CN117503945A - 一种基于席夫碱键的超分子自组装纳米颗粒的制备方法及应用 - Google Patents
一种基于席夫碱键的超分子自组装纳米颗粒的制备方法及应用 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种基于席夫碱键的超分子自组装纳米颗粒的制备方法及应用，包括以下步骤：S1、将5～10mg二茂铁甲醛与阿霉素充分溶解在有机溶剂中，37℃下反应24～50h，得到Fc‑Dox溶液；S2、取15‑25μL Fc‑Dox溶液加入到GOx浓度1mg/mL的PBS缓冲溶液中，充分混匀，在室温下静置20‑24h，至溶液中出现沉淀，离心并水洗三次，冷冻干燥后得到FDG纳米颗粒。本发明采用上述一种基于席夫碱键的超分子自组装纳米颗粒的制备方法及应用，通过二茂铁甲醛与化疗药物化学自组装的方法制备纳米材料，且该方法操作简便、易于实施；所制备的纳米药物具有靶向性，可以在不需要载体的情况下对癌细胞及其组织进行治疗。
Description
技术领域
本发明涉及生物医药技术领域，尤其是涉及一种基于席夫碱键的超分子自组装纳米颗粒的制备方法及应用。
背景技术
席夫碱键是由醛或酮与氨或胺缩合而成的一种亚胺键，它可以使分子之间通过共价组装结合在一起，由于它具有酸响应性的特点，而被广泛应用到医药领域。pH响应性抗肿瘤纳米键合药因其良好的稳定性及药物释放的可控性也受到研究者的广泛关注。
在研究者对癌症的不断探索中发现，肿瘤细胞的恶性增殖会导致肿瘤组织的微环境异常，比如明显的缺氧和酸性环境，以及葡萄糖和过氧化氢含量增加等特点。因此为了提高在肿瘤微环境中的治疗效果，提出了许多不依赖氧气的治疗方法。其中，化学动力疗法(chemodynamic Therapy，CDT)在低氧的肿瘤环境中的应用受到了广泛关注。
CDT实质就是亚铁基材料、铁基材料与其它过渡金属进行的芬顿/类芬顿反应。肿瘤细胞内高含量的H2O2能够通过金属离子介导的芬顿/类芬顿反应反应产生具有细胞毒性的羟基自由基(·OH)，从而达到治疗的效果。然而肿瘤组织内有限的H2O2和金属离子的持续消耗都会限制芬顿/类芬顿反应效率，从而影响治疗效果。因此有必要开发一种有效的催化系统能够实现高效和可持续的CDT效果。
发明内容
为了弥补单一疗法的缺点，增强药物的靶向性以及实现药物的可控释放，本发明提供了一种基于席夫碱键的超分子自组装纳米颗粒的制备方法及应用，此方法结合了化学动力疗法、化学药物治疗和饥饿疗法，设计并合成一种纳米颗粒，使得药物之间能够通过化学键的连接自组装在一起，用于肿瘤细胞的联合治疗。
为实现上述目的，本发明提供了一种基于席夫碱键的超分子自组装纳米颗粒的制备方法，包括以下步骤：
S1、将5～10mg二茂铁甲醛Fc与阿霉素Dox充分溶解在有机溶剂中，37℃下反应24～50h，得到Fc-Dox溶液；
S2、取15-25μL Fc-Dox溶液加入到葡萄糖氧化酶GOx浓度1mg/mL的PBS缓冲溶液中，充分混匀，在室温下静置20-24h，至溶液中出现沉淀，离心并水洗三次，冷冻干燥后得到FDG纳米颗粒。
优选的，所述步骤S1中二茂铁甲醛与阿霉素的质量浓度比为1∶(1～5)。
优选的，所述步骤S1中有机溶剂包括二甲亚砜、N-N二甲基甲酰胺、乙醇中的一种。
优选的，所述步骤S2中水为超纯水。
优选的，所述步骤S2中葡萄糖氧化酶与混合液A的体积比为1∶(20-60)，PBS缓冲液pH为7.4，PBS缓冲液浓度为1mM。
优选的，所述步骤S2中冷冻干燥条件为：真空低温冷冻干燥24h。
优选的，所述步骤S2中离心条件为：8000r/min，离心5min。
葡萄糖氧化酶(glucose oxidase，GOx)可以将葡萄糖氧化成葡萄糖酸和H2O2，产生的H2O2可以应用于芬顿/类芬顿反应当中，从而提高CDT效果。
值得注意的是，肿瘤细胞利用葡萄糖的方式主要是通过无氧呼吸糖酵解的方式，相比于有氧呼吸无氧呼吸的产能效率更低，这就意味着为了满足肿瘤自身生长增殖的能量需求，需要更多的葡萄糖。
因此，通过葡萄糖氧化酶介导的葡萄糖消耗会破坏肿瘤细胞内的能量供给，从而触发饥饿疗法。而将葡萄糖氧化酶介导的饥饿疗法和化学动力疗法结合在一起是一种有前途的联合治疗体系。
因此，本发明采用上述一种基于席夫碱键的超分子自组装纳米颗粒的制备方法及应用，具有如下技术效果：
(1)本发明通过二茂铁甲醛与化疗药物超分子自组装的方法制备纳米材料，且该方法操作简便、易于实施；
(2)本发明所制备的纳米药物具有靶向性，可以在不需要载体的情况下对癌细胞及其组织进行治疗。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。
图1为本发明一种基于席夫碱键的超分子自组装纳米颗粒的制备方法的反应流程图；
图2为本发明实施例一制备得到的基于席夫碱键的超分子自组装纳米颗粒的扫描电子显微镜(SEM)及水合粒径大小分布(DLS)图；a部分为扫描电子显微镜(SEM)图，b部分为水合粒径大小分布(DLS)图；
图3为本发明实施例二制备得到的基于席夫碱键的超分子自组装纳米颗粒的X射线光电子能谱(XPS)表征；
图4为本发明实施例三制备得到的基于席夫碱键的超分子自组装纳米颗粒的芬顿反应活性验证结果，a部分为含有不同浓度FDG溶液的紫外-可见吸收光谱，b部分为研究pH值对FDG芬顿反应活性的影响时的紫外-可见吸收光谱；
图5为饥饿疗法和CDT的相互促进作用验证；
图6为实施例三所制备纳米粒子的体内抗癌效果验证；
其中，a部分为不同浓度FDG纳米颗粒在中国仓鼠卵巢细胞(CHO)CHO(正常细胞)与人肝癌细胞(HepG2)中的细胞相容性；b部分为使用总活性氧荧光检测试剂盒(DCFH-DA)对HepG2细胞进行染色，验证·OH的产生；c部分为FDG的体外细胞标记；
图7为使用MTT法测定评估各制剂组共孵育下HepG2细胞存活率。
具体实施方式
以下通过附图和实施例对本发明的技术方案作进一步说明。
除非另外定义，本发明使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。
实施例一
称取4mg的二茂铁甲醛和8mg的阿霉素，将其溶解于200μL的乙醇中，待充分溶解混匀后，在37℃条件下反应45h，得到Fc-Dox溶液。
取20μL反应后的Fc-Dox溶液加入到含有GOx(1mg/mL)的PBS缓冲溶液(1mL，1mM，pH＝7.4)中，待充分混匀后，在室温条件下静置22h。待溶液中出现沉淀后，8000r/min离心5min后，水洗三次，最后通过-60℃冷冻干燥得到最终样品FDG。
反应过程如图1所示。
实施例二
称取8mg的二茂铁甲醛和16mg的阿霉素，将其溶解于400μL的N-N二甲基甲酰胺中，待充分溶解混匀后，在37℃条件下反应47h，得到Fc-Dox溶液。
取25μL反应后的Fc-Dox溶液加入到含有GOx(1mg/mL)的PBS缓冲溶液(1mL，1mM，pH＝7.4)中，待充分混匀后，在室温条件下静置23h。待溶液中出现沉淀后，8000r/min离心5min后，水洗三次，最后通过冷冻干燥得到最终样品FDG。
实施例三
称取8mg的二茂铁甲醛和24mg的阿霉素，将其溶解于400μL的二甲亚砜中，待充分溶解混匀后，在37℃条件下反应48h，得到Fc-Dox溶液。
取30μL反应后的Fc-Dox溶液加入到含有GOx(1mg/mL)的PBS缓冲溶液(1mL，1mM，pH＝7.4)中，待充分混匀后，在室温条件下静置24h。待溶液中出现沉淀后，8000r/min离心5min后，水洗三次，最后通过冷冻干燥得到最终样品FDG。
试验测试
(1)使用扫描电子显微镜观察实施例一制备得到的FDG的形貌特征
将制备的FDG用去离子水溶解后，稀释至合适浓度，将FDG水溶液滴于铜网上，于室温条件下待铜网上溶液全部挥发，使用扫描电子显微镜上观测FDG的形貌特征。
(2)使用纳米粒度分析仪上测量实施例一制备得到的FDG的粒径分布
将制备的FDG用去离子水溶解后，稀释至合适浓度，将FDG水溶液吸取至石英比色皿中，使用纳米粒度分析仪测量FDG的粒径分布。
实施例一制备得到的FDG的扫描电子显微镜(SEM)及水合粒径大小分布(DLS)图如图2所示，其中a部分为SEM图，显示合成的FDG纳米颗粒尺寸在90～110nm，b部分为DLS图，显示FDG的尺寸分布为140±20nm。
(3)将实施例二制备得到的FDG纳米颗粒冻干并制片后便用X射线光电子能谱仪测量。X射线光电子能谱(XPS)表征如图3所示，可以看出，N1s光谱在低结合能397.9eV显示出一个较小的峰，这能够证明Fc和Dox通过共价反应生成的席夫碱键。
(4)芬顿反应活性验证
选择实施例三制备的FDG，将含有不同浓度FDG(1、3、5、8、10μg/mL)，TMB(0.4mM)和H2O2(0.5mM)的醋酸盐缓冲液(1mL，200mM，pH＝4.5)在37℃下孵育20-30min，得到溶液的紫外-可见吸收光谱，如图4中a部分所示。
为了研究pH值对FDG芬顿反应活性的影响，将FDG(10μg/mL)，TMB(0.4mM)和H2O2(0.5mM)加入到1mL具有不同的pH值的缓冲液中(3.5、4.5、5.5、6.5、7.5)。待反应液在37℃下反应20min后分别测量各溶液的紫外-可见吸收光谱，如图4中b部分所示。
从图4中a部分可以看出，随着FDG浓度的增加，反应体系在652nm处的吸光度峰随之增大，且FDG的芬顿反应活性表现出明显的浓度依赖性。制备的FDG在酸性环境下催化活性较高，并且在pH＝5.5时获得最大催化活性；而在弱酸性和中性条件下，反应活性基本可以忽略不计(图4中b部分)，这种pH依赖性的芬顿活性可以避免FDG对正常细胞和组织的毒副作用，有利于FDG纳米颗粒应用于肿瘤细胞的杀伤。
饥饿疗法和化学动力疗法的相互促进作用验证：
选择实施例三制备的FDG，在不同处理条件下测量其紫外-可见吸收光谱。
以FDG(10μg/mL)，TMB(0.4mM)，H2O2(0.5mM)，葡萄糖(Glu，200mM)加入到1mTpH 5.5的缓冲液中，分别设置实验组和空白组。
实验组为：FDG、FDG+H2O2、FDG+Glu、FDG+Glu+H2O2，空白对照为H2O2。
结果如图5所示，由图5可知，当仅有FDG或H2O2时，652nm处oxTMB的吸光度极低，反应基本不发生。而加入葡萄糖溶液Glu后，652nm处的特征吸收峰随之升高，证明FDG纳米颗粒能够发挥葡萄糖氧化酶活性。同时加入了H2O2和Glu与仅加入H2O2或Glu的实验组相比，652nm处的吸收峰显著升高。
因此，本发明制备的FDG纳米颗粒能够在葡萄糖存在的情况下，消耗葡萄糖并催化生成H2O2促进芬顿反应的发生，从而增强CDT治疗效果。
(5)通过MTT进行了分别对中国仓鼠卵巢细胞(CHO)以及人肝癌细胞(HepG2)细胞进行了细胞相容性的测试，并用DCFH-DA评估了实施例三制备的FDG在HepG2细胞内产生·OH的效果，另外，为了证明细胞摄取，采用HepG2细胞为模型，研究了药物摄取情况。
结果如图6所示。图6中a部分为不同浓度FDG纳米颗粒在中国仓鼠卵巢细胞(CHO)与人肝癌细胞(HepG2)中的细胞相容性。
图6中b部分为使用总活性氧荧光检测试剂盒(DCFH-DA)对HepG2细胞进行染色，验证·OH的产生。对照组细胞未经处理。
图6中c部分为FDG的体外细胞标记，用DAPI标记细胞核，图中的荧光点代表FDG中Dox的荧光信号，在实验中具体表现为红色荧光。
图6中a部分显示，本发明制备的FDG纳米粒子对CHO细胞具有良好的细胞相容性，HepG2细胞的存活率有明显的下降，原因是FDG粒子在肿瘤细胞中发生了饥饿疗法促进的芬顿反应，产生了具有强细胞毒性的·OH(图6中b部分)，此外酸性环境也有利于FDG中化疗药物Dox的释放，图6中c部分中的Dox的荧光信号出现在细胞内部证明了这一点。
(6)为了确认FDG纳米颗粒相比于单独的治疗方式具有明显的优势，研究了与FDG纳米颗粒相同含量的游离Dox对细胞的杀伤效果。
具体地，将处于对数生长期的HepG2细胞，以2×104个/孔接种于96孔板中，每孔加入1mL细胞悬液，于37℃培养箱中(含5％CO2)孵育24小时。将实施例三获得的FDG复合纳米颗粒用培养基稀释到一定浓度后加入到细胞中，对照组为游离Dox，空白对照组不加药物，继续孵育12小时。孵育结束后，每个孔中加入20μL的MTT(5.0mg/mL)溶液。与细胞共孵育4h后，吸出细胞培养上清液，每孔加入150μL DMSO。最后，用多功能酶标仪检测OD(570)值进行肿瘤细胞的杀伤活性评价。
结果如图7所示，表明游离Dox的杀伤效果要低于同浓度下的FDG复合纳米颗粒的实验组效果，这也证明了，与单一疗法相比，FDG纳米颗粒表现出良好的化疗/化学动力疗法/饥饿疗法联合治疗效果，能够对肿瘤细胞进行有效的杀伤。
因此，本发明采用上述一种基于席夫碱键的超分子自组装纳米颗粒的制备方法及应用，通过二茂铁甲醛与化疗药物化学自组装的方法制备纳米材料，且该方法操作简便、易于实施；所制备的纳米药物具有靶向性，可以在不需要载体的情况下对癌细胞及其组织进行治疗。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本发明技术方案的精神和范围。
Claims (8)
1.一种基于席夫碱键的超分子自组装纳米颗粒的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将5～10mg二茂铁甲醛Fc与阿霉素Dox充分溶解在有机溶剂中，37℃下反应24～50h，得到Fc-Dox溶液；
S2、取15-25μL Fc-Dox溶液加入到葡萄糖氧化酶GOx浓度1mg/mL的PBS缓冲溶液中，充分混匀，在室温下静置20-24h，至溶液中出现沉淀，离心并水洗三次，冷冻干燥后得到FDG纳米颗粒。
2.根据权利要求1所述的一种基于席夫碱键的超分子自组装纳米颗粒的制备方法，其特征在于：所述步骤S1中二茂铁甲醛与阿霉素的质量浓度比为1∶(1～5)。
3.根据权利要求1所述的一种基于席夫碱键的超分子自组装纳米颗粒的制备方法，其特征在于：所述步骤S1中有机溶剂包括二甲亚砜、N-N二甲基甲酰胺、乙醇中的一种。
4.根据权利要求1所述的一种基于席夫碱键的超分子自组装纳米颗粒的制备方法，其特征在于：所述步骤S2中水为超纯水。
5.根据权利要求1所述的一种基于席夫碱键的超分子自组装纳米颗粒的制备方法，其特征在于：所述步骤S2中葡萄糖氧化酶与混合液A的体积比为1：(20-60)，PBS缓冲液pH为7.4，PBS缓冲液浓度为1mM。
6.根据权利要求1所述的一种基于席夫碱键的超分子自组装纳米颗粒的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中冷冻干燥条件为：真空-60℃冷冻干燥24h。
7.根据权利要求1所述的一种基于席夫碱键的超分子自组装纳米颗粒的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中离心条件为：8000r/min，离心5min。
8.一种如权利要求1～7任一项所述的基于席夫碱键的超分子自组装纳米颗粒的制备方法制备的FDG纳米颗粒。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117777482A (zh) * | 2024-02-26 | 2024-03-29 | 山东第二医科大学 | 一种糖基双金属多孔有机聚合物及其制备方法和应用 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111450270A (zh) * | 2020-04-24 | 2020-07-28 | 西南大学 | 基于葡萄糖氧化酶/磷酸铁的催化纳米颗粒的构建及应用 |
| KR20210157007A (ko) * | 2020-06-19 | 2021-12-28 | 한국세라믹기술원 | 초민감성 활성산소 반응성 페로센 나노입자 및 이를 활용한 다약제 내성을 갖는 암의 치료 |
| CN116036311A (zh) * | 2023-02-17 | 2023-05-02 | 四川大学 | 自适应热疗超分子材料及其应用 |
| CN116350800A (zh) * | 2023-04-19 | 2023-06-30 | 福州大学 | 葡萄糖氧化酶-金属-姜黄素自组装纳米颗粒的制备与应用 |
-
2023
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111450270A (zh) * | 2020-04-24 | 2020-07-28 | 西南大学 | 基于葡萄糖氧化酶/磷酸铁的催化纳米颗粒的构建及应用 |
| KR20210157007A (ko) * | 2020-06-19 | 2021-12-28 | 한국세라믹기술원 | 초민감성 활성산소 반응성 페로센 나노입자 및 이를 활용한 다약제 내성을 갖는 암의 치료 |
| CN116036311A (zh) * | 2023-02-17 | 2023-05-02 | 四川大学 | 自适应热疗超分子材料及其应用 |
| CN116350800A (zh) * | 2023-04-19 | 2023-06-30 | 福州大学 | 葡萄糖氧化酶-金属-姜黄素自组装纳米颗粒的制备与应用 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| YUHAN FU ET AL.: "Glucose oxidase and metal catalysts combined tumor synergistic therapy: mechanism, advance and nanodelivery system", JOURNAL OF NANOBIOTECHNOLOGY, no. 21, 31 October 2023 (2023-10-31), pages 400 * |
| 倪伟舒: "葡萄糖氧化酶/阿霉素递送体系的构建及其抗癌性能研究", 中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技I辑, no. 2023, 28 February 2023 (2023-02-28), pages 016 - 3913 * |
| 李硕 马洪超等: "pH响应的聚多巴胺复合纳米颗粒及其对肿瘤细胞的杀伤效果研究", 中国化学会第30届学术年会摘要集 工程科技I辑, 1 July 2016 (2016-07-01), pages 1 * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117777482A (zh) * | 2024-02-26 | 2024-03-29 | 山东第二医科大学 | 一种糖基双金属多孔有机聚合物及其制备方法和应用 |
| CN117777482B (zh) * | 2024-02-26 | 2024-05-10 | 山东第二医科大学 | 一种糖基双金属多孔有机聚合物及其制备方法和应用 |
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