤片2小时备用。将切片浸入二甲苯5分钟脱蜡,重复3次。然后将切片依次浸入梯度乙醇(100%、90%、80%和70%)中各5分钟,流动自来水冲洗5分钟。将切片在苏木精染液中染色5分钟后用自来水洗去玻片上多余染液,0.7%盐酸乙醇分色10秒,用自来水冲洗玻片至镜检细胞核及核染色质清晰。采用70%和90%乙醇脱水10分钟后,用0.5%伊红溶液染色5分钟,采用流动水冲洗多余染液。染色后的切片依次用70%、80%、90%、100%乙醇脱水10秒,用二甲苯浸泡1分钟使组织透明,于通风处自然风干。快速滴加适量中性树胶,玻片封片。采用光学显微镜观察病理切片及拍照,每张切片各随机选取2个视野对所有组织做分析。
第3至第6组用于探索药物的组织分布。每组按20mg/Kg小鼠体重的量用腹腔注射的方式给药Cap-ZnS NP,分别在2、6、12或24小时后处死,解剖后取心、肝、脾、肺、肾及脑,立即放入液氮中冷冻干燥,五天后取出,研磨成均匀粉末,称取2mg的组织粉末消解于浓硝酸和双氧水的混合溶液中(体积比为5:1),用于电感耦合等离子体发射光谱测试心、肝、脾、肺、肾及脑内Cap-ZnS NP的含量。
6.2、试验结果
急性毒性实验研究发现,Cap-ZnS NP给药24小时内未对小鼠眼睛,皮肤及粘膜以及小鼠呼吸、摄食、运动及排泄造成影响。进一步病理检测发现,如图6所示,与空白对照组(上)相比,Cap-ZnS NP试验组小鼠主要器官包括心脏、肝脏、脾脏、肺脏及脑组织细胞排列正常,未见炎细胞浸润。以上研究表明,Cap-ZnS NP未对正常组织器官造成明显毒副作用,具有良好的生物安全性。
图7显示了Cap-ZnS NP药物在心、肝、脾、肺、肾及脑内等组织中的含量。结果表明,药物在6小时左右在各器官中含量达到最大值,然后随时间延长逐步下降。脑内也观察相当量的药物,说明药物可穿透血脑屏障进入大脑。
实施例7、APP/PS1双转基因AD模型小鼠试验
7.1、试验方法
试验药物:Cap-ZnS NP、L-Cys-ZnS NP、D-Cys-ZnS NP、L-NIBC-ZnS NP、D-NIBC-ZnS NP、L-NAC-ZnSNP、D-NAC-ZnSNP、MA-ZnS NP、DHLA-ZnS NP。
试验小鼠为60周龄的C57BL/6种系APP/PS1转基因AD模型小鼠。将模型小鼠随机分为模型对照组、Cap-ZnS NP给药组、L-Cys-ZnS NP给药组、D-Cys-ZnS NP给药组、L-NIBC-ZnS NP给药组、D-NIBC-ZnS NP给药组、L-NAC-ZnS NP给药组、D-NAC-ZnS NP给药组、MA-ZnSNP给药组和DHLA-ZnS NP给药组,同时设置同年龄组C57BL/6野生型小鼠作为正常对照组,每组15只小鼠。各给药组分别每天1次腹腔注射相应药物的生理盐水溶液,剂量为20mg/Kg小鼠体重,注射体积为100μL,模型对照组和正常对照组小鼠则腹腔注射相同体积的生理盐水。
连续给药4周后采用Morris水迷宫试验对所有动物的认知功能及记忆功能进行分析。
定位航行试验:Morris水迷宫测试系统由水迷宫和自动录像及分析系统两部分组成,水迷宫上方有摄像机与计算机连接。水迷宫由直径为120cm,高60cm的圆形水池以及直径为9cm的站台构成,液面高出站台0.5cm,水温维持在22±0.5℃。使用白色色素将水染为乳白色。定位航行试验用于测量小鼠在水迷宫中的学习和记忆能力,历时5天。将水迷宫划分为N、S、W、E 4个象限。平台放置在固定象限。整个试验过程中平台位置固定不变。训练时,每天从不同象限1/2弧度处将小鼠头朝向池壁,靠近外壁轻轻放入水中。记录小鼠爬到隐藏平台上的时间或到达60s时即停止试验。小鼠在平台上后让其在平台上停留30s,倘若小鼠60s内未找到平台,则试验者引导小鼠爬上平台,并让其停留30s。通过摄像跟踪系统记录试验过程中小鼠寻台潜伏期。每只动物试验后移开用吹风机温和吹干。每只动物每天训练4次,训练之间间隔20min,连续训练5天。
空间探索试验:第5天训练完毕后,第6天移走平台,将小鼠由平台最远端点面朝池壁轻轻放入水中,用摄像机记录小鼠60s内的运动轨迹,软件分析小鼠的穿台次数,目标象限停留时间和目标象限游泳时间。
实验结果均以用表示,所有数据采用SPSS软件(SPSS 21)处理,采用单因素方差分析(Post-Hoc Dunnett test),P<0.05表示差异有统计学意义。不属于正态分布的数据采用Kruskal-Wallis H检验和Mann-Whitney U检验对数据做统计分析。
行为学试验结束后,小鼠腹腔注射7%水合氯醛麻醉后,建立心脏灌流连接,采用生理盐水快速冲洗7分钟,后采取4%水合氯醛灌流固定组织7分钟。灌流结束后,小心采取脑组织置于4%灌流液中,常温保存备用。采用免疫组化的方法检测Aβ40及炎症因子在海马和皮层的表达:灌流组织脱水、透明、浸蜡及包埋后,采用石蜡切片机切片。采用二甲苯、无水乙醇梯度脱蜡。微波进行抗原修复后,切片用氧化氢孵育后,血清封闭切片30min。常温加入一抗Aβ40,IL-1β、TNF-α、GFAP、IL-6或COX-2(1:100),在4℃孵育过夜(15h)。弃去一抗,PBS清洗切片,加入HRP标记的山羊抗兔/小鼠二抗,常温孵育30min。PBS冲洗切片后,加显色剂DAB显色液显色,Harris苏木素复染及脱水、封片。采用荧光显微镜拍照,采用Image J对切片进行定量分析。
2、试验结果
图8给出了Cap-ZnS NP、MA-ZnS NP和DHLA-ZnS NP三种药物连续4周给药对雄性小鼠Morris水迷宫成绩的影响。在定位航行试验训练过程(图8A)中,与正常对照组(●)相比,从训练第2天到第5天,模型对照组(■)小鼠的寻台潜伏期显著性高于正常小鼠(P<0.05,#;P<0.01,##)。与模型对照组相比,Cap-ZnS NP给药组(Δ)能大幅度降低小鼠的寻台潜伏期,且从第3天起相对于模型对照组均出现显著性差异(第3、4、5天P值均小于0.05,*)。然而,MA-ZnS NP(□)和DHLA-ZnS NP给药组(○)则对寻台潜伏期无明显降低作用。
空间探索实验结果(图8B-D)表明,与正常对照组小鼠相比,模型对照组小鼠在穿台次数(图8B)(P<0.05,#)、目标象限游泳时间(图8C)(P<0.05,#)以及目标象限停留时间(图8D)(P<0.05,#)均显著性降低。与模型对照组相比,MA-ZnS NP和DHLA-ZnS NP未能提高小鼠的穿台次数(图8B),而Cap-ZnS NP给药组穿台次数有较大提升,但无统计学差异(P>0.05)。
对于目标象限游泳时间和目标象限停留时间(图8C和图8D),Cap-ZnS NP药物显著提升了这两个数值(P均小于0.05,*),但MA-ZnS NP和DHLA-ZnS NP均无效。
以上数据表明,Cap-ZnS NP药物可显著改善AD模型小鼠的认知与记忆能力,MA-ZnS NP和DHLA-ZnS NP则无此作用。
L-Cys-ZnS NP、D-Cys-ZnS NP、L-NIBC-ZnS NP、D-NIBC-ZnS NP、L-NAC-ZnS NP、D-NAC-ZnS NP给药组的结果与Cap-ZnS NP给药组的结果类似,也有显著效果,在此不赘述。
图9是免疫组织化学试验结果的代表性图片。如图9所示,野生型小鼠海马区内无Aβ40斑块及显著炎症因子包括IL-1β,TNF-α及GFAP表达。与正常对照组的野生型小鼠比较,模型对照组小鼠海马区内具有大量Aβ40斑块以及IL-1β,TNF-α及GFAP等炎症因子表达。Cap-ZnS NP给药组海马区内仅可见少量Aβ40斑块及TNF-α,IL-1β及GFAP表达不明显,接近正常对照组。统计结果表明,Cap-ZnS NP给药组海马区内Aβ40斑块数目相对于模型对照组下降了71.8%,有显著统计学差异(P<0.01),TNF-α,IL-1β及GFAP表达下降幅度也均超过70%(P<0.01)。以上研究表明Cap-ZnS NP给药可通过显著性降低AD模型鼠脑内Aβ斑块及大幅度抑制AD模型小鼠的中枢性炎症,从而降低神经元细胞的损伤,进而治疗AD。由于本试验所采用的AD模型小鼠为60周龄的老年小鼠,且给药周期仅仅4周,就达到了如此好的效果,说明Cap-ZnS NP药物在AD治疗中有极好的应用前景。
本发明所述的R-ZnSNP具有制备方式简单、生物相容性好等特点。
本发明提供的一种R-ZnSNP,具有以下的优势:
第一、R-ZnS NP抑制Aβ纤维化的效率明显高于其他配体(如巯基丁酸4-Mercaptobutyric Acid(MA)和二氢硫辛酸dihydrolipoic acid,DHLA)修饰的ZnS NP,且能在5ppm的超低剂量完全抑制浓度为20μM的Aβ的纤维化。
第二、R-ZnSNP在脂多糖诱导的星形胶质细胞炎症模型实验中能大幅度降低促炎因子(IL-1β,IL-6,TNF-a,IL-8和hs-CRP)的表达。
第三、R-ZnS NP在Aβ诱导细胞损伤模型实验中显著降低了由于Aβ纤维化带来的细胞毒性。
第四、R-ZnS NP在APP/PS1双转基因AD小鼠模型实验中显著减少AD模型小鼠脑内海马区Aβ斑块,同时显著降低AD模型小鼠脑内神经炎症因子的水平。在APP/PS1双转基因AD模型小鼠实验中,R-ZnS NP显著改善模型小鼠的认知与记忆行为学障碍。
第五、R-ZnS NP能够穿透血脑屏障进入小鼠脑内。
第六、R-ZnS NP在动物层面上具有生物安全性。
包含配体L-半胱氨酸、D-半胱氨酸、L-NIBC、D-NIBC、L-NAC或D-NAC的硫化锌纳米粒子按照上述的方法合成、鉴定和试验;它们在降低抑制因子的表达、抑制Aβ纤维化和治疗Aβ相关疾病如AD上都表现出了相似的效果;在此不再赘述。
工业实用性
配体修饰的硫化锌纳米粒子(R-ZnS NP)可用于治疗阿兹海默症。它们适用于工业应用。

Claims (7)

1.配体修饰的硫化锌纳米粒子,其特征在于,其中所述配体修饰的硫化锌纳米粒子包括:
硫化锌核;和
修饰硫化锌核的配体;所述配体选自L-半胱氨酸、D-半胱氨酸、N-异丁酰基-L-半胱氨酸(L-NIBC)、N-异丁酰基-D-半胱氨酸(D-NIBC)、N-乙酰基-L-半胱氨酸(L-NAC)和N-乙酰基-D-半胱氨酸(D-NAC);
所述硫化锌核的直径为0.5-4.0nm;
所述修饰硫化锌核的配体位于所述硫化锌核的表面。
2.根据权利要求1所述的配体修饰的硫化锌纳米粒子,其特征在于,所述硫化锌核的直径为1.0-3.5nm。
3.配体修饰的硫化锌纳米粒子(R-ZnS NP)的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括:
将配体溶于去离子水,得到配体水溶液;其中所述配体水溶液中配体的浓度是0.02-2.0mol/L;
将醋酸锌溶液加入配体水溶液得到醋酸锌/配体反应混合物;其中所述醋酸锌溶液的浓度是0.01-1.0mol/L;所述配体和醋酸锌的摩尔比范围为1:1-10:1;
调整醋酸锌/配体反应混合物的pH值到7-10;
将硫化钠水溶液滴加到pH值调整后的醋酸锌/配体反应混合物得到硫化钠/醋酸锌/配体反应混合物;其中所述硫化钠与所述醋酸锌/配体反应混合物中的醋酸锌的摩尔比范围为0.1:1–5:1;
加热硫化钠/醋酸锌/配体反应混合物到预定温度,并在预定时间内维持反应得到R-ZnS NP;其中所述预定温度为50-100摄氏度;所述预定时间为1-5小时;
所述配体选自L-半胱氨酸、D-半胱氨酸、N-异丁酰基-L-半胱氨酸(L-NIBC)、N-异丁酰基-D-半胱氨酸(D-NIBC)、N-乙酰基-L-半胱氨酸(L-NAC)和N-乙酰基-D-半胱氨酸(D-NAC)。
4.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于,所述制备方法进一步包括:
用超滤离心管纯化R-ZnS NP;其中所述超滤离心管的截留分子量为5k道尔顿。
5.配体修饰的硫化锌纳米粒子在治疗患者Aβ纤维化引起/相关的阿兹海默症中的用途,所述配体修饰的硫化锌纳米粒子如权利要求1-2所述。
6.药物组合物,其特征在于,所述药物组合物包含如权利要求1-2所述配体修饰的硫化锌纳米粒子,其中所述药物组合物用于治疗患者Aβ纤维化引起/相关的阿兹海默症、大脑淀粉样血管病、青光眼视网膜神经节细胞退变或肌炎/肌病。
7.药物组合物,其特征在于,所述药物组合物包含如权利要求1-2所述配体修饰的硫化锌纳米粒子,其中所述药物组合物用于治疗患者患有白细胞介素-6、白细胞介素-8、白细胞介素-1β、超敏C反应蛋白或肿瘤坏死因子α过度表达。
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DE10125882B4 (de) * 2001-05-28 2007-03-29 Esparma Gmbh Arzneimittel enthaltend Ambroxol, dessen Salze und/oder Prodrugs zusammen mit α-Liponsäure im Rahmen der Behandlung des Diabetes mellitus
US20070128707A1 (en) * 2005-11-10 2007-06-07 Oregon State University Method for making metal oxides
US9456999B2 (en) * 2011-12-05 2016-10-04 Allium Vitalis, Inc. Organosulfur compounds for the prevention and treatment of neurodegenerative diseases
CN105504151A (zh) * 2016-02-24 2016-04-20 湖北大学 一种高折射水凝胶型纳米复合材料的制备方法及应用
CN108785684B (zh) * 2018-06-07 2020-06-16 暨南大学 一种槲皮素修饰的纳米硫及其制备方法与在抗阿尔兹海默症药物中的应用
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