TW201607542A - 奈米金與doxorubicin之鍵結方法 - Google Patents

奈米金與doxorubicin之鍵結方法 Download PDF

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羅彩月
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Abstract

一種奈米金與doxorubicin之鍵結方法，其包含以白蛋白與阿黴素（doxorubicin）進行鍵結反應，完成白蛋白鍵結doxorubicin，並於管柱中以純水純化後，加入奈米金溶液進行反應，且再純化後使其液相轉換為磷酸鹽緩衝液，取得奈米金-doxorubicin抗癌藥物。藉此，可利用奈米金溶液之高生物相容性及高表面積特性作為生物應用及增加藥物聚集腫瘤之載體，奈米金鍵結doxorubicin可增加doxorubicin之穩定性，並利用doxorubicin具有腫瘤毒殺效果，達到有效運用於治療癌症之功效。

Description

奈米金與doxorubicin之鍵結方法
本發明係有關於一種奈米金與doxorubicin之鍵結方法，尤指涉及一種可利用奈米金溶液之高生物相容性及高表面積特性作為生物應用及增加藥物聚集腫瘤之載體，奈米金鍵結doxorubicin可增加doxorubicin之穩定性並增加其腫瘤毒殺效果，而達到有效運用於治療癌症之功效者。
奈米科技可用於許多產業，包括生醫製藥產業，其在改變藥物物質特性上常有意想不到之效果。
一般來說，奈米係指直徑1～100nm大小之顆粒，可修改為各式形狀，例如圓形、長柱形或正方形，以符合在不同領域之應用；目前，癌症之診斷或治療也可利用奈米物質當作藥物載體（Liu, G., Swierczewska, M., Lee, S. and Chen, X., Functional Nanoparticles for Molecular Imaging Guided Gene Delivery. Nano Today. 2012, 5, 524-539），使藥物發揮更大藥效，例如微脂體（Liposome）、微粒（Micelles）、及奈米金（Gold Nanoparticles），依據目前研究推測，奈米在生物體中具有增強滲透與滯留效應（EPR effect），亦即奈米物質（<200nm）可穿越不完整之血管內皮細胞，而聚集於癌組織中，反之，小分子藥物雖也可進入癌組織中，但卻容易流失，故奈米物質可當作藥物之攜帶載體而用於癌症之診斷或治療。
目前奈米金之合成，一般係利用四氯金酸（HAuCl4 ）溶液加入還原劑（例如：硼氫化鈉(NaBH4 )）使金離子解離出來（Au3+ →Au），再加入穩定物質（例如：白蛋白）附著於金離子表面防止金離子聚集，另外也可利用檸檬酸鈉（Sodium Citrate, C6 H5 Na3 O7 )）當作還原劑兼穩定劑（Baptista, P., Pereira, E., Eaton, P., Doria, G., et al., Gold nanoparticles for the development of clinical diagnosis methods. Anal Bioanal Chem. 2008, 391, 943-950.）。
奈米金表面可鍵結不同樣式之化合物，例如：DNA、蛋白質或藥物，而且，由於奈米金具有良好生物相容性及高表面積特性，適合用於生物應用及增加藥物之藥效，先前之研究都已證實奈米金確實可增強抗癌藥物之作用（Zhang, Z., Jia, J., Lai, Y., Ma, Y., et al., Conjugating folic acid to gold nanoparticles through glutathione for targeting and detecting cancer cells. Bioorg Med Chem. 2010, 18, 5528-5534；Chithrani, D. B., Jelveh, S., Jalali, F., van Prooijen, M., et al., Gold nanoparticles as radiation sensitizers in cancer therapy. Radiat Res. 2010, 173, 719-728；Chanda, N., Kan, P., Watkinson, L. D., Shukla, R., et al., Radioactive gold nanoparticles in cancer therapy: therapeutic efficacy studies of GA-198AuNP nanoconstruct in prostate tumor-bearing mice. Nanomedicine. 2010, 6, 201-209；Lim, Z. Z., Li, J. E., Ng, C. T., Yung, L. Y. and Bay, B. H., Gold nanoparticles in cancer therapy. Acta Pharmacol Sin. 2011, 32, 983-990； Jain, S., Hirst, D. G. and O'Sullivan, J. M., Gold nanoparticles as novel agents for cancer therapy. Br J Radiol. 2012, 85, 101-113.）。
奈米金之合成與純化為眾所皆知之舊技術，但應用於腫瘤治療為近年發展之重心之一，因奈米金表面容易與硫基反應形成穩定離子鍵，故先前有專利指出可利用白蛋白穩定奈米金並用於癌症治療，而本專利則是利用白蛋白作為奈米金與doxorubicin鍵結之連結物，用以開發腫瘤專一性治療藥物，有鑑於此，本案之發明人特針對前述習用發明問題深入探討，並藉由多年從事相關產業之研發與製造經驗，利用奈米金具有腫瘤聚集之特性，以白蛋白當作奈米金穩定劑附著於奈米金表面，再鍵結腫瘤毒殺藥物doxorubicin，用於固體癌症之治療，經過長期努力之研究與發展，終於成功地開發出本發明「奈米金與doxorubicin之鍵結方法」，藉以改善習用之種種問題。
本發明之主要目的係在於，克服習知技藝所遭遇之上述問題並提供一種可利用奈米金溶液之高生物相容性及高表面積特性作為生物應用及增加藥物聚集腫瘤之載體，並利用doxorubicin抑制腫瘤增生特性，而達到有效運用於治療癌症之功效之奈米金與doxorubicin之鍵結方法。
為達以上之目的，本發明係一種奈米金與doxorubicin之鍵結方法，其至少包含下列步驟：（Ａ）阿黴素（doxorubicin, DOX）加入5倍量骨形成蛋白（Bone Morphogenetic Proteins, BMPS）於100% 二甲基甲醯胺（Dimethylformamide, DMF）環境下反應22～26小時，將doxorubicin結構上胺基鍵結順丁烯二醯亞胺（maleimide），再以RP18管柱進行純化獲得產物doxorubicin-maleimide；另將白蛋白溶解於碳酸鹽-重碳酸鹽緩衝液加入10倍量2-亞氨氫氯化硫醇（2-Iminothiolane hydrochloride）反應0.5～1.5小時，以G-25管柱去除多餘2-Iminothiolane hydrochloride後，再加入5倍量之doxorubicin-maleimide於磷酸鹽緩衝液（Phosphate Buffered Saline, PBS）中反應1.5～2.5小時完成白蛋白與doxorubicin之鍵結，並利用G25管柱以純水純化；以及（Ｂ）取上述白蛋白-doxorubicin先與二硫蘇糖醇（Dithiothreitol, DTT）於純水中反應0.5～1.5小時打斷白蛋白雙硫鍵，經G-25管柱去除DTT後，接續加入奈米金溶液進行反應，且再利用濾膜純化後使其液相轉換為磷酸鹽緩衝液，取得奈米金-doxorubicin（GNPs-DOX）抗癌藥物。
於本發明上述實施例中，該步驟（Ａ）與doxorubicin鍵結之白蛋白係為胎牛血清白蛋白（Bovine Serum Albumin, BSA）或人類血清白蛋白（Human Serum Albumin, HBS）。
於本發明上述實施例中，該產物doxorubicin-maleimide之分子量為693。
於本發明上述實施例中，該碳酸鹽-重碳酸鹽緩衝液之pH為6～10。
於本發明上述實施例中，該奈米金與藥物鍵結之含胺基藥物可為 doxorubicin或替拉扎明（ tirapazamine）。
步驟（Ａ）‧‧‧白蛋白與DOX之鍵結與純化１
步驟（Ｂ）‧‧‧奈米金與白蛋白-DOX之鍵結與純化２
第１圖，係本發明之流程示意圖。
第２圖，係本發明之白蛋白鍵結-doxorubicin之質譜分析示意圖。
第３圖，係本發明之奈米金-doxorubicin之G-25管柱純化示意圖。
第４圖，係本發明之奈米金與白蛋白-doxorubicin之鍵結示意圖。
請參閱『第１圖～第４圖』所示，係分別為本發明之流程示意圖、本發明之白蛋白鍵結doxorubicin之質譜分析示意圖、本發明之奈米金-doxorubicin之G-25管柱純化示意圖、及本發明之奈米金與白蛋白-doxorubicin之鍵結示意圖。如圖所示：本發明係一種奈米金與doxorubicin之鍵結方法，其至少包含下列步驟：
（Ａ） 白蛋白與DOX之鍵結與純化１：阿黴素（doxorubicin, DOX）加入5倍量骨形成蛋白（Bone Morphogenetic Proteins, BMPS）於100% 二甲基甲醯胺（Dimethylformamide, DMF）環境下反應24小時，將doxorubicin結構上胺基鍵結順丁烯二醯亞胺（maleimide），再以RP18管柱進行純化獲得分子量為693之產物doxorubicin-maleimide；另將白蛋白溶解於0.05M碳酸鹽-重碳酸鹽緩衝液（pH8.0）加入10倍量2-亞氨氫氯化硫醇（2-Iminothiolane hydrochloride）反應1小時，以G-25管柱去除多餘2-Iminothiolane hydrochloride後，再加入5倍量之doxorubicin-maleimide於磷酸鹽緩衝液（Phosphate Buffered Saline, PBS）中反應2小時完成白蛋白與doxorubicin之鍵結，並利用G25管柱以純水純化；以及
（Ｂ）奈米金與白蛋白-DOX之鍵結與純化２：取20mg白蛋白-doxorubicin先與100毫莫耳（mM）二硫蘇糖醇（Dithiothreitol, DTT）於純水中反應1小時打斷白蛋白雙硫鍵，經G-25管柱去除DTT後，接續加入2mL之0.4mM奈米金溶液進行反應，且再利用100kDa Amicon濾膜純化後使其液相轉換為磷酸鹽緩衝液，取得奈米金-doxorubicin（GNPs-DOX）抗癌藥物。如是，藉由上述揭露之流程構成一全新之奈米金與doxorubicin之鍵結方法。
於上述實施例中，本發明係以胎牛血清白蛋白（Bovine Serum Albumin, BSA）當作穩定劑並鍵結doxorubicin。先以白蛋白與doxorubicin如步驟（Ａ）完成鍵結後，以質譜分析鍵結效率，如第２圖所示，胎牛血清白蛋白分子量為66.3kDa，經doxorubicin鍵結後，胎牛血清白蛋白-doxorubicin（BSA-doxorubicin）分子量為66.9kDa，顯示doxorubicin以1:1比例成功鍵結白蛋白。接著，如第３圖所示，加入奈米金溶液反應60分鐘並以G-25管柱純化轉換為磷酸鹽緩衝液便獲得奈米金-doxorubicin抗癌藥物，其合成步驟如第４圖所示。由於所述 奈米金之合成為習知技術，在此不再重複贅述。
綜上所述，本發明係一種奈米金與doxorubicin之鍵結方法，可有效改善習用之種種缺點，可利用奈米金溶液之高生物相容性及高表面積特性作為生物應用及增加藥物聚集腫瘤之載體，並利用doxorubicin抑制腫瘤增生特性而達到有效運用於治療癌症之功效；進而使本發明之産生能更進步、更實用、更符合使用者之所須，確已符合發明專利申請之要件，爰依法提出專利申請。
惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍；故，凡依本發明申請專利範圍及發明說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆應仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。
1‧‧‧步驟(A)白蛋白與DOX之鍵結與純化
2‧‧‧步驟(B)奈米金與白蛋白-DOX之鍵結與純化

Claims (5)

  1. 【第１項】
    一種奈米金與 doxorubicin之鍵結方法，其至少包含下列步驟：
    （Ａ）白蛋白與DOX之鍵結與純化：阿黴素（doxorubicin, DOX）加入5倍量骨形成蛋白（Bone Morphogenetic Proteins, BMPS）於100% 二甲基甲醯胺（ Dimethylformamide, DMF） 環境下反應22～26 小時，將doxorubicin 結構上胺基鍵結順丁烯二醯亞胺（maleimide），再以RP18管柱進行純化獲得產物doxorubicin -maleimide；另將白蛋白溶解於碳酸鹽-重碳酸鹽緩衝液加入10倍量2-亞氨氫氯化硫醇（2-Iminothiolane hydrochloride）反應0.5～1.5小時，以G-25管柱去除多餘2-Iminothiolane hydrochloride後，再加入5倍量之doxorubicin -maleimide於磷酸鹽緩衝液（Phosphate Buffered Saline, PBS） 中反應1.5～ 2.5小時完成白蛋白與doxorubicin之鍵結，並利用G25管柱以純水純化；以及
    （Ｂ）奈米金與白蛋白-DOX之鍵結與純化：取上述白蛋白-doxorubicin先與二硫蘇糖醇（Dithiothreitol, DTT）於純水中反應0.5～1.5小時打斷白蛋白雙硫鍵，經G-25管柱去除DTT後，接續加入奈米金溶液進行反應，且再利用濾膜純化後使其液相轉換為磷酸鹽緩衝液，取得奈米金-doxorubicin（GNPs-DOX）抗癌藥物。
  2. 【第２項】
    依申請專利範圍第１項所述之奈米金與 doxorubicin之鍵結方法，其中，該步驟（Ａ）與doxorubicin鍵結之白蛋白係為胎牛血清白蛋白（Bovine Serum Albumin, BSA）或人類血清白蛋白（Human Serum Albumin, HBS）。
  3. 【第３項】
    依申請專利範圍第１項所述之奈米金與 doxorubicin之鍵結方法，其中，該產物doxorubicin -maleimide之分子量為693。
  4. 【第４項】
    依申請專利範圍第１項所述之奈米金與 doxorubicin之鍵結方法，其中，該碳酸鹽-重碳酸鹽緩衝液之pH為6～10。
  5. 【第５項】
    依申請專利範圍第１項所述之奈米金與doxorubicin之鍵結方法，其中，該奈米金與藥物鍵結之含胺基藥物可為doxorubicin或替拉扎明（tirapazamine）。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106442796A (zh) * 2016-10-26 2017-02-22 复旦大学 一种多层纳米金球的液相开管柱及其制作方法和应用
CN108743956A (zh) * 2018-04-24 2018-11-06 四川百利药业有限责任公司 一种白蛋白结合型蒽环类抗肿瘤抗生素制剂及其制备方法
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Cited By (5)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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CN108743956A (zh) * 2018-04-24 2018-11-06 四川百利药业有限责任公司 一种白蛋白结合型蒽环类抗肿瘤抗生素制剂及其制备方法
CN108743956B (zh) * 2018-04-24 2021-09-21 四川百利药业有限责任公司 一种白蛋白结合型蒽环类抗肿瘤抗生素制剂及其制备方法
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