载药杂化纳米粒子及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种载药杂化纳米粒子，其制备方法包括以下步骤：(1)叠氮化三缩酮化合物的制备；(2)炔丙胺修饰肝素钠的制备；(3)炔丙胺修饰肝素钠接枝叠氮化三缩酮化合物；(4)载药杂化纳米粒子的制备。本发明专利技术以天然的聚合物肝素作为纳米粒子的骨架材料，其肝素是构成具有很好的生物安全性，通过特定的制备过程，制备出的载药杂化纳米粒子，其载药杂化纳米粒子的粒径在EPR效应范围内，可实现被动靶向，在过热环境下的响应性，可实现其在肿瘤细胞内高选择性的快速释药，因此制备出的载药杂化纳米粒子具有生物相容性好、其安全性高、无毒副作用等特点。

Drug loaded hybrid nanoparticles and preparation method thereof

The invention discloses a drug loaded hybrid nanoparticles, the preparation method comprises the following steps: (1) azide three ketal compound preparation; (2) propargylamines modified heparin preparation; (3) propargylamines graft modified heparin sodium azide three ketal compounds; (4) load the medicine preparation of hybrid nanoparticles. The invention uses natural polymer heparin nanoparticles as skeleton material, which is composed of heparin with biological good safety, through the preparation of specific drug, preparation of hybrid nanoparticles were prepared, the drug loaded nanoparticles hybrid particle size in the range of EPR effect, can achieve passive targeting, in response overheating environment, rapid drug release can be realized in tumor cells with high selectivity, so the drug loaded hybrid nanoparticles prepared has good biocompatibility, high safety, no toxic side effect etc..

【技术实现步骤摘要】
载药杂化纳米粒子及其制备方法
本专利技术属于生物医学材料
，具体涉及一种载药杂化纳米粒子及其制备方法。
技术介绍
癌症在当今世界上严重威胁人类的健康和生命。癌症的通常治疗手段包括手术，化疗，放疗等。其中阿霉素(DOX)是蒽环霉素类的抗肿瘤药物，具有广谱的恶性肿瘤治疗效果，已在临床上获准使用。其主要通过细胞膜进入细胞后作用于DNA进而杀死癌细胞，但DOX的毒性较大，副作用明显，因此纳米粒子等药物载体系统负载药物用于抗肿瘤的研究得到广泛关注和研究，以期实现安全稳定，有效定向释放药物和准确治疗的效果。开发一种稳定、安全、有效、生物相容性能好的纳米药物递送系统对于肿瘤的治疗研究具有重要的意义，有助于提高化疗药物的抗肿瘤效果，同时减少治疗过程中对正常组织的毒副作用。天然高分子广泛分布于自然界的各种有机生命体中，有绿色、可再生的优势。天然高分子作为有机生命体的组成成分一般都具有良好的生物相容性和生物降解性。多糖是由醛糖或酮糖通过糖苷键连接而成的一种天然高分子化合物、广泛存在于植物、微生物、动物等有机体中，是生物体维持正常生命活动的必需物质。多糖与生命的各种生理机能密切相关，具有多种多样的生物学功能。其中肝素是一种是由二种多糖交替连接而成的多聚体，具有生物活性，无细胞毒性，可生物降解的性能。肝素参与和控制细胞的一些生理功能如抗凝血等，也有研究表明，肝素可以抑制肿瘤生长和转移，肝素及其衍生物被视为较为理想的抗肿瘤制剂。此外，肝素本身含有丰富的亲水基团，利用这些基团的特点，在其侧链上修饰疏水基团，可以形成纳米粒子并对药物进行简单有效的物理包裹，这对一些不能进行化学链接的药物的运输也是一种解决方法，也利于载药体系向临床的推广应用。在具有环境响应行为的纳米载药系统中，针对肿瘤组织新陈代谢较快，局部温度较正常组织高的特点，热响应型的纳米载药系统近年来也得到广泛关注。其中一种方式是利用碳酸氢盐在受热条件下，产生CO2气体的特点，帮助药物从被包载的状态释放出来。例如以脂质体等物质为基础制备包载有碳酸氢盐(碳酸氢钠或碳酸氢铵)和抗癌药物的纳米粒子，在外部加热至42℃的条件下，除研究其体外的释放，细胞的毒性、入胞等现象以外，也有针对小鼠进行的动物上的抗肿瘤实验。而以脂质体为材料来制备含有碳酸氢铵和阿霉素的纳米载药粒子，是首先将碳酸氢铵包载在脂质体内，再将阿霉素以扩散方式载入脂质体，这种载药方式是利用阿霉素被动扩散的方式进行包载，使得其载药量偏低，一定程度上会限制其应用。
技术实现思路
针对现有技术中的上述不足，本专利技术提供了一种载药杂化纳米粒子及其制备方法，可有效解决现有载药纳米粒子载药量低，释放药物速度慢，抗肿瘤效果和安全性差的问题。为实现上述目的，本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：载药杂化纳米粒子的制备方法，包括以下步骤：(1)叠氮化三缩酮化合物的制备称取2,2-二甲氧基-苯基苯乙酮，加热使其融化，加入季戊四醇三烯丙基醚和硫代甘油，搅拌溶解后，在365nm紫外灯下搅拌反应1-2h，然后加甲醇溶解，再加石油醚，搅拌静置后取甲醇层，除去溶剂，得到中间物1；中间体1和2,2-二甲氧基丙烷混合，以少量多次加入对甲苯磺酸水合物，于30℃-40℃混合搅拌反应12-16h，加入三乙胺，继续反应0.5h后过柱层析，除去溶剂得中间物2；中间物2和氢化钠溶于无水DMF中，于氮气保护下冰水浴反应1-1.5h后逐滴加入1，6-二溴己烷，反应24-26h后，逐滴加入甲醇以淬灭反应，过滤，水洗，用乙酸乙酯萃取后柱层析分离得中间物3；中间物3溶于无水DMF中后加入叠氮化钠，于75-85℃下搅拌反应48-50h，用乙酸乙酯溶解，然后水洗，取有机相干燥后得到叠氮化三缩酮化合物；其中，季戊四醇三烯丙基醚、硫代甘油和2,2-二甲氧基-苯基苯乙酮的摩尔比分别为0.8-1.5:2-4:0.01-0.02；中间物1、2,2-二甲氧基丙烷、对甲苯磺酸和三乙胺摩尔比为0.8-1.5:3-6:0.05-0.15:0.05-0.15；中间物2、氢化钠和1，6-二溴己烷摩尔比为0.8-1.2:3-6:1-3；中间物3和叠氮化钠的摩尔比为1:4-7；(2)炔丙胺修饰肝素钠的制备将肝素钠、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐和N-羟基琥珀酰亚胺溶于水中，加入炔丙胺后调节溶液pH值为6-7，室温反应24-26h，去离子水透析72h后冷冻干燥；其中，肝素钠、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐、N-羟基琥珀酰亚胺和炔丙胺质量比为0.8-1.2:0.5-0.65:0.3-0.4:0.02-0.04；(3)炔丙胺修饰肝素钠接枝叠氮化三缩酮化合物炔丙胺修饰的肝素钠、叠氮化三缩酮化合物、五水硫酸铜和抗坏血酸钠以质量比为0.8-1.2:1.2-1.8:0.1-0.16:0.6-1.0的比例混溶于DMSO中，氮气保护下于35-45℃反应24-26h，DMSO透析后再用水透析除去有机溶剂，冷冻干燥；(4)载药杂化纳米粒子的制备将溶解有抗肿瘤药物的氯仿与溶解有步骤(3)所得物的PBS溶液按体积比为1:15混合，对混合液进行超声探头作用，将得到的乳液置于黑暗环境下挥发除去溶剂中的氯仿，再加入胱胺盐酸盐、1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDC·HCl)和N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)，交联反应24h，利用去离子水透析，除去未被包裹的抗肿瘤药物后，置于2mol/L的碳酸氢铵溶液中24h，再利用去离子水透析，最后用0.22μm的过滤器过滤收集，冷冻干燥，形成含有碳酸氢盐的载药杂化纳米粒子；其中，抗肿瘤药物和步骤(3)所得物的质量比为1-3:8-10；步骤(3)所得物与胱胺盐酸盐、1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDC·HCl)和N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)的质量比为8-12:0.8-1.2:4-6:2-4。进一步地，步骤(1)中季戊四醇三烯丙基醚、硫代甘油和2,2-二甲氧基-苯基苯乙酮的摩尔比分别为1:3:0.01。进一步地，步骤(1)中中间物1、2,2-二甲氧基丙烷、对甲苯磺酸和三乙胺摩尔比为1:4:0.1:0.1。进一步地，步骤(1)中中间物2、氢化钠和1，6-二溴己烷摩尔比为1:4:2。进一步地，步骤(1)中中间物3和叠氮化钠的摩尔比为1:5。进一步地，步骤(2)中肝素钠、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐、N-羟基琥珀酰亚胺和炔丙胺质量比为1:0.56:0.34:0.029。进一步地，步骤(3)中炔丙胺修饰的肝素钠、叠氮化三缩酮化合物、五水硫酸铜和抗坏血酸钠的质量比为1:1.5:0.125:0.8。进一步地，步骤(3)中反应温度为40℃，反应时间为24h。进一步地，步骤(4)中步骤(3)所得物与胱胺盐酸盐、1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDC·HCl)和N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)的质量比为10:1:5:3。本专利技术提供的载药杂化纳米粒子及其制备方法，具有以下有益效果：(1)本专利技术利用肿瘤细胞内新陈代谢较快，温度较高以及利用外部条件可加热的特点，引发纳米粒子内部的碳酸氢铵盐的分解，释放CO2气体，促使药物释放，有效发挥药效。(2)本专利技术首先制备末端叠氮化三缩酮化合物，将肝素钠用炔丙基胺修饰以后，利用点本文档来自技高网...

【技术保护点】
载药杂化纳米粒子的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)叠氮化三缩酮化合物的制备称取2,2‑二甲氧基‑苯基苯乙酮，加热使其融化，加入季戊四醇三烯丙基醚和硫代甘油，搅拌溶解后，在365nm紫外灯下搅拌反应1‑2h，然后加甲醇溶解，再加石油醚，搅拌静置后取甲醇层，除去溶剂，得到中间物1；中间体1和2,2‑二甲氧基丙烷混合，加入对甲苯磺酸水合物，于30℃‑40℃混合搅拌反应12‑16h，加入三乙胺，继续反应0.5h后过柱层析，除去溶剂得中间物2；中间物2和氢化钠溶于无水DMF中，于氮气保护下冰水浴反应1‑1.5h后逐滴加入1，6‑二溴己烷，反应24‑26h后，逐滴加入甲醇以淬灭反应，过滤，水洗，用乙酸乙酯萃取后柱层析分离得中间物3；中间物3溶于无水DMF中后加入叠氮化钠，于75‑85℃下搅拌反应48‑50h，用乙酸乙酯溶解，然后水洗，取有机相干燥后得到叠氮化三缩酮化合物；其中，季戊四醇三烯丙基醚、硫代甘油和2,2‑二甲氧基‑苯基苯乙酮的摩尔比分别为0.8‑1.5:2‑4:0.01‑0.02；中间物1、2,2‑二甲氧基丙烷、对甲苯磺酸和三乙胺摩尔比为0.8‑1.5:3‑6:0.05‑0.15:0.05‑0.15；中间物2、氢化钠和1，6‑二溴己烷摩尔比为0.8‑1.2:3‑6:1‑3；中间物3和叠氮化钠的摩尔比为1:4‑7；(2)炔丙胺修饰肝素钠的制备将肝素钠、1‑乙基‑(3‑二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐和N‑羟基琥珀酰亚胺溶于水中，加入炔丙胺后调节溶液pH值为6‑7，室温反应24‑26h，去离子水透析72h后冷冻干燥；其中，肝素钠、1‑乙基‑(3‑二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐、N‑羟基琥珀酰亚胺和炔丙胺质量比为0.8‑1.2:0.5‑0.65:0.3‑0.4:0.02‑0.04；(3)炔丙胺修饰肝素钠接枝叠氮化三缩酮化合物炔丙胺修饰的肝素钠、叠氮化三缩酮化合物、五水硫酸铜和抗坏血酸钠以质量比0.8‑1.2:1.2‑1.8:0.1‑0.16:0.6‑1.0混合，溶于DMSO中，氮气保护下于35‑45℃反应24‑26h，DMSO透析后再用水透析除去有机溶剂，冷冻干燥；(4)载药杂化纳米粒子的制备将溶解有抗肿瘤药物的氯仿与溶解有步骤(3)所得物的PBS溶液按体积比为1:15混合，对混合液进行超声探头作用，将得到的乳液置于黑暗环境下挥发除去溶剂中的氯仿，再加入胱胺盐酸盐、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，交联反应24h，利用去离子水透析，除去未被包裹的抗肿瘤药物后，置于2mol/L的碳酸氢铵溶液中24h，再利用去离子水透析，最后用0.22μm的过滤器过滤收集，冷冻干燥，形成含有碳酸氢盐的载药杂化纳米粒子；其中，抗肿瘤药物和步骤(3)所得物的质量比为1‑3:8‑10；步骤(3)所得物与胱胺盐酸盐、1‑(3‑二甲氨基丙基)‑3‑乙基碳二亚胺盐酸盐和N‑羟基琥珀酰亚胺的质量比为8‑12:0.8‑1.2:4‑6:2‑4。...

【技术特征摘要】
1.载药杂化纳米粒子的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)叠氮化三缩酮化合物的制备称取2,2-二甲氧基-苯基苯乙酮，加热使其融化，加入季戊四醇三烯丙基醚和硫代甘油，搅拌溶解后，在365nm紫外灯下搅拌反应1-2h，然后加甲醇溶解，再加石油醚，搅拌静置后取甲醇层，除去溶剂，得到中间物1；中间体1和2,2-二甲氧基丙烷混合，加入对甲苯磺酸水合物，于30℃-40℃混合搅拌反应12-16h，加入三乙胺，继续反应0.5h后过柱层析，除去溶剂得中间物2；中间物2和氢化钠溶于无水DMF中，于氮气保护下冰水浴反应1-1.5h后逐滴加入1，6-二溴己烷，反应24-26h后，逐滴加入甲醇以淬灭反应，过滤，水洗，用乙酸乙酯萃取后柱层析分离得中间物3；中间物3溶于无水DMF中后加入叠氮化钠，于75-85℃下搅拌反应48-50h，用乙酸乙酯溶解，然后水洗，取有机相干燥后得到叠氮化三缩酮化合物；其中，季戊四醇三烯丙基醚、硫代甘油和2,2-二甲氧基-苯基苯乙酮的摩尔比分别为0.8-1.5:2-4:0.01-0.02；中间物1、2,2-二甲氧基丙烷、对甲苯磺酸和三乙胺摩尔比为0.8-1.5:3-6:0.05-0.15:0.05-0.15；中间物2、氢化钠和1，6-二溴己烷摩尔比为0.8-1.2:3-6:1-3；中间物3和叠氮化钠的摩尔比为1:4-7；(2)炔丙胺修饰肝素钠的制备将肝素钠、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐和N-羟基琥珀酰亚胺溶于水中，加入炔丙胺后调节溶液pH值为6-7，室温反应24-26h，去离子水透析72h后冷冻干燥；其中，肝素钠、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐、N-羟基琥珀酰亚胺和炔丙胺质量比为0.8-1.2:0.5-0.65:0.3-0.4:0.02-0.04；(3)炔丙胺修饰肝素钠接枝叠氮化三缩酮化合物炔丙胺修饰的肝素钠、叠氮化三缩酮化合物、五水硫酸铜和抗坏血酸钠以质量比0.8-1.2:1.2-1.8:0.1-0.16:0.6-1.0混合，溶于DMSO中，氮气保护下于35-45℃反应24-26h，DMSO透析后再用水透析除去有机溶剂，冷冻干燥；(4)载药杂化纳米粒子的制备将溶解有抗肿瘤药物的氯仿与溶解有步骤(3)所得物的PBS溶液按体积比为1:15混...

【专利技术属性】
技术研发人员：易强英，康珂，马瑾，顾忠伟，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：四川,51