CN117338947A - 一种羟烷基淀粉-光敏剂偶联的两亲性大分子化合物、纳米载药系统及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明属于化学、药学、医学等多学科技术领域,更具体地,涉及一种羟烷基淀粉‑光敏剂偶联的两亲性大分子化合物、纳米载药系统及其制备方法和应用。本发明采用疏水性卟啉类杂环大环有机化合物光敏剂作为疏水端,与羟烷基淀粉偶联,并与羟烷基淀粉‑铂(IV)偶联物共同组装形成纳米粒,实验发现该两亲性大分子化合物可以很好的改善光敏剂的水溶性,并且还能够保持光敏剂的光动力特性,赋予了其靶向肿瘤的特性,提高光敏剂生物利用度,同时加入的羟烷基淀粉‑铂(IV)偶联物可以在体内释放出顺铂,抑制硫氧还蛋白酶的活性,破坏肿瘤氧化还原平衡,促进光动力治疗效果,实现了抗肿瘤药物的靶向联合治疗。
Description
技术领域
本发明属于化学、药学、医学等多学科技术领域,更具体地,涉及一种羟烷基淀粉-光敏剂偶联的两亲性大分子化合物、纳米载药系统及其制备方法和应用。
背景技术
光动力治疗(Photodynamic Therapy,PDT)是非常重要的现代肿瘤治疗手段,具有微创、靶向性好、不良反应小等优点。光动力治疗由光敏剂,氧气和光三部分组成,三者共同作用产生活性氧,从而对肿瘤进行杀伤,达到抗肿瘤的效果。光敏剂(Photosensitizer PS)是一种本身稳定性良好且没有暗毒性的有机或无机物,在特定波长光线的照射下会产生单线态氧等强氧化性分子。但是多数的光敏剂,如焦脱镁叶绿酸-a都是水难溶性和非特异性的,这限制了其在肿瘤治疗中的应用。而且,报道称光动力治疗的疗效会受到胞内高还原力的抑制,影响光动力治疗效果。
化疗是目前治疗肿瘤最有效的手段之一。许多常见的化疗药物虽然有一定的治疗效果,但目前上市的大量化疗药物仍存在着极大的缺陷。二价铂类药物对肿瘤的选择性主要来源于肿瘤对营养的高需求,但是这种选择性是非常弱的,其他快速生长的组织(如骨髓,毛囊等)也会因为摄取增多而产生毒性;同时,Pt(Ⅱ)类药物往往通过肾脏清除,因此也会产生一定的肝毒性和肾毒性。此外,Pt(Ⅱ)类药物是不稳定的,它们在血液循环中容易与亲核试剂(尤其是人血清白蛋白)发生反应,导致生物利用率降低和毒副作用的增加。四价铂前药是通过将二价铂氧化加成两个轴向配体而得到的低自旋的正八面体配合物,它的正八面体结构使得四价铂前药不易与其他配体发生反应,但能够被还原试剂还原,释放两个轴向配体,从而释放出原本的二价铂药物。这使得四价铂前药可以在血液循环中保持稳定,而在细胞中迅速转化成二价铂,发挥作用。四价铂配合物可以降低二价铂的毒副作用,但同样是小分子,在进行药物输送时也存在一些问题,如水溶性差,血液清除速度过快,肿瘤部位蓄积不足以及生物利用率低等。
经过近几十年的科技发展,纳米载药系统成为了能够有效解决上述问题的有效手段之一。目前已有多种载药纳米制剂进入市场,另外还有大量纳米制剂处于临床研究及临床前研究阶段。两亲性聚合物载药纳米系统是目前研究比较多的纳米载药系统之一。它能够提供一个疏水的核心增溶疏水性药物分子,同时其亲水的外壳能够降低蛋白吸附,减少网状内皮系统的吞噬清除作用,延长药物在体内的半衰期。
然而,在实际的两亲性纳米载药系统构建过程中,虽然可能一定程度上能够解决光敏剂和化疗药物水溶性差、血液清除速度过快等的技术问题,但往往制备得到的纳米载药系统要么降低光敏剂本身的光动力治疗效果,要么药物在肿瘤部位靶向摄取量不足,导致载药系统对肿瘤杀伤效果不佳。
发明内容
针对现有技术的缺陷,本发明的目的在于提供一种羟烷基淀粉-光敏剂偶联的两亲性大分子化合物、纳米载药系统及其制备方法及应用,以解决现有技术光敏剂生物相容性差、生物利用度低、抗肿瘤药物靶向性不强等导致抗肿瘤疗效不佳的技术问题。
为实现上述目的,本发明提供了一种羟烷基淀粉-光敏剂偶联的两亲性大分子化合物,该大分子化合物由羟烷基淀粉和光敏剂通过化学键偶联得到;所述光敏剂为疏水性卟啉类杂环大环有机化合物;该两亲性大分子化合物中所述光敏剂作为疏水端,所述羟烷基淀粉作为亲水端。
优选地,所述疏水性卟啉类杂环大环有机化合物为mTHPC、叶绿素-a、BPMppa、脱镁叶绿酸a和焦脱镁叶绿酸-a中的一种或多种。
优选地,所述羟烷基淀粉为羟甲基淀粉、羟乙基淀粉、羟丙基淀粉或羟丁基淀粉。
优选地,所述化学键为酰胺键或酯键。
按照本发明的另一个方面,提供了一种所述的两亲性大分子化合物的制备方法,包括如下步骤:将光敏剂与羟烷基淀粉在1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐和4-二甲氨基吡啶存在条件下,反应生成羟烷基淀粉-光敏剂偶联物;其中,所述羟烷基淀粉的分子量为25~480kDa,所述羟烷基的摩尔取代度为0.4~0.6。
按照本发明的另一个方面,提供了一种基于所述两亲性大分子化合物的纳米载药系统,包含所述两亲性大分子化合物,还包含羟烷基淀粉-铂(IV)偶联物。
优选地,将所述羟烷基淀粉-光敏剂两亲性大分子化合物与羟烷基淀粉-铂(IV)偶联物混合后通过乳化法、透析法或高压乳匀法制备得到所述纳米载药系统。
优选地,所述羟烷基淀粉-光敏剂偶联物中的光敏剂与羟烷基淀粉-铂(IV)偶联物中的铂元素的质量比是1:(1~5);优选为1:(1~2)。
按照本发明的另一个方面,提供了一种所述的纳米载药系统在制备治疗和/或预防癌症的药物中的应用。
按照本发明的另一个方面,提供了一种抗癌药物,包括所述的纳米载药系统和药学上可接受的添加剂。
总体而言,通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比,具有以下有益效果:
(1)本发明提供的一种羟烷基淀粉-光敏剂偶联的两亲性大分子化合物,亲水端为羟烷基淀粉,疏水端为疏水性卟啉类杂环大环有机化合物。羟烷基淀粉具有良好的生物相容性,生物降解性,无毒性,优异的水溶性和极低的超敏性。通过接入羟烷基淀粉,光敏剂的溶解性显著改善,且其光动力性能也被保留。
(2)本发明使用的光敏剂分子结构为一个大平面,位阻较大且刚性,无法直接连接在某些高分子化合物的主链上,而羟烷基淀粉则为光敏剂提供了连接位点,使得光敏剂能够连接到高分子化合物上,解决了该光敏剂溶解性差的问题。
(3)本发明提供的羟烷基淀粉-光敏剂偶联两亲性大分子化合物的制备方法简单,条件温和,制备方法便于操作和控制、安全性高。
(4)本发明采用具有光动力治疗特性的疏水性卟啉类杂环大环有机化合物光敏剂作为疏水端,与羟烷基淀粉偶联,并与羟烷基淀粉-铂(IV)共同组装形成纳米粒,制备方法简单易行,制备条件温和,成本低。实验证明,本发明通过将光敏剂-羟烷基淀粉大分子化合物与羟烷基淀粉--铂(IV)混合共组装制备纳米粒,光敏剂与羟烷基淀粉的反应基团不在光敏剂的卟啉环上,而且二者共组装后,Pt也没有以配位的方式出现在光敏剂卟啉环的中心,这可能是本发明制备得到的纳米载药系统结构稳定、肿瘤治疗效果较佳的原因。然而,实验中也发现,当同时将光敏剂与铂(IV)修饰于羟烷基淀粉上构建纳米载药系统时,与本发明共组装构建的纳米载药系统相比,不仅药物摄取量很低,而且肿瘤杀伤效果很差。
(5)本发明采用具有光动力性能且对肿瘤细胞具有一定选择性的疏水性卟啉类杂环大环有机化合物光敏剂作为疏水端,与羟烷基淀粉偶联,并与羟烷基淀粉-铂(IV)偶联物共同组装形成纳米粒,实验发现该两亲性大分子化合物可以很好的改善光敏剂的水溶性,并且还能够保持光敏剂的光动力特性,赋予了其靶向肿瘤的特性,提高光敏剂生物利用度,同时加入的羟烷基淀粉-铂(IV)偶联物可以在体内释放出顺铂,抑制硫氧还蛋白酶的活性,破坏肿瘤氧化还原平衡,促进光动力治疗效果,实现了抗肿瘤药物的靶向联合治疗和协同增效。
附图说明
图1为本发明实施例1制备化合物HP的流程;
图2为本发明实施例2中羟乙基淀粉,焦脱镁叶绿酸-a,HP的核磁共振氢谱图;
图3为本发明实施例2中羟乙基淀粉,HP的红外光谱图;
图4为本发明实施例3中利用动态光散射仪检测PtHP NP的水合粒径分布图;
图5为本发明实施例3中利用电镜检测PtHP NP的形貌图;
图6为本发明实施例3中利用动态光散射仪检测PtHP NP 7天内的稳定性;
图7为本发明实施例4中焦脱镁叶绿酸-a和PtHP NP的紫外可见光吸收光谱图;
图8为本发明实施例4中焦脱镁叶绿酸-a和PtHP NP的荧光发射光谱图;
图9为本发明实施例5中焦脱镁叶绿酸-a和PtHP NP在体外的光稳定性;
图10为本发明实施例5中焦脱镁叶绿酸-a和PtHP NP在体外的光动力性能;
图11为本发明实施例6中利用激光共聚焦显微镜检测肿瘤细胞对HP和PtHP NP的细胞摄取情况;
图12为本发明实施例6中利用流式细胞仪检测肿瘤细胞对HP和PtHP NP的细胞摄取情况;
图13为本发明实施例7中利用激光共聚焦显微镜检测PtH,HP和PtHP NP诱导的胞内ROS生成情况;
图14为本发明实施例7中利用流式细胞仪检测肿瘤细胞对PtH,HP和PtHP NP诱导的胞内ROS生成情况;
图15为本发明实施例8中HP和PtHP NP在不同药物浓度下对肿瘤细胞的杀伤作用;
图16为本发明实施例9中PtH和PtHP NP对肿瘤细胞TrxR的影响;
图17为本发明实施例9中PtH和PtHP NP对肿瘤细胞GSH/GSSH比率的影响;
图18为本发明实施例10中PPa,HP和PtHP NP在小鼠肿瘤部位富集的活体成像图(内容A)和相对定量检测图(内容B);
图19为本发明实施例10中PPa,HP和PtHP NP在小鼠各脏器及肿瘤富集的荧光成像图(内容A)和相对定量检测图(内容B);
图20为本发明实施例11中小鼠经不同给药处理后体重变化曲线图;
图21为本发明实施例11中小鼠经不同给药处理后瘤体积变化曲线图;
图22为本发明实施例11中小鼠经不同给药处理后离体瘤重变化图;
图23为本发明实施例11中小鼠经不同给药处理后剥离的瘤子大小的图片;
图24为本发明实施例11中经不同给药处理后的小鼠各脏器的HE染色切片图;
图25为本发明实施例11中分别对经不同给药处理后的小鼠血液中白细胞量、红细胞量、血红蛋白量和血小板量的检测图;
图26为本发明实施例11中分别对经不同给药处理后的小鼠血清中肌酐量、谷丙转氨酶量、谷草转氨酶量、肌酐激酶量、尿素氮量的检测图;
图27为本发明实施例11中分别对经不同给药处理后的小鼠肿瘤组织中ROS生成情况的检测图;
图28为本发明实施例11中分别对经不同给药处理后的小鼠肿瘤组织中细胞凋亡情况的检测图;
图29为本发明实施例11中分别对经不同给药处理后的小鼠肿瘤组织中CD44+CD24-CSCs占比情况的检测图;
图30为本发明实施例11中分别对经不同给药处理后的小鼠肿瘤组织中肿瘤浸润T细胞的检测图;
图31内容(a)为对比例1制备得到的铂(Ⅳ)-羟乙基淀粉-焦脱镁叶绿酸-a纳米粒(Pt-HES-PPa NP)的水合粒径分布图,内容(b)为利用动态光散射仪检测铂(Ⅳ)-羟乙基淀粉-焦脱镁叶绿酸-a纳米粒7天内的稳定性;
图32为通过流式细胞仪检测的Pt-HES-PPa NP和HP以及对照组的荧光强度;
图33为HP和Pt-HES-PPa NP在不同药物浓度下对肿瘤细胞的杀伤作用。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
本发明提供的一种羟烷基淀粉-光敏剂偶联的两亲性大分子化合物,该大分子化合物由羟烷基淀粉和光敏剂通过化学键偶联得到;所述光敏剂为疏水性卟啉类杂环大环有机化合物;该两亲性大分子化合物中所述光敏剂作为疏水端,所述羟烷基淀粉作为亲水端。
一些实施例中,所述疏水性卟啉类杂环大环有机化合物为mTHPC(间4-羟基氯苯酚)、叶绿素-a、BPMppa、脱镁叶绿酸a和焦脱镁叶绿酸-a中的一种或多种。所述羟烷基淀粉为羟甲基淀粉、羟乙基淀粉、羟丙基淀粉或羟丁基淀粉。较佳地,所述羟烷基淀粉为羟乙基淀粉,羟乙基淀粉的分子量为25~480kDa,羟乙基的取代度为0.4~0.6,所述羟乙基淀粉的规格可以为480/0.4,480/0.5,480/0.6,200/0.4,200/0.5,200/0.6,130/0.4,130/0.5,130/0.6,70/0.5,25/0.5,优选130/0.4,其中130表示羟乙基淀粉的分子量,单位为kDa,0.4为羟乙基的取代度。所述化学键为酰胺键或酯键。较佳实施例中,所述光敏剂为焦脱镁叶绿酸-a(PPa),所述焦脱镁叶绿酸-a与所述羟烷基淀粉通过酯键连接。
本发明还提供了一种所述的两亲性大分子化合物的制备方法,包括如下步骤:将光敏剂与羟烷基淀粉在1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐和4-二甲氨基吡啶存在条件下,反应生成羟烷基淀粉-光敏剂偶联物;其中,所述羟烷基淀粉的分子量为25~480kDa,所述羟烷基的摩尔取代度为0.4~0.6。
一些实施例中,所述两亲性大分子化合物的制备方法包括如下步骤:
(1)将溶解于有机溶剂中的光敏剂与1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐和4-二甲氨基吡啶混合,搅拌反应0.4-0.6小时,得到羧基活化的光敏剂溶液;所述光敏剂与1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐和4-二甲氨基吡啶的摩尔比为1:(3.5~4):(3.5~4);所述溶解于有机溶剂中的光敏剂中光敏剂的浓度为3~5mmol/L;所述有机溶剂为二甲亚砜和/或N,N–二甲基甲酰胺等;
(2)向步骤(1)所述羧基活化的光敏剂溶液与羟烷基淀粉混合,在25~40℃下搅拌24~72h,使之发生酯化或酰胺化反应,反应完成后,采用异丙醇沉淀并洗涤反应产物,离心分离后,用有机溶剂溶解反应产物,透析后冷冻干燥得到所述两亲性大分子化合物。其中,所述羟烷基淀粉与所述光敏剂的质量比为4~6:1。
另一些实施例中,使羟烷基淀粉修饰带有氨基,然后和含有羧基的光敏剂发生酰胺化反应,可以得到以酰胺键偶联的羟烷基淀粉-光敏剂两亲性大分子化合物。
一些实施例中,所述两亲性大分子化合物中光敏剂的载药量为1~5wt%,更佳为2~4wt%。
本发明还提供了一种基于所述两亲性大分子化合物的纳米载药系统,包含所述两亲性大分子化合物,还包含羟烷基淀粉-铂(IV)偶联物。
一些实施例中,将所述羟烷基淀粉-光敏剂两亲性大分子化合物与羟烷基淀粉-铂(IV)偶联物混合后通过乳化法、透析法或高压乳匀法制备得到所述纳米载药系统。
本发明一些实施例中,所述羟烷基淀粉-铂(IV)偶联物通过如下方法制备得到:
(1)将顺铂与双氧水在45~60℃反应生成Pt(IV)-(OH)2;
(2)将步骤(1)获得的Pt(IV)-(OH)2与丁二酸酐反应生成轴向羧酸配位的铂(IV)配合物Pt(IV)-(COOH)x,1.0≤x<2.0;
(3)将步骤(2)获得的轴向羧酸配位的铂(IV)配合物Pt(IV)-(COOH)x,1.0≤x<2.0,与羟乙基淀粉在1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDCI)和4-二甲氨基吡啶(DMAP)存在的条件下反应生成羟乙基淀粉-铂(IV)偶联物。
所述羟烷基淀粉-光敏剂偶联物中的光敏剂与羟烷基淀粉-铂(IV)偶联物中的铂元素的质量比是1:(1~5),较佳为1:(1~2)。
一些实施例中,所述纳米载药系统的制备方法,包括如下步骤:将羟烷基淀粉-光敏剂偶联的两亲性大分子化合物与羟烷基淀粉-铂(IV)偶联物按照质量比1:0.8~1.2混合后溶于超纯水中,然后加入有机溶剂,所述超纯水与有机溶剂的体积比为(1~3mL):(100~300μL);再进行超声乳化,乳化后的溶液去除有机溶剂,最后采用超纯水定容,得到所述纳米载药系统。
一些实施例中,将羟烷基淀粉-光敏剂偶联的两亲性大分子化合物与羟烷基淀粉-铂(IV)偶联物按照质量比1:0.8~1.2混合后溶于超纯水中,其中所述羟烷基淀粉-光敏剂偶联的两亲性大分子化合物与超纯水的质量比为1:1.8~2.2。所述有机溶剂为二氯甲烷、二氯乙烷、三氯甲烷等,超声功率为120~180W,超声时间为1.5~3min,工作时间为1~3s,间歇时间为1~3s。
一些实施例中,所述纳米载药系统中光敏剂的载药量为0.5~2.5%。
本发明纳米载药系统可用于制备治疗和/或预防癌症的药物,因此本发明还提供了一种抗癌药物,包括所述的纳米载药系统和药学上可接受的添加剂。本发明抗癌药物适用的癌症肿瘤包括但不限于为乳腺癌、肝癌、结肠癌、卵巢癌或黑色素瘤等。该抗癌药物,其剂型可以为注射剂、粉针剂、口服剂、喷雾剂、胶囊剂或栓剂。
本发明提供的一种羟烷基淀粉-光敏剂偶联的两亲性大分子化合物亲水端为羟烷基淀粉,疏水端为疏水性卟啉类杂环大环有机化合物。本发明采用具有光动力性能且对肿瘤细胞具有一定选择性的疏水性卟啉类杂环大环有机化合物光敏剂作为疏水端,与羟烷基淀粉偶联,并与羟烷基淀粉-铂(IV)偶联物共同组装形成纳米粒,实验发现该两亲性大分子化合物可以很好的改善光敏剂的水溶性,并且还能够保持光敏剂的光动力特性,赋予了其靶向肿瘤的特性,提高光敏剂生物利用度,同时加入的羟烷基淀粉-铂(IV)偶联物可以在体内释放出顺铂,抑制硫氧还蛋白酶的活性,破坏肿瘤氧化还原平衡,促进光动力治疗效果,特定的共组装方式实现了光敏剂和顺铂药物的靶向、协同联合治疗。
以下为具体实施例:
实施例1
本发明提供的一种羟烷基淀粉-光敏剂的两亲性大分子化合物,该大分子化合物为由羟烷基淀粉、光敏剂化学键偶联得到,羟烷基淀粉为羟乙基淀粉130/0.4规格,光敏剂为焦脱镁叶绿酸-a,两者间用酯键偶联。合成路线如图1所示,具体操作如下:
(1)将40mg焦脱镁叶绿酸-a(PPa,0.077mmol)溶解于20mL二甲亚砜中,加入1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(ECCI)59mg(0.3mmol)和4-二甲氨基吡啶(DMAP)37.5mg(0.3mmol)作为催化剂,室温搅拌反应0.5h,用于活化羧基;
(2)向(1)所述溶液中加入200mg羟乙基淀粉(HES,130/0.4),在油浴锅中30℃搅拌48h;
(3)如(2)所述反应完成后,用10倍体积的异丙醇沉淀出反应产物并离心收集,再用异丙醇洗涤反应产物三次;离心转速9000rpm,离心时间5min;
(4)洗涤完成后,将产物用二甲亚砜溶解,并用超纯水透析3天,冷冻干燥后得到深绿色固体;深绿色固体即为目标产物羟乙基淀粉-焦脱镁叶绿酸-a偶联物(HES-PPa,HP)。
实施例2
羟乙基淀粉-焦脱镁叶绿酸-a偶联物(HES-PPa,HP)结构确认。通过核磁共振氢谱和傅里叶红外光谱确认实施例1中制备得到的羟乙基淀粉-焦脱镁叶绿酸-a偶联物的化学机构。图2和图3为实施例1中制备得到的羟乙基淀粉-焦脱镁叶绿酸-a偶联物的核磁共振氢谱图和傅里叶红外光谱图。由核磁共振氢谱图(图2)可知,与羟乙基淀粉相比,在与焦脱镁叶绿酸-a偶联后,羟乙基淀粉-焦脱镁叶绿酸-a偶联物的核磁共振氢谱图在6到9ppm之间出现了多个质子峰,而这些质子峰分别归属于焦脱镁叶绿酸-a的卟啉环(δ=9.74,9.47,8.91,8.24,6.41,6.23ppm)。这些新的质子峰的出现,说明成功合成得到了羟乙基淀粉-焦脱镁叶绿酸-a偶联物。
由红外光谱图(图3)可知,与羟乙基淀粉相比,羟乙基淀粉-焦脱镁叶绿酸-a偶联物的红外吸收在1728cm-1和1233cm-1处出现了新的吸收峰,而这两个吸收峰分别归属于反应生成的酯键的C=O伸缩振动峰和C-O-C伸缩振动峰。这一结果表明焦脱镁叶绿酸-a是通过酯键与羟乙基淀粉偶联形成羟乙基淀粉-焦脱镁叶绿酸-a偶联物。通过核磁共振氢谱和红外光谱,确证了实施例1制备的羟乙基淀粉-焦脱镁叶绿酸-a偶联物的化学结构正确。并通过紫外分光光度计确定载药量为3.5%。
实施例3
纳米载药系统(PtHP NP)的制备与表征。
首先,羟烷基淀粉-铂(IV)偶联物通过如下方法制备得到:
(1)称取1g顺铂(Cisplatin,3.33mmol)置于100mL圆底烧瓶中,然后向烧瓶中依次加入35mL 30%双氧水(10倍过量)和25mL超纯水。50℃回流反应1h。待反应完成后,冰浴,重结晶使产物析出,离心收集上清,然后依次用乙醇、乙醚洗三次,经真空干燥后得到的白色固体粉末即为顺铂氧化产物Pt(Ⅳ)-(OH)2;
(2)将获得的Pt(Ⅳ)-(OH)2 500mg(1.5mmol)分散于40mL二甲亚砜中,加入丁二酸酐150.1mg(1.5mmol),在45℃下搅拌反应12h,将获得的反应液倾倒入乙醚/乙醇混合溶液中,搅拌,离心,转速为9000rpm,时间为5min,得白色沉淀,所述白色沉淀用丙酮,乙醚分别洗涤,再在室温下真空干燥,得到干燥的白色固体为轴向羧酸配位的铂(IV)配合物Pt(IV)-(COOH)x;
(3)将获得的顺式二氯羟基二氨铂(IV)丁二酸单酯100mg(0.23mmol)分散于16mLN,N-二甲基甲酰胺中,加入1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐220.1mg(1.15mmol)和4-二甲氨基吡啶71.0mg(0.58mmol)作为催化剂,室温搅拌反应0.5h,再加入羟乙基淀粉100mg,在45℃下搅拌反应48h,将获得的反应液倒入异丙醇中,使反应物沉淀,并离心收集,用异丙醇洗涤沉淀,然后用DMSO溶解沉淀,用超纯水透析3天,冷冻干燥后得到固体为羟乙基淀粉-铂(IV)偶联物,其中透析袋的截留分子量为3500Da。
纳米载药系统(PtHP NP)纳米粒的制备方法如下所述:
(1)称取1mg羟乙基淀粉-焦脱镁叶绿酸-a偶联物和1mg羟烷基淀粉-铂(IV)(HES-Pt,PtH)溶解于2mL水中,两种样品总质量为2mg,焦脱镁叶绿酸-a与铂的质量比为1:2。
(2)将上述样品溶解于2mL超纯水中,向溶液中加入200μL二氯甲烷,通过细胞超声破碎仪进行乳化(超声功率150W,超声时间2min,工作时间2s,间歇时间2s)。
(3)超声乳化后,乳化后的溶液通过旋蒸去除二氯甲烷(37℃,4min),然后将溶液用超纯水定容到2ml,即得到目标纳米粒(PtHP NP)。
形态学分析:
通过激光粒度分析仪检测PtHP NP的粒径,粒径检测结果如图4所示。结果表明制备得到均一的PtHP NP,且其粒径为177.8±2.8nm,PDI为0.145。取PtHP NP稀释50倍,取10μL滴于铜网上,室温下自然干燥后,用透射电子显微镜观察其形貌。由图5可以看出,PtHP NP的粒径在170nm左右。同时该纳米粒在水溶液中保持很好的稳定性,一周都未出现明显的团聚或解聚现象(图6)。
对比例1
200mg羟乙基淀粉-焦脱镁叶绿酸-a偶联物与200mg轴向羧酸配位的铂(IV)配合物Pt(IV)-(COOH)x,1.0≤x<2.0,在440.2mg 1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDCI)和142mg 4-二甲氨基吡啶(DMAP)存在的条件下30℃反应48h,得到铂(Ⅳ)-羟乙基淀粉-焦脱镁叶绿酸-a偶联物(Pt-HES-PPa),其中PPa的载药量为3%,Pt的载药量为1%,低于实施例3中的纳米粒中载药量,可能原因是PPa和Pt(IV)-(COOH)x与羟乙基淀粉的反应位点相同,二者竞争HES上的反应位点,所以后接的Pt(IV)-(COOH)x载药量偏低。
称取2mg Pt-HES-PPa溶解于2mL水溶液中,向溶液中加入200μL二氯甲烷,通过细胞超声破碎仪进行乳化(超声功率150W,超声时间2min,工作时间2s,间歇时间2s)。超声乳化后,乳化后的溶液通过旋蒸去除二氯甲烷(37℃,4min),然后将溶液用超纯水定容到2ml,即得到铂(Ⅳ)-羟乙基淀粉-焦脱镁叶绿酸-a纳米粒(Pt-HES-PPa NP)。
如图31内容(a)和内容(b)所示,Pt-HES-PPa NP的粒径为168.8nm,PDI为0.218。同时该纳米粒同样在水溶液中保持很好的稳定性,一周都未出现明显的团聚或解聚现象。
虽然Pt-HES-PPa NP粒径和稳定性都和PtHP NP相似,但是其Pt的载药量偏低,且两者比例不可调节,实用性较差。
实施例4
PtHP NP的紫外可见吸收光谱和荧光发射光谱。将超纯水和二甲亚砜混合配置混合溶液用来稀释PtHP NP和PPa,用超纯水和二甲亚砜的混合溶液作为参比,使用紫外分光光度计检测样品的吸收光谱,波长扫描范围为400-800nm,扫描波长1nm,所得结果如图7所示。结果表明经修饰和组装后,PPa的卟啉环的Soret带和Q带并未发生明显变化,说明PPa与HES的反应基团不在卟啉环上,对于PPa的功能不会造成太大的影响。此外Q带的四个峰在HES-Pt组装后没有明显变化,表明Pt没有以配位的方式出现在卟啉环的中心。
将超纯水和二甲亚砜混合配置混合溶液用来稀释PtHP NP和PPa,利用荧光光谱仪检测样品的荧光光谱。激发波长为488nm,扫描波长为620-800nm,所得结果如图8所示。结果表明与游离的PPa相比,PtHP NP的荧光光谱的峰型没有发生明显变化,但荧光强度略微减弱,可能的原因是聚集淬灭发光。游离的PPa是分散的状态,而将其修饰组装后,PPa大量聚集在HES分子上,导致聚集淬灭发光现象的出现。
实施例5
PtHP NP的光稳定性及光动力性能检测。为了探究PtHP NP的光稳定性,将PtHP NP与PPa溶解于DMSO中,使得PPa的浓度为10μg/ml,取1mL加入48孔板中,使用660nm激光器,100mW/cm2进行照射,分别在0,5,10,20,30,60,90,120,150,180s检测668nm处吸光度值,结果如图9所示,游离PPa在光照下会分解,浓度逐渐降低,失去活性;而采用HES修饰PPa后其光稳定性增强,表明采用HES修饰PPa能够解决在水溶液中PPa的聚集而导致的光稳定性差的问题。结果表明相对于游离的PPa,PtHP NP的光稳定性明显提高。
为了探究PtHP NP的光动力性能,取1mg 1,3-二苯基异苯并呋喃(DPBF)溶于1mL乙醇中,得到DPBF原液(1mg/mL)。然后将25μl DPBF溶液加入1mL PPa,PtHP NP或无PPa的DMSO溶液(PPa 1μg/mL)中,再取1ml相应溶液加入到48孔板中。然后使用660nm激光器,200mW/cm2照射混合物,每5秒检测405nm处吸光度。DPBF在405nm处的吸光度随时间的衰减代表ROS生成能力。结果如图10所示,结果表明PtHP NP和PPa具有基本一致的光动力效果,说明对于PPa的修饰和组装不会降低PPa的光动力效果。
实施例6
PtHP NP细胞摄取的探究。首先通过共聚焦显微镜对肿瘤细胞对于纳米粒的摄取情况进行了定性探究。将培养的4T1细胞使用1640全培养基稀释后铺到confocal皿中,每个皿铺15万细胞,在培养箱中培养12h使其贴壁生长。待细胞贴壁后吸出原培养基,加入用培养基稀释到PPa的终浓度为1μg/mL的PtHP NP和HP溶液1mL,不含药物组作为对照,在培养箱中孵育12h。孵育到12h后,吸出原培养基,并加入1mL 10μg/mL DAPI进行染色。染色15min后吸出DAPI,并用PBS进行洗涤,洗涤三次后,使用激光共聚焦显微镜检测4T1细胞中PPa的荧光,结果如图11所示。结果表明PtHP NP和HP均能在细胞层面很好的被肿瘤细胞所摄取。
在共聚焦显微镜定性分析后,使用流式细胞仪对肿瘤细胞对于纳米粒的摄取进行了定量探究。将培养的4T1细胞使用1640全培养基稀释后铺到6孔板中,每个孔铺20万细胞,培养箱中培养12h使其贴壁生长。待细胞贴壁后吸出原培养基,加入用培养基稀释到PPa的终浓度为1.5μg/ml的PtHP NP和HP溶液2ml,不含药物组作为对照,在培养箱中孵育12h。孵育到12h后,吸出原培养基,并用PBS进行洗涤,洗涤三次后,每孔用300μL胰酶消化细胞三分钟。消化完成后加入700μl 1640全培养基终止消化,1500rpm离心3min收集细胞。收集的细胞再用PBS进行洗涤,洗涤三次后,用200μL PBS重悬细胞。通过流式细胞仪检测PPa的荧光强度,结果如图12所示。结果表明PtHP NP和HP在细胞层面都能很好的被肿瘤细胞摄取,且结果与confocal的结果相符。
对比例2
Pt-HES-PPa NP细胞摄取的探究。将培养的4T1细胞使用1640全培养基稀释后铺到6孔板中,每个孔铺20万细胞,培养箱中培养12h使其贴壁生长。待细胞贴壁后吸出原培养基,加入用培养基稀释到PPa的终浓度为1.5μg/ml的Pt-HES-PPa NP和HP溶液2ml,不含药物组作为对照,在培养箱中孵育12h。孵育到12h后,吸出原培养基,并用PBS进行洗涤,洗涤三次后,每孔用300μL胰酶消化细胞三分钟。消化完成后加入700μl 1640全培养基终止消化,1500rpm离心3min收集细胞。收集的细胞再用PBS进行洗涤,洗涤三次后,用200μL PBS重悬细胞。通过流式细胞仪检测PPa的荧光强度,结果如图32所示,结果表明肿瘤细胞对于Pt-HES-PPa NP的摄取显著弱于HP,表明Pt-HES-PPa NP这一设计存在降低药物摄取的缺陷,进一步表明了制备PtHP NP的必要性。
实施例7
探究光照下PtHP NP的ROS产生能力。采用荧光探针DCFH-DA检测胞内ROS。首先通过共聚焦显微镜对肿瘤细胞对于纳米粒的摄取情况进行了定性探究。将培养的4T1细胞使用1640全培养基稀释后铺到confocal皿中,每个皿铺15万细胞,在培养箱中培养12h使其贴壁生长。待细胞贴壁后吸出原培养基,加入用培养基稀释到PPa的终浓度为0.5μg/mL的PtHPNP和HP溶液1ml,不含药物组作为对照,在培养箱中孵育12h。孵育到12h后,吸出原培养基,并加入1mL 10μmol/mL DCFH-DA的培养基进行孵育。孵育30min后吸出含有DCFH-DA的培养基,并用PBS进行洗涤,洗涤三次后,用PBS孵育,并使用660nm激光器进行激光照射,每个皿光照40s,光照功率10mW/cm2,使用激光共聚焦显微镜检测4T1细胞中DCFH-DA的荧光,结果如图13所示。结果表明,PtH能略微提高4T1细胞内ROS水平,HP具有较强的光动力效果,可以显著提高4T1细胞内ROS水平,而PtHP NP组细胞内ROS水平最高,可能的原因是,PtHP NP能够释放出顺铂,,影响细胞内氧化还原平衡,增强光动力治疗带来的ROS爆发增长。
在共聚焦显微镜定性分析后,使用流式细胞仪对肿瘤细胞对于纳米粒的摄取进行了定量探究。将培养的4T1细胞使用1640全培养基稀释后铺到6孔板中,每个孔铺15万细胞,在培养箱中培养12h使其贴壁生长。待细胞贴壁后吸出原培养基,加入用培养基稀释到PPa的终浓度为0.5μg/mL的PtHP NP和HP溶液2mL,不含药物组作为对照,在培养箱中孵育12h。孵育到12h后,吸出原培养基,并加入1mL 10μmol/mL DCFH-DA的培养基进行孵育。孵育30min后吸出含有DCFH-DA的培养基,并用PBS进行洗涤,洗涤三次后,用PBS孵育,并使用660nm激光器进行激光照射,每个孔光照40s,光照功率10mW/cm2,使用激光共聚焦显微镜检测4T1细胞中DCFH-DA的荧光,结果如图14所示。结果表明,PtHP NP组4T1细胞内ROS水平显著高于HP和PtH组,说明PtHP NP具有最佳的诱导胞内ROS生成的能力。
实施例8
PtHP NP体外抗肿瘤活性评价。将培养的4T1细胞使用1640全培养基稀释后铺到96孔板中,每个孔铺5000细胞,在培养箱中培养12h使其贴壁生长。按PPa的浓度梯度为5,1.25,0.32,0.08和0.02μg/mL配置含有PtHP NP和HP的培养基。待细胞贴壁后吸出原培养基,加入配置好的含有不同浓度的PtHP NP和HP的培养基200μL孵育,每组加3个孔,并设置空白对照和无细胞对照组。孵育24h后使用660nm激光器进行激光照射,功率为10mW/cm2,每孔照射20s。照射完成后,将96孔板放入培养箱孵育24h。孵育完成后,将原培养基吸出,并加入含有10% CCK-8的培养基100μL,孵育约1h,随后用酶标仪检测96孔板各孔在450nm处的OD值,结果如图15所示。通过Graphpad计算的PtHP NP和HP的IC 50分别为0.19μg/mL和0.42μg/mL。按照同样的方法得到了PtH的IC 50为2.28μg/mL(Pt的质量)。根据各实验组得到的IC 50值,按照如下公式计算协同指数(Combination index,CI):
(D)1:联用中按药物1计算抑制50%时的药物浓度;
(D)2:联用中按药物2计算抑制50%时的药物浓度;
(D50)1:单用药物1抑制50%需要的药物浓度;
(D50)2:单用药物2抑制50%需要的药物浓度。
经计算得PtHP NP的CI=0.6124<1,表明两个组分共同作用存在较好的协同作用。ROS的产生量与细胞毒性具有一定的关系,此结果与实施例10中PtHP NP具有最佳的诱导胞内ROS生成的能力相符。
对比例3
Pt-HES-PPa NP体外抗肿瘤活性评价。
将培养的4T1细胞使用1640全培养基稀释后铺到96孔板中,每个孔铺5000细胞,在培养箱中培养12h使其贴壁生长。按PPa的浓度梯度为0.5,0.25,0.125,0.0625μg/mL配置含有Pt-HES-PPa NP和HP的培养基。待细胞贴壁后吸出原培养基,加入配置好的含有不同浓度的Pt-HES-PPa NP和HP的培养基200μL孵育,每组加3个孔,并设置空白对照和无细胞对照组。孵育24h后使用660nm激光器进行激光照射,功率为10mW/cm2,每孔照射20s。照射完成后,将96孔板放入培养箱孵育24h。孵育完成后,将原培养基吸出,并加入含有10% CCK-8的培养基100μL,孵育约1h,随后用酶标仪检测96孔板各孔在450nm处的OD值。结果如图33所示,结果表明Pt-HES-PPa NP的细胞杀伤效果弱于HP,结合图14可知,Pt-HES-PPa NP的细胞杀伤效果更显著弱于PtHP NP与对比例2中肿瘤细胞摄取Pt-HES-PPa NP弱于HP相符合。综合对比例1,2,3,虽然Pt-HES-PPa NP粒径和稳定性与PtHP NP相似,但存在载药量低,比例难以控制,被细胞摄取能力差等问题。
实施例9
探究PtHP NP破坏氧化还原平衡的方式。硫氧还蛋白还原酶(TrxR)和硫氧还蛋白(Trx)、NADPH共同构成了硫氧还蛋白系统。有报道称顺铂能够抑制TrxR的活性,而氧化型Trx的还原由TrxR和NADPH系统介导。PtHP NP能够释放出顺铂,可能对TrxR产生抑制效果,通过TrxR试剂盒进行了验证。将培养的4T1细胞使用1640全培养基稀释后铺到6孔板中,每个孔铺30万细胞,在培养箱中培养12h使其贴壁生长。待细胞贴壁后吸出原培养基,加入用培养基稀释到Pt的终浓度为2μg/mL的PtHP NP和PtH溶液2mL,不含药物组作为对照,在培养箱中孵育12h。孵育到12h后,按照硫氧还蛋白还原酶(TrxR)活性检测试剂盒说明书(索莱宝)进行后续实验。实验结果如图16所示。结果表明PtH具有抑制TrxR的活性的能力,而PtHPNP具有更佳的抑制效果。
大多数真核生物中,主要有两套独立的抗氧化系统,一套是硫氧还蛋白系统,一套是谷胱甘肽系统。当硫氧还蛋白系统受到抑制,谷胱甘肽系统也会受到一定的影响。GSH/GSSG比率可以用来反映细胞内氧化还原状态。通过检测GSH/GSSG比率探究PtHP NP对于胞内氧化还原水平的影响。将培养的4T1细胞使用1640全培养基稀释后铺到6孔板中,每个孔铺30万细胞,在培养箱中培养12h使其贴壁生长。待细胞贴壁后吸出原培养基,加入用培养基稀释到Pt的终浓度为2μg/mL的PtHP NP和PtH溶液2mL,不含药物组作为对照,在培养箱中孵育12h。孵育到12h后,使用GSH和GSSG检测试剂盒(碧云天)测量胞内GSH/GSSG比率,结果如图17所示。结果表明PtH和PtHP NP都能破坏胞内氧化还原平衡,导致这一结果的可能原因是PtH这一组分能够在胞内释放出顺铂,从而破坏胞内氧化还原平衡。
实施例10
PtHP NP体内组织分布研究。购买6周龄的BALB/c雌鼠,体重在19g左右。在实验室动物房适应性饲养一周后,将小鼠右后肢周围毛发剃干净。在饲养小鼠的同时培养4T1细胞用于接种皮下瘤。接种时,将4T1细胞重悬为107/mL的细胞悬液。使用注射器在每只小鼠右后肢上方皮下注射100μL细胞悬液。注射完成后继续饲养即可。肿瘤体积计算公式为:V=(L×W2)/2,其中V表示肿瘤体积,L表示肿瘤的长径,W表示短径。待到肿瘤体积达到200mm3后,将荷瘤小鼠随机分为3组,每组3只。分别尾静脉注射Free PPa,HP和PtHP NP,给药剂量按PPa计算为3mg/kg。在给药前和给药后第1,2,4,8,12,24h将小鼠麻醉,使用小动物成像仪对小鼠进行荧光成像。成像结果及定量结果如图18内容A和内容B所示。结果表明游离的PPa很快就在肿瘤中被清除,而HP虽然有着较长的滞留时间,但其富集浓度较低,PtHP NP组表现出最高的富集浓度和更长的滞留时间。这既可能进一步增强光动力疗法的治疗效果,而其肿瘤长滞留这一特点,也使得其在治疗过程中对照射的时间选择更为灵活,且在治疗过程还可通过对荧光信号的检测来监测肿瘤的实时变化情况。
为了进一步研究PtHP NP在体内的分布行为,在给药24h后,处死小鼠,取出心,肝,脾,肺,肾和肿瘤,使用小动物成像仪采集各组织和肿瘤的荧光图像,并对荧光进行定量分析,结果如图19内容A和内容B所示。结果表明游离的PPa在24h时在肿瘤部位几乎不能观察到PPa的荧光,且除了肝脏有少量荧光外,其他脏器均没有明显荧光,表明游离PPa极易被清除,而HP则改善了游离PPa的这一缺陷,但不能在肿瘤部位靶向富集,PtHP NP则拥有较长的滞留时间和较强的肿瘤靶向富集能力,这意味着PtHP NP具有更好的治疗效果。
实施例11
PtHP NP体内抗肿瘤评价。购买BALB/c雌鼠,六周龄,体重在19g左右。在实验室动物房适应性饲养一周后,将小鼠右后肢周围毛发剃干净。在饲养小鼠的同时培养4T1细胞用于接种皮下瘤。接种时,将4T1细胞重悬为107/mL的细胞悬液。使用注射器在每只小鼠右后肢上方皮下注射100μL细胞悬液。注射完成后继续饲养即可。肿瘤体积计算公式为:V=(L×W2)/2,其中V表示肿瘤体积,L表示肿瘤的长径,W表示短径。待到肿瘤体积达到120mm3后,记为第一天。将荷瘤小鼠随机分为6组,每组8只。分别尾静脉注射不同的药物。G1:生理盐水;G2:Cisplatin+PPa+Laser;G3:PtH;G4:PtHP;G5:HP+Laser;G6:PtHP+Laser(图中L表示Laser,Cisplatin表示顺铂)。给药剂量为PPa 1mg/kg,Pt 2mg/kg。每三天给一次药,一共给两次药,并在每次给药后12h使用660nm激光器进行光照。光照功率为600mW/cm2,光照时间为5min。在实验过程中,每隔一天测量一次小鼠体重和肿瘤体积。结果如图20,图21所示。在第15天时处死小鼠,剥离肿瘤,并对离体的肿瘤进行称重和拍照,结果如图22,图23所示。同时每组取心、肝、脾、肺、肾各三个,分别用4%的多聚甲醛固定,用石蜡包埋切片,进行HE染色,结果如图24所示。小鼠处死后,每只小鼠需收集两份全血,一份测定血常规(抗凝)指标,另一份检测血生化(不抗凝)指标。测定血常规的全血可以直接用血细胞分析仪检测,测定血生化指标的全血则要在4℃放置过夜后,3000rpm离心5min,收集血清后,再利用相应的试剂盒检测,结果如图25,图26所示。
剩下的肿瘤制备肿瘤单细胞悬液:剥离的肿瘤,PBS润洗。置于1.5mL EP管中用无菌眼科剪剪碎,加入1mL含有胶原酶IV(Biosharp)和DNA酶I(Biosharp)的消化液,消化1h,每30min摇晃一次。消化完成后,将细胞置于筛网上,加入含血清的培养基,用无菌注射器橡胶头垂直向下挤压细胞,悬液过200目滤膜。2000rpm,4℃,离心5min。加入PBS清洗,2000rpm,4℃,离心5min。加入PBS2mL重悬细胞,取0.5mL用于检测ROS,0.5mL用于检测细胞凋亡,0.5mL用于检测肿瘤干细胞(CSCs);再取G1和G6,0.5mL用于检测肿瘤浸润T细胞。
检测肿瘤组织ROS:用DCFH-DA探针对不同组肿瘤组织的单细胞悬浮液进行染色,并用流式细胞术进行分析,结果如图27所示。
检测肿瘤组织中凋亡细胞:获得单细胞悬液后,用PBS洗涤细胞两次,悬浮在300μLPBS中,使用ANNEXIN V-FITC/PI凋亡检测试剂盒染色,用流式细胞仪检测细胞凋亡情况,结果如图28所示。
检测肿瘤组织中CSCs:获得单细胞悬液后,用PBS洗涤细胞两次,悬浮在300μL PBS中,并用CD44、CD24抗体进行染色,通过CD44+CD24-生物标记方法鉴定肿瘤组织中的CSCs占比情况,结果如图29所示。
检测肿瘤浸润T细胞:获得单细胞悬液后,用PBS洗涤细胞两次,悬浮在300μL PBS中,使用Ficoll分离淋巴细胞,并用CD3、CD4、CD8抗体进行染色,在流式细胞仪上检测和分析,结果如图30所示。
图20体重数据表明,PtHP NP具有较好的安全性,无明显的毒副作用。图21瘤体积数据表明HP具有较好的治疗效果,而PtHP NP具有最好的治疗效果,这可能与其拥有较长的滞留时间和较强的肿瘤靶向富集能力有关。除了瘤体积,瘤重和瘤照片都能体现治疗效果,图22从瘤重表明了PtHP NP具有最佳的治疗效果。图23通过瘤照片表明PtHP NP具有最佳的治疗效果。通过HE染色切片评价不同药物对小鼠各个脏器的损伤情况,图24结果显示PtHPNP对于各个脏器未表现出明显的损伤,无显著的毒性。血常规和血生化也能在一定程度上反应药物的安全性,图25,26血常规、血生化的结果同样表明PtHP NP具有良好的安全性,无明显毒副作用。光敏剂通过产生活性氧(ROS)来杀伤肿瘤细胞,图27展示了肿瘤组织内ROS的水平,结果表明PtHP NP能够在肿瘤组织诱导产生最高水平的ROS,这与其具有最佳的治疗效果是相符的。高表达的ROS通常与高的细胞凋亡相关,图28展示的细胞凋亡结果表明PtHP NP能够诱发最强的细胞凋亡,结果与其治疗效果相符,也和诱导ROS产生水平相匹配。还检测了药物对于肿瘤组织中CSCs的影响,图29的结果表明,PtHP NP能够减少肿瘤组织中CD44+CD24-CSCs。此外还检测了PtHP NP对于肿瘤免疫的效果,通过图30可以看出,PtHP NP能够增加肿瘤浸润的CD3+T淋巴细胞,且能够提高CD3+T淋巴细胞中CD4+、CD8+T细胞比例,这有助于机体的免疫应答。
总的来说,PtHP NP体内抗肿瘤评价结果表明PtHP NP能够诱导肿瘤产生高水平的ROS,导致高比例的凋亡,具有较好的抑瘤效果,且具有良好的生物安全性。
本领域的技术人员容易理解,以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种羟烷基淀粉-光敏剂偶联的两亲性大分子化合物,其特征在于,该大分子化合物由羟烷基淀粉和光敏剂通过化学键偶联得到;所述光敏剂为疏水性卟啉类杂环大环有机化合物;该两亲性大分子化合物中所述光敏剂作为疏水端,所述羟烷基淀粉作为亲水端。
2.如权利要求1所述的两亲性大分子化合物,其特征在于,所述疏水性卟啉类杂环大环有机化合物为mTHPC、叶绿素-a、BPMppa、脱镁叶绿酸a和焦脱镁叶绿酸-a中的一种或多种。
3.如权利要求1所述的两亲性大分子化合物,其特征在于,所述羟烷基淀粉为羟甲基淀粉、羟乙基淀粉、羟丙基淀粉或羟丁基淀粉。
4.如权利要求1所述的大分子化合物,其特征在于,所述化学键为酰胺键或酯键。
5.如权利要求1至4任一项所述的两亲性大分子化合物的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:将光敏剂与羟烷基淀粉在1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐和4-二甲氨基吡啶存在条件下,反应生成羟烷基淀粉-光敏剂偶联物;
其中,所述羟烷基淀粉的分子量为25~480kDa,所述羟烷基的摩尔取代度为0.4~0.6。
6.一种基于如权利要求1至4任一项所述两亲性大分子化合物的纳米载药系统,其特征在于,包含如权利要求1至4任一项所述两亲性大分子化合物,还包含羟烷基淀粉-铂(IV)偶联物。
7.如权利要求6所述的纳米载药系统,其特征在于,将所述羟烷基淀粉-光敏剂两亲性大分子化合物与羟烷基淀粉-铂(IV)偶联物混合后通过乳化法、透析法或高压乳匀法制备得到所述纳米载药系统。
8.如权利要求6所述的纳米载药系统,其特征在于,所述羟烷基淀粉-光敏剂偶联物中的光敏剂与羟烷基淀粉-铂(IV)偶联物中的铂元素的质量比是1:(1~5);优选为1:(1~2)。
9.权利要求6至8任一所述的纳米载药系统在制备治疗和/或预防癌症的药物中的应用。
10.一种抗癌药物,其特征在于,包括如权利要求6至8任一项所述的纳米载药系统和药学上可接受的添加剂。
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