一种GA-Fe@BSA-PTX多功能自组装体及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种GA‑Fe@BSA‑PTX多功能自组装体及其制备方法和应用，制备方法包括以下步骤：(1)将制备牛血清蛋白和可溶性铁盐的混合溶液；(2)在搅拌下，将没食子酸加入混合溶液中反应，反应结束后纯化，得到纯净的GA‑Fe@BSA纳米粒子溶液；(3)在缓冲溶液中加入GA‑Fe@BSA水溶液后，搅拌下加入PTX溶液反应，反应结束后纯化，得到GA‑Fe@BSA‑PTX纳米粒子溶液。与现有技术相比，本发明专利技术制备方法简单易重复，所选原料廉价安全无毒，所得配位聚合物纳米点生物相容性好、生物毒性低，可用于肿瘤的高灵敏核磁共振成像，并且同时具备化疗和光热治疗双重治疗功能，对肿瘤能起到更有效的治疗效果。

GA-Fe@BSA-PTX multifunctional self-assembly and preparation method and application thereof

The invention relates to a GA_Fe@BSA_PTX multifunctional self-assembly and its preparation method and application. The preparation method comprises the following steps: (1) preparing a mixed solution of bovine serum albumin and soluble iron salts; (2) reacting gallic acid in the mixed solution under stirring and purifying after the reaction, a pure GA_Fe@BSA is obtained. Nano-particle solution; (3) Add GA_Fe@BSA aqueous solution in the buffer solution, stirring under the addition of PTX solution reaction, purification after the reaction, get GA_Fe@BSA_PTX nano-particle solution. Compared with the prior art, the preparation method of the invention is simple and repeatable, the selected raw materials are cheap, safe and non-toxic, the obtained coordination polymer nanodots have good biocompatibility and low biological toxicity, and can be used for high-sensitivity MRI of tumors, and have dual therapeutic functions of chemotherapy and photothermal therapy, thus playing a more important role in tumors. Effective therapeutic effect.

【技术实现步骤摘要】
一种GA-Fe@BSA-PTX多功能自组装体及其制备方法和应用
本专利技术涉及材料科学与生物医用领域，尤其是涉及一种GA-Fe@BSA-PTX多功能自组装体及其制备方法和应用。
技术介绍
现在，恶性肿瘤因其死亡率高、难治疗以及恶化迅速等特点，已严重威胁人类健康。诊疗一体化技术是最有希望用于治疗恶性肿瘤的一种方法，而肿瘤一体化试剂是诊疗一体化技术发展的关键。目前已经开发了多种诊疗一体化试剂，其中核磁共振(MR)影像介导的光热、化疗等一体化诊疗试剂具有广阔的应用前景。主要是因为，MR影像技术具有非侵入、组织穿透深等优势，被广泛应用于病变早期特异性诊断和疗效检测。而光热治疗技术利用利用波长范围为700-1400nm的近红外激光，对生物组织的穿透能力非常强，但痛苦较小，且治疗彻底，对周围正常组织的损伤较小，是一种微创伤肿瘤治疗手段。化疗是一种传统的癌症治疗方式，但是其对免疫系统的毒性是亟待解决的问题。牛血清白蛋白(BSA)，是牛血清中的一种白蛋白，可以与多种阳离子、阴离子以及小分子物质结合这一性质引起大家热切关注。而且，BSA因为来源丰富，容易纯化，价格便宜，在水中溶解性好，对于生物体易生物降解、无毒性、无免疫原性等诸多优点，被广泛应用于药物传递和纳米材料合成等领域。目前已经报道了多种给予BSA的无机纳米材料的合成，尤其是超小纳米材料的合成(Adv.Mater.,2016,28,5923)，我们研究小组基于BSA的调控也设计合成了一类超小的配位聚合物纳米粒子(Internationaljournalofnanomedicine,2017,12,7207)。但是这类材料存在一个极大的问题，如果粒径太大，导致材料很难代谢，长期滞留体内，具有很大的安全隐患；而如果粒径太小，很容易通过肾清除系统排除体外，这样就很难在病灶位置有效富集。因此为了解决这个问题，需要开发一种基于超小纳米粒子的自组装材料来解决以上矛盾。紫杉醇(PTX)是市场上用于治疗乳腺癌、卵巢癌、肺癌等癌症的广谱抗癌药物，因其水溶性非常低，给其使用带来很大不便。近年来研究发现，白蛋白结合型紫杉醇纳米制剂，有效解决紫杉醇水溶性问题，在提高疗效的同时亦减轻了毒性。其中尤为重要的是PTX能将BSA通过疏水疏水相互作组装起来，构建基于BSA的自组装体。一方面可以解决PTX的水溶性问题，另一方面可以提高其生物兼容性。但是，现有的白蛋白型药物用于热治疗时，面临防止癌细胞过热的热休克反应，这种癌细胞保护和防凋亡的机制降低了热疗的效率。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种GA-Fe@BSA-PTX多功能自组装体及其制备方法和应用。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种GA-Fe@BSA-PTX多功能自组装体的制备方法，包括以下步骤：(1)将牛血清蛋白溶于二次水中，搅拌下加入可溶性三价铁盐，得到混合溶液A；(2)在搅拌下，将没食子酸加入至混合溶液A中反应，反应结束后纯化，得到纯净的GA-Fe@BSA配位聚合物纳米粒子水溶液；(3)在缓冲溶液中加入GA-Fe@BSA配位聚合物纳米粒子水溶液，得到混合溶液B，搅拌下，在混合溶液B中加入PTX溶液反应，反应结束后进行纯化，即可得到GA-Fe@BSA-PTX纳米粒子溶液，所述的GA-Fe@BSA-PTX纳米粒子即为GA-Fe@BSA-PTX多功能自组装体。优选地，步骤(1)中，所述的混合溶液A中牛血清蛋白的质量浓度为0～3.0mg/mL，但不为0。优选地，步骤(1)中，所述的可溶性三价铁盐为氯化铁、硝酸铁或硫酸铁的一种，且混合溶液A中可溶性三价铁盐的质量浓度为0～3.0g/mL，但不为0。优选地，步骤(2)中，混合溶液A中没食子酸的质量浓度为0～30.0mg/mL。优选地，步骤(3)中，所述的缓冲溶液为PBS溶液，pH为5～10，浓度为0～0.3mol/L，但不为0。优选地，步骤(3)中，所述的PTX溶液的分散溶剂为乙醇，加入方式为逐滴加入，混合溶液B中PTX的质量浓度为0～40.0μg/mL，但不为0。优选地：步骤(2)中，反应时间为3-24h，反应温度为室温；步骤(3)中，反应时间为0～5h，但不为0，反应温度为室温。优选地：步骤(2)中，纯化过程为反应结束后进行离心分离，得到沉淀物，再用水洗涤沉淀物；步骤(3)中，纯化过程为反应结束后进行离心分离，得到沉淀物，再用水洗涤沉淀物。采用所述的方法制备得到的GA-Fe@BSA-PTX多功能自组装体，该自组装体通过用BSA对GA-Fe进行修饰调控得到超小的GA-Fe@BSA配位聚合纳米粒子，再利用PTX疏水组装蛋白质的性能，将超小的GA-Fe@BSA配位聚合纳米粒子组装得到。首先，基于BSA富含N-末端和O-末端氨基酸残基，这些位点与过渡金属Fe3+有强配位作用，通过向BSA水溶液加入可溶性三价铁盐水溶液形成BSA-Fe3+配合物。其次，通过向BSA-Fe3+配合物中加入GA单体，GA基团中的酚羟基和羧基与Fe3+螯合形成GA-Fe@BSA配位聚合纳米粒子。最后，利用紫杉醇(PTX)疏水组装蛋白质的性能，将超小GA-Fe@BSA配位聚合纳米粒子组装，得到GA-Fe@BSA-PTX纳米粒子，即GA-Fe@BSA-PTX多功能自组装体。优选地，所述的GA-Fe@BSA-PTX多功能自组装体的粒径约100nm，形貌呈球形单分散纳米颗粒。所述的GA-Fe@BSA-PTX多功能自组装体在核磁共振造影剂和/或光热-化疗联合治疗药物上的应用。本专利技术公开了一种PTX组装超小的GA-Fe@BSA纳米材料，该材料因其合适的粒径(～100nm)能有效的提高超小GA-Fe@BSA纳米材料在肿瘤的富集作用，同时还具有超小GA-Fe@BSA纳米材料的肾清除效果。另外，该材料相对于超小的GA-Fe@BSA纳米材料，组装后使得一个纳米颗粒里含多个GA-Fe@BSA纳米粒子，因而具有更好的MR影像功能，以及光热-化疗联合治疗的效果，有效的提高了癌症的治疗效果。本专利技术利用药物的疏水自组装性能将多个包覆白蛋白的聚合物纳米粒子组装成一个纳米颗粒，白蛋白结合的聚合物纳米粒子不仅在近红外区域具有较强的吸收，而且由于药物促使的疏水自组装作用，保持了良好的生物相容性和稳定性，提高了核磁共振的成像效果，还同时具有良好的光热和化疗双重治疗功能，对肿瘤能起到更有效的治疗效果。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：(1)本专利技术采用廉价无毒的白蛋白调控易生物降解的有机聚合物形成纳米粒子，制备方法简单，成本低，制得的分散剂性能优异且稳定性好，能很好地吸收近红外光；(2)本专利技术制得的GA-Fe@BSA-PTX多功能自组装体，不仅具有良好的核磁共振的成像效果，还同时具有光热和化疗双重治疗功能。附图说明图1为GA-Fe@BSA-PTX多功能自组装体合成结构示意图。图2为实施例1制备得到的GA-Fe@BSA-PTX多功能自组装体的TEM图(a)和SEM图谱(b)图。图3为实施例1制备得到的GA-Fe@BSA-PTX多功能自组装体的紫外吸收图。图4为PTX、BSA、BSA@GA-Fe以及实施例1制备得到的GA-Fe@BSA-PTX多功能自组装体的红外吸收图。图5为GA-Fe@BSA-PTX多功能自组装体的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种GA‑Fe@BSA‑PTX多功能自组装体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将牛血清蛋白溶于二次水中，搅拌下加入可溶性三价铁盐，得到混合溶液A；(2)在搅拌下，将没食子酸加入至混合溶液A中反应，反应结束后纯化，得到纯净的GA‑Fe@BSA配位聚合物纳米粒子水溶液；(3)在缓冲溶液中加入GA‑Fe@BSA配位聚合物纳米粒子水溶液，得到混合溶液B，搅拌下，在混合溶液B中加入PTX溶液反应，反应结束后进行纯化，即可得到GA‑Fe@BSA‑PTX纳米粒子溶液，所述的GA‑Fe@BSA‑PTX纳米粒子即为GA‑Fe@BSA‑PTX多功能自组装体。

【技术特征摘要】
1.一种GA-Fe@BSA-PTX多功能自组装体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将牛血清蛋白溶于二次水中，搅拌下加入可溶性三价铁盐，得到混合溶液A；(2)在搅拌下，将没食子酸加入至混合溶液A中反应，反应结束后纯化，得到纯净的GA-Fe@BSA配位聚合物纳米粒子水溶液；(3)在缓冲溶液中加入GA-Fe@BSA配位聚合物纳米粒子水溶液，得到混合溶液B，搅拌下，在混合溶液B中加入PTX溶液反应，反应结束后进行纯化，即可得到GA-Fe@BSA-PTX纳米粒子溶液，所述的GA-Fe@BSA-PTX纳米粒子即为GA-Fe@BSA-PTX多功能自组装体。2.根据权利要求1所述的一种GA-Fe@BSA-PTX多功能自组装体的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述的混合溶液A中牛血清蛋白的质量浓度为0～3.0mg/mL，但不为0。3.根据权利要求1所述的一种GA-Fe@BSA-PTX多功能自组装体的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述的可溶性三价铁盐为氯化铁、硝酸铁或硫酸铁的一种，且混合溶液A中可溶性三价铁盐的质量浓度为0～3.0g/mL，但不为0。4.根据权利要求1所述的一种GA-Fe@BSA-PTX多功能自组装体的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，混合溶液A中没食子酸的质量浓度为0～30.0mg/mL。5.根据权利要求1所述的一种GA-Fe@BSA-PTX多功能自组装体...

【专利技术属性】
技术研发人员：田启威，严承林，杨仕平，安璐，林焦敏，杨艺典，
申请(专利权)人：上海师范大学，
类型：发明
国别省市：上海,31