一种半胱氨酸/四氧化三铁/硫化铜/牛血清白蛋白纳米复合粒子及其制备和应用制造技术

本发明专利技术涉及一种半胱氨酸/四氧化三铁/硫化铜/牛血清白蛋白纳米复合粒子及其制备和应用，纳米复合粒子在水/油混合溶液交界面使用较大功率超声波降解形成微乳液，半胱氨酸修饰后的Fe

Cysteine / magnetite / copper sulfide / bovine serum albumin nano composite particle, preparation and application thereof

The invention relates to a cysteine / Fe3O4 / cus / bovine serum albumin nanoparticles and its preparation and application of nano composite particles at oil / water mixed solution interface formation of microemulsion using high power ultrasonic degradation, cysteine modified Fe

【技术实现步骤摘要】
一种半胱氨酸/四氧化三铁/硫化铜/牛血清白蛋白纳米复合粒子及其制备和应用
本专利技术涉及疏水性抗癌药物载体
，尤其是涉及一种半胱氨酸/四氧化三铁/硫化铜/牛血清白蛋白纳米复合粒子及其制备和应用。
技术介绍
高剂量的化疗药物对人体副作用较为明显，且非特异性的药物运输会对正常组织造成伤害。抗癌效果良好的药物紫杉醇(简称“PTX”)水溶性极差，现有临床应用的剂型(溶解于聚氧乙烯蓖麻油和无水乙醇以1:1混合的液体)也已被证实溶剂蓖麻油会对正常组织和细胞引起严重的副作用。而纳米技术的发展特别是纳米载体在生物医学领域应用中取得了跨越式的发展，催生出了“纳米医药”新领域的发展。因此，为减小毒副作用，取得更好的治疗效果，利用药物载体进行联合治疗(化疗与其他治疗方式结合)已成为一项很有潜力的策略，其既能够保护化疗药物及溶剂，又能将药物靶向运输至肿瘤位置，同时发挥其他治疗方式如光热治疗的作用以达到协同治疗效果。中国专利201510038139.X公开了一种蛋白-聚合物复合纳米载体及其制备方法，所述纳米载体包括聚合物内核和靶向蛋白质外壳；所述聚合物内核为氰基丙烯酸烷酯内核，所述氰基丙烯酸烷酯内核包载着脂溶性抗肿瘤药物；所述靶向蛋白质外壳包裹在所述氰基丙烯酸烷酯内核的表面；所述靶向蛋白质外壳为亲水蛋白质外壳。
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半胱氨酸/四氧化三铁/硫化铜/牛血清白蛋白纳米复合粒子及其制备和应用。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种半胱氨酸/四氧化三铁/硫化铜/牛血清白蛋白纳米复合粒子，所述的纳米复合粒子由Cys、Fe3O4、CuS和BSA组成壳状结构，其中，含有巯基的半胱氨酸Cys修饰Fe3O4后，与BSA长链的巯基以二硫键结合，而CuS通过静电作用吸附于BSA，因此形成的内部空间用于负载难溶于水的抗癌药物。优选的，用于负载的抗癌药物为PTX，所述纳米复合粒子对PTX的负载率为5％～9％；所述的纳米复合粒子的直径为200～400nm。半胱氨酸/四氧化三铁/硫化铜/牛血清白蛋白纳米复合粒子的制备方法，包括以下步骤：(1)取Fe3O4纳米粒子超声分散于PBS(0.02M，pH6.0)中，然后加入半胱氨酸水溶液，超声，再加入碳二亚胺盐酸盐，保持室温水浴，搅拌，离心，洗涤，即得到Cys-Fe3O4，分散于去离子水中得到Cys-Fe3O4胶体溶液；(2)取铜盐与柠檬酸盐溶于去离子水中，搅拌并加入硫化盐溶液，搅拌加热反应，然后冷却至室温，即得到CuS纳米晶体溶液；(3)取BSA溶于去离子水中，配成BSA溶液；(4)将步骤(3)制成的BSA溶液、步骤(2)制成的CuS溶液加入步骤(1)制成的Cys-Fe3O4胶体溶液中，再加入聚氧乙烯蓖麻油，在超声降解作用下，Cys-Fe3O4与BSA因各自拥有的巯基基团相互作用形成二硫键而结合，大量的Cys-Fe3O4将会结合于BSA分子长链上，而CuS则会通过静电作用吸附于BSA表面，聚氧乙烯蓖麻油与水两种互不相溶的溶剂在超声作用下形成油滴并被大分子BSA包裹，因而形成了大量半胱氨酸/四氧化三铁/硫化铜/牛血清白蛋白纳米复合粒子，分离并收集沉淀物，即得到所述纳米复合粒子。优选的，步骤(1)中所述的Fe3O4纳米粒子通过以下方法制成：取FeCl2·4H2O和FeCl3·6H2O加入去离子水，在氮气保护下剧烈搅拌并加热至50℃，然后迅速加入氨水，溶液升温至80℃并保持2.5小时，冷却至室温，收集黑色沉淀物，洗涤，干燥，即得到所述Fe3O4纳米粒子。优选的，步骤(1)中加入的Fe3O4纳米粒子和半胱氨酸的质量比为(0.8～1.2)：1，半胱酸与碳二亚胺盐酸盐的摩尔比为1：(4～5)，所述的PBS的浓度为0.02M，pH＝6；搅拌时间为20h。优选的，步骤(2)中铜盐、柠檬酸盐和硫化盐的摩尔比为1：(0.5～0.7)：(1～1.5)，搅拌加热反应的工艺条件为：温度80～95℃，时间为15～25min。优选的，步骤(4)中BSA、CuS和Cys-Fe3O4的质量比0.002：(2～2.5)：(0.04～0.06)；超声降解为：超声波是垂直纵波，插入太深不容易形成对流，因此需将超声波细胞粉碎仪尖端插入水油交界面，获得最佳超声效率。超声时间2秒，间隙时间2秒，并且需要外加冰水浴降温，将反应温度控制在20℃以下，防止反应温度过高使蛋白变性。超声强度设置为750W·cm-1，强度太大不利于形成纳米微乳，强度太小形成的纳米粒子粒径将偏大。优选的，步骤(4)中所述的聚氧乙烯蓖麻油中还可以加入抗癌药物，并继续超声降解，分离并收集沉淀物，此时，得到以半胱氨酸/四氧化三铁/硫化铜/牛血清白蛋白纳米复合粒子为载体，抗癌药物为负载物的纳米药物。更优选的，加入的抗癌药物与BSA的质量比为(2～5)：0.002。半胱氨酸/四氧化三铁/硫化铜/牛血清白蛋白纳米复合粒子在核磁成像、药物负载、近红外光热治疗和联合治疗方面的应用。本专利技术的主要目的在于提供一种半胱氨酸/四氧化三铁/硫化铜/牛血清白蛋白(Cys-Fe3O4/CuS@BSA)纳米药物载体的制备方法和应用，该纳米载体制备方法为一步微乳液法，反应步骤较为简单。通过近红外激光照射和pH调控可以把化疗药物和光热试剂有效传输到肿瘤部位，在减小对正常组织和细胞毒副作用的同时，有效的杀死癌细胞。此载体在核磁成像、载药、靶向给药和光热治疗方面具有广大的应用前景。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：1)用本专利技术的方法制备得到的Cys-Fe3O4/CuS@BSA纳米复合粒子采用一步微乳液法，工艺简单，成本较低，明显缩短了纳米药物载体的制备周期。2)用本专利技术的方法制备得到的Cys-Fe3O4/CuS@BSA纳米复合粒子具有良好的生物相容性和较大的内部空间，能够很好的负载疏水性化疗药物紫杉醇(PTX)，并且保护药物的溶剂，大大降低药物及其溶剂对正常组织和细胞的毒副作用。经过计算，其有较高的PTX负载率，为6.63％；且具有pH响应的和近红外光可控的药物释放性能。在916nm的激光的安全功率密度(1.0W/cm2)照射下，能有效的将近红外激光的能量转换成热量杀死癌细胞进行光热治疗，实现化疗和光热治疗协同作用。3)用本专利技术的方法制备得到的Cys-Fe3O4/CuS@BSA纳米复合粒子同时也是优良的MRI造影剂，有很好的T2加权像和r2弛豫率，同时在磁场作用下具备较强的磁响应性能。附图说明图1为本专利技术的Cys-Fe3O4/CuS@BSA纳米复合粒子的显微镜图；图2为本专利技术的Cys-Fe3O4/CuS@BSA纳米复合粒子的SEM图；图3为本专利技术的Cys-Fe3O4/CuS@BSA纳米复合粒子的TEM图；图4为本专利技术的Cys-Fe3O4/CuS@BSA纳米复合粒子的体外实验的光热性能图；图5为本专利技术的负载药物的Cys-Fe3O4/CuS@BSA纳米复合粒子的升温图；图6为本专利技术中负载药物PTX的Cys-Fe3O4/CuS@BSA纳米复合材料的药物缓释曲线；图7为本专利技术的Cys-Fe3O4/CuS@BSA纳米复合粒子的T2加权像；图8为本专利技术的Cys-Fe3O4/CuS@BSA纳米复合粒子的r2弛豫率；图9为本专利技术的Cys-Fe3O4/CuS@B本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半胱氨酸/四氧化三铁/硫化铜/牛血清白蛋白纳米复合粒子，其特征在于，所述的纳米复合粒子由Cys‑Fe

【技术特征摘要】
1.一种半胱氨酸/四氧化三铁/硫化铜/牛血清白蛋白纳米复合粒子，其特征在于，所述的纳米复合粒子由Cys-Fe3O4、CuS和BSA组成壳状结构，其中，含有巯基的半胱氨酸Cys，对Fe3O4进行表面修饰后，与同样含有巯基的BSA以二硫键形式结合形成壳，而CuS通过静电作用吸附于BSA，形成的壳内空间用于负载难溶于水的抗癌药物。2.根据权利要求1所述的一种半胱氨酸/四氧化三铁/硫化铜/牛血清白蛋白纳米复合粒子，其特征在于，用于负载的抗癌药物为PTX，所述纳米复合粒子对PTX的负载率为5％～9％；所述的纳米复合粒子的直径为200～400nm。3.如权利要求1或2任一所述的半胱氨酸/四氧化三铁/硫化铜/牛血清白蛋白纳米复合粒子的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)取Fe3O4纳米粒子超声分散于PBS中，然后加入半胱氨酸水溶液，超声，再加入碳二亚胺盐酸盐，保持室温水浴，搅拌，离心，洗涤，即得到Cys-Fe3O4，分散于去离子水中得到Cys-Fe3O4胶体溶液；(2)取铜盐与柠檬酸盐溶于去离子水中，搅拌并加入硫化盐溶液，搅拌加热反应，然后冷却至室温，即得到CuS纳米晶体溶液；(3)取BSA溶于去离子水中，配成BSA溶液；(4)将步骤(3)制成的BSA溶液、步骤(2)制成的CuS溶液加入步骤(1)制成的Cys-Fe3O4胶体溶液中，再加入聚氧乙烯蓖麻油，超声降解，分离并收集沉淀物，即得到所述纳米复合粒子。4.根据权利要求3所述的一种半胱氨酸/四氧化三铁/硫化铜/牛血清白蛋白纳米复合粒子的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述的Fe3O4纳米粒子通过以下方法制成：取FeCl2·4H2O和FeCl3·6H2O加入去离子水，在氮气保护下剧烈搅拌并加热至50℃，然后迅速加入氨水，溶液升温至80℃并保持2.5小时，冷却至室温...

【专利技术属性】
技术研发人员：任兰芳，刘锡建，陆杰，闫大伟，黄智，马国昌，樊学学，吴书平，
申请(专利权)人：上海工程技术大学，
类型：发明
国别省市：上海,31