肿瘤特异性可断裂的PEG化纳米粒子及制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种肿瘤特异性可断裂的PEG化纳米粒子及制备方法与应用。本发明专利技术通过将介孔硅纳米粒子表面修饰含有氨基和二硫键的阳离子聚合物层，然后加入端基含有苯甲醛基的PEG，在纳米粒子表面引入PEG壳层，得到肿瘤特异性可断裂的PEG化纳米粒子。该载体具有肿瘤微环境中PEG分子可脱落、可响应细胞内谷胱甘肽氧化还原的特性，且具有药物负载能力较强、血液循环时间长、靶向传递药物等优点，适合制备抗肿瘤药物载体。

【技术实现步骤摘要】
肿瘤特异性可断裂的PEG化纳米粒子及制备方法与应用
本专利技术属于药物载体领域，特别涉及一种肿瘤特异性可断裂的PEG化纳米粒子及制备方法与应用。
技术介绍
近年来，纳米技术在药物传递系统中的优异表现受到广泛关注，在肿瘤治疗中成果显著，表现出了很大的优势与潜力。纳米药物载体通过物理方法负载药物，具有较高的药物负载量，能够很好地保持药物的活性，并且可通过加强渗透与滞留效应提高药物对肿瘤组织的靶向传递能力和药效学水平，实现药物定点、定时、定量释放，既减少药物对正常组织的毒副作用，又充分发挥药物的疗效，从而达到治愈的目的。介孔硅纳米粒子(MSNs)是一种具有多孔道结构的纳米粒子，具有结构稳定、孔径可调、表面易修饰等特点，目前在药物、基因的传输控释方面研究广泛。然而，受限于体内复杂的生理环境，MSNs纳米载体容易被免疫系统清除，导致细胞内在化率低、药物的生物利用度低等问题。聚乙二醇(PEG)具有良好的生物、血液相容性和亲水性，无免疫原性，在生物医用材料领域应用广泛。利用PEG修饰MSNs，能够提高纳米载体的溶液稳定性，降低免疫系统的清除，延长载体的血液循环时间。但是，传统的纳米载体的PEG通过共价键偶联到纳米粒子表面，由于共价键的稳定性，导致PEG层过于稳定，在肿瘤组织中不能脱落，不利于肿瘤细胞吞噬纳米载体，会降低药物在病灶部位的靶向性释放和生物利用度，因此，理想的PEG化纳米载体是在血液循环过程中能够稳定存在，延长循环时间，而进入肿瘤组织后，PEG壳层能够脱落，提高肿瘤细胞对纳米载体的吞噬。
技术实现思路
本专利技术的首要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种肿瘤特异性可断裂的PEG化纳米粒子的制备方法。本专利技术的另一目的在于提供通过上述制备方法得到的肿瘤特异性可断裂的PEG化纳米粒子。本专利技术的再一目的在于提供上述肿瘤特异性可断裂的PEG化纳米粒子的应用。本专利技术的目的通过下述技术方案实现：一种肿瘤特异性可断裂的PEG化纳米粒子的制备方法，包括如下步骤：(1)将介孔硅纳米粒子分散在有机溶剂中，加入γ-氨基丙基三乙氧基硅烷(APTES)，反应，纯化，得到表面含氨基的介孔硅纳米粒子；(2)将步骤(1)获得的表面含氨基的介孔硅纳米粒子分散在有机溶剂中，加入丁二酸酐，反应，离心分离，得到含羧基的介孔硅纳米粒子；(3)将步骤(2)获得的含羧基的介孔硅纳米粒子分散在溶剂中，加入胱胺二盐酸盐以及催化剂，反应，固液分离，得到含氨基和二硫键修饰的介孔硅纳米粒子；(4)将步骤(3)获得的含氨基和二硫键修饰的介孔硅纳米粒子负载抗肿瘤药物，然后分散到溶剂中，依次加入阳离子单体和交联剂，反应，纯化，得到表面引入阳离子聚合物层的介孔硅纳米粒子；(5)将端基苯甲醛化的PEG溶于磷酸盐溶液中，得到溶液A；将步骤(4)制备的表面引入阳离子聚合物层的介孔硅纳米粒子分散于磷酸盐溶液中，得到溶液B；将溶液A和溶液B混合，反应，纯化，得到肿瘤特异性可断裂的PEG化纳米粒子。步骤(1)中所述的介孔硅纳米粒子为MCM-41型；优选粒径为100nm、孔径为2～10nm的介孔硅纳米粒子。步骤(1)中所述的介孔硅纳米粒子优选通过如下步骤制备得到：以正硅酸乙酯(TEOS)为原料，十六烷基三甲基溴化铵为表面活性剂，1,3,5-三甲基苯为制孔剂，搅拌反应，得到MCM-41型介孔硅纳米粒子。所述的1,3,5-三甲基苯的用量相当于所述的TEOS摩尔量的0.5～2倍。所述的十六烷基三甲基溴化铵的用量相当于所述的TEOS摩尔量的0.5～2倍。所述的反应的温度优选为65～75℃；更优选为70℃。所述的反应的时间优选为1.5～2.5h；更优选为2h。步骤(1)中所述的有机溶剂优选为无水甲苯。步骤(1)中所述的有机溶剂仅作为反应介质，不参与反应，其用量优选按有机溶剂：介孔硅纳米粒子＝50～150mL：1g计算；更优选按有机溶剂：介孔硅纳米粒子＝100mL：1g计算。步骤(1)中所述的γ-氨基丙基三乙氧基硅烷的质量用量按其与所述的介孔硅纳米粒子＝1～2:1(质量比)配比计算；更优选为按其与所述的介孔硅纳米粒子＝1:1配比计算。步骤(1)中所述的反应优选为加热回流反应。所述的加热回流反应的温度优选为100～120℃；更优选为110℃。所述的加热回流反应的时间优选为20～30h；更优选为24h。步骤(1)所述的纯化的步骤优选如下：抽滤，使用甲苯和乙醇进行洗涤，干燥。步骤(2)中所述的有机溶剂优选为乙醇、四氢呋喃、乙酸乙酯和丙酮中的至少一种；更优选为丙酮。步骤与(2)中所述的有机溶剂的作用与步骤(1)相同。步骤(2)中所述的丁二酸酐的用量与所述的表面含氨基的介孔硅纳米粒子＝0.5～2:1(质量比)配比计算；更优选为按其与所述的表面含氨基的介孔硅纳米粒子＝2:1配比计算。步骤(3)和步骤(4)中所述的溶剂为水或磷酸盐缓冲溶液。所述的磷酸盐缓冲溶液优选为pH值为7.2～7.4、浓度为0.01～0.1M的磷酸盐缓冲液。步骤(3)中所述的催化剂优选为1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDC)和N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)。所述的催化剂的用量是催化用量。所述的1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDC)的质量用量按其与所述的含羧基的介孔硅纳米粒子＝质量比1:1～5计算；优选为按其与所述的含羧基的介孔硅纳米粒子＝质量比1:2计算。所述的N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)的质量用量按其与所述的含羧基的介孔硅纳米粒子的质量比1:1～5计算；优选为按其与所述的含羧基的介孔硅纳米粒子＝质量比1:2.5计算。步骤(3)中所述的胱胺二盐酸盐的质量用量按其与所述的含羧基的介孔硅纳米粒子的质量比1:0.5～2.5计算；优选为按其与所述的含羧基的介孔硅纳米粒子＝质量比1:1计算。步骤(4)优选为：将步骤(3)获得的含氨基和二硫键修饰的介孔硅纳米粒子负载抗肿瘤药物，然后分散到溶剂中，氮气保护下，依次加入阳离子单体和交联剂，然后加入引发剂引发聚合反应，纯化，得到表面引入阳离子聚合物层的介孔硅纳米粒子；所述的引发剂优选为过硫酸铵和N,N,N′,N′-四甲基乙二胺；更优选为过硫酸铵和N,N,N′,N′-四甲基乙二胺按质量比1：1配比得到混合物。所述的引发剂的加入量为0～相当于所述的阳离子单体质量的0.02倍质量。所述的反应的条件优选0～35℃反应1～24h。步骤(4)中所述的药物为抗肿瘤药物，优选为阿霉素、柔红霉素、阿霉素、去甲氧柔红霉素、表阿霉素、紫杉醇、长春花碱、长春新碱、三苯氧胺、福美司坦、阿那曲唑、氟他胺、5-氟尿嘧啶、甲氨蝶呤、顺铂、卡铂、奥沙利铂、卡莫司汀、托瑞米芬和替加氟中的一种或至少两种。步骤(4)中所述的将步骤(3)获得的含氨基和二硫键修饰的介孔硅纳米粒子负载抗肿瘤药物的步骤优选为：先将药物制备成溶液，然后与步骤(3)获得的含氨基和二硫键修饰的介孔硅纳米粒子混合，搅拌使药物被充分吸附，固液分离，得到的负载抗肿瘤药物的介孔硅纳米粒子。步骤(4)中所述的阳离子单体为含有氨基的阳离子单体，或是含有氨基的阳离子单体与其他阳离子单体形成的混合物；优选为含有氨基的阳离子单体与其他阳离子单体形成的混合物；更优选为含有氨基的阳离子单体与其他阳离子单体按摩尔比9：12配比得到的混合物。其他阳离子单体本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种肿瘤特异性可断裂的PEG化纳米粒子的制备方法，其特征在于包括如下步骤：(1)将介孔硅纳米粒子分散在有机溶剂中，加入γ‑氨基丙基三乙氧基硅烷，反应，纯化，得到表面含氨基的介孔硅纳米粒子；(2)将步骤(1)获得的表面含氨基的介孔硅纳米粒子分散在有机溶剂中，加入丁二酸酐，反应，离心分离，得到含羧基的介孔硅纳米粒子；(3)将步骤(2)获得的含羧基的介孔硅纳米粒子分散在溶剂中，加入胱胺二盐酸盐以及催化剂，反应，固液分离，得到含氨基和二硫键修饰的介孔硅纳米粒子；(4)将步骤(3)获得的含氨基和二硫键修饰的介孔硅纳米粒子负载抗肿瘤药物，然后分散到溶剂中，依次加入阳离子单体和交联剂，反应，纯化，得到表面引入阳离子聚合物层的介孔硅纳米粒子；(5)将端基苯甲醛化的PEG溶于磷酸盐溶液中，得到溶液A；将步骤(4)制备的表面引入阳离子聚合物层的介孔硅纳米粒子分散于磷酸盐溶液中，得到溶液B；将溶液A和溶液B混合，反应，纯化，得到肿瘤特异性可断裂的PEG化纳米粒子。

【技术特征摘要】
1.一种肿瘤特异性可断裂的PEG化纳米粒子的制备方法，其特征在于包括如下步骤：(1)将介孔硅纳米粒子分散在有机溶剂中，加入γ-氨基丙基三乙氧基硅烷，反应，纯化，得到表面含氨基的介孔硅纳米粒子；(2)将步骤(1)获得的表面含氨基的介孔硅纳米粒子分散在有机溶剂中，加入丁二酸酐，反应，离心分离，得到含羧基的介孔硅纳米粒子；(3)将步骤(2)获得的含羧基的介孔硅纳米粒子分散在溶剂中，加入胱胺二盐酸盐以及催化剂，反应，固液分离，得到含氨基和二硫键修饰的介孔硅纳米粒子；(4)将步骤(3)获得的含氨基和二硫键修饰的介孔硅纳米粒子负载抗肿瘤药物，然后分散到溶剂中，依次加入阳离子单体和交联剂，反应，纯化，得到表面引入阳离子聚合物层的介孔硅纳米粒子；(5)将端基苯甲醛化的PEG溶于磷酸盐溶液中，得到溶液A；将步骤(4)制备的表面引入阳离子聚合物层的介孔硅纳米粒子分散于磷酸盐溶液中，得到溶液B；将溶液A和溶液B混合，反应，纯化，得到肿瘤特异性可断裂的PEG化纳米粒子。2.根据权利要求1所述的肿瘤特异性可断裂的PEG化纳米粒子的制备方法，其特征在于：步骤(4)如下：将步骤(3)获得的含氨基和二硫键修饰的介孔硅纳米粒子负载抗肿瘤药物，然后分散到溶剂中，氮气保护下，依次加入阳离子单体和交联剂，然后加入引发剂引发聚合反应，纯化，得到表面引入阳离子聚合物层的介孔硅纳米粒子。3.根据权利要求2所述的肿瘤特异性可断裂的PEG化纳米粒子的制备方法，其特征在于：步所述的将步骤(3)获得的含氨基和二硫键修饰的介孔硅纳米粒子负载抗肿瘤药物的步骤优选为：先将药物制备成溶液，然后与步骤(3)获得的含氨基和二硫键修饰的介孔硅纳米粒子混合，搅拌使药物被充分吸附，固液分离，得到的负载抗肿瘤药物的介孔硅纳米粒子；所述的引发剂为过硫酸铵和N,N,N′,N′-四甲基乙二胺；所述的引发剂的加入量为0～相当于所述的阳离子单体质量的0.02倍质量；所述的反应的条件为0～35℃反应1～24h。4.根据权利要求1或2所述的肿瘤特异性可断裂的PEG化纳米粒子的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述的介孔硅纳米粒子为MCM-41型；步骤(1)中所述的有机溶剂为无水甲苯；步骤(2)中所述的有机溶剂为乙醇、四氢呋喃、乙酸乙酯和丙酮中的至少一种；步骤(3)和步骤(4)中所述的溶剂为水或磷酸盐缓冲溶液；步骤(3)中所述的催化剂为1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐和N-羟基琥珀酰亚胺；步骤(4)中所述的药物为阿霉素、柔红霉素、阿霉素、去甲氧柔红霉素、表阿霉素、紫杉醇、长春花碱、长春新碱、三苯氧胺、福美司坦、阿那曲唑、氟他胺、5-氟尿嘧啶、甲氨蝶呤、顺铂、卡铂、奥沙利铂、卡莫司汀、托瑞米芬和替加氟中的一种或至少两种；步骤(4)中所述的阳离子单体为含有氨基的阳离子单体，或是含有氨基的阳离子单体与其他阳离子单体形成的混合物；所述的含有氨基的阳离子单体为N-(3-氨基乙基)甲基丙烯酰胺和N-(3-氨基丙基)甲基丙烯酰胺中的至少一种；所述的其他阳离子单体为N,N-二甲基丙烯酰胺和N,N-二乙基丙烯酰胺中的至少一种；步骤(4)中所述的交联剂是具有二硫键的化合物；步骤(5)中所...

【专利技术属性】
技术研发人员：王冠海，林坚涛，张大威，于海兵，
申请(专利权)人：广东医科大学，
类型：发明
国别省市：广东,44