一种抗肿瘤治疗可降解有机无机复合纳米颗粒及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种抗肿瘤治疗可降解有机无机复合纳米颗粒及其制备方法。该颗粒内部为Fe3O4，中间层是γ‑PGA和聚精氨酸PA，外层是金壳。该颗粒的尺寸为200nm左右，具有生物可降解性，其制备方法为：通过γ‑PGA与Fe

Antitumor biodegradable organic-inorganic composite nanoparticles and preparation method thereof

The invention discloses an anti-tumor biodegradable organic-inorganic composite nanoparticle and a preparation method thereof. The particle inside is Fe3O4, the middle layer is gamma PGA and PA, the outer layer is gold shell. The particle size is about 200nm, and has biodegradability. Its preparation methods are: gamma ray PGA and Fe.

【技术实现步骤摘要】
一种抗肿瘤治疗可降解有机无机复合纳米颗粒及其制备方法
本专利技术属于纳米材料及其制备领域，特别涉及可降解有机无机复合纳米颗粒及其制备方法。
技术介绍
与有机纳米材料相比，无机纳米材料在化学和机械上更稳定，但无机纳米材料在体内的滞留问题引起众多研究人员的广泛关注。已经发现无机纳米材料能够在体内存在2年以上，这可能带来一些不可预知的风险。如果纳米颗粒不能被生物降解，长期积累可能会引起身体的不可逆损伤，如严重的氧化应激，单核吞噬细胞吞噬活性的损害等。生物降解材料能够在体内执行功能之后降解为较小尺寸的纳米颗粒，随后通过代谢排出体外，降低材料对于身体的潜在损伤。可降解有机无机复合纳米材料的研究受到了科学家们的广泛关注。Lietal.通过明胶在高温下与Fe2+和Fe3+反应形成纳米团簇，然后通过金种子法形成纳米自组装粒子在体外三天降解，体内六天粒子形态有所变化(ACSNano2016,10,7094-7105)。Zhangetal.通过聚合反应合成两亲性刷状聚合物将金纳米粒子自组装形成可降解的纳米金颗粒，激光照射后颗粒结构坍塌(Adv.Mater.2015,27,3645-3653)。DavidP.Cormodeetal.合成金-聚磷腈纳米材料在体外降解实验中七天形态才有所变化，只有部分金纳米颗粒脱落(Biomaterials.2016,102,87-97)。以上材料的合成方法较为复杂，并且需要高温高压，合成过程利用有毒有机溶剂，对于材料制备条件要求比较苛刻；其次，材料本身稳定性差、生物相容性差，且在体内可降解性差，代谢周期长，所以通过简便绿色的方法制备一种既可以生物可降解又能满足光热治疗的可降解有机无机复合纳米材料显得尤为重要。因此，我们研究了一种利用聚氨基酸作为中间层，通过静电相互作用自组装Fe3O4纳米颗粒，最后通过原位还原方法形成金壳。这种方法和传统的制备方法相比，一方面其制备方法简易、耗时短、耗材少、需控制的复杂因素少，无高温高压等苛刻合成条件，另一方面，它借助聚氨基酸这种生物高分子作为中间层，有利于增加材料的分散性以及生物安全性，降低单纯无机材料或者表面活性剂所引起的细胞毒性。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种可降解有机无机复合纳米颗粒；一种可降解有机无机复合纳米颗粒，其特征在于，所述可降解有机无机复合纳米颗粒内部为Fe3O4，中间层是γ-PGA和PA，外层是金壳；该纳米颗粒的尺寸为200-300nm。一种可降解有机无机复合纳米颗粒的制备方法，其特征在于，通过γ-PGA与Fe2+和Fe3+共沉淀方法制备磁性Fe3O4纳米颗粒，然后通过静电相互作用先后将盐酸阿霉素和PA吸附在颗粒表面得到γ-PGA-Fe3O4-DOX-PA即PFDR，超声分散后利用盐酸羟胺在其表面还原氯金酸，去离子水清洗两遍去除残留溶剂，最终得到PFDR-Au纳米复合颗粒。PFDR的制备方法包括如下步骤：首先将六水氯化铁溶于水中，通氮气搅拌，加入γ-PGA的碳酸氢钠水溶液之后再加入亚硫酸钠溶液，待溶液颜色变为浅黄色，升温，加入氨水，继续反应，离心分离洗涤；随后在室温下加入盐酸阿霉素溶液避光吸附盐酸阿霉素，离心去除未吸附盐酸阿霉素，之后与PA水溶液混合，通过涡旋震荡使得自组装充分；最后通过加入盐酸羟胺将氯金酸还原，形成金壳结构，离心洗去未反应试剂得到PFDR-Au纳米颗粒。所述的碳酸氢钠水溶液浓度为50mM，PA水溶液浓度为0.2-0.8mg/mL，盐酸阿霉素溶液的浓度为：0.1mg/mL，所述的FeCl3·6H2O、γ-PGA、亚硫酸钠与浓氨水的质量比为300:60:50:1，浓氨水的质量百分比浓度为28％；所述的PA、氯金酸和盐酸羟胺的质量比为4:21:178。所述的分散在室温下进行；和/或，超声是在水相中进行；超声功率为300W；超声时间为1h；水热沉淀时候搅拌转速为350rpm；装载盐酸阿霉素时候避光搅拌的转速为300rpm，吸附24h；和/或，离心的转速为14000rpm，离心时间为20min。水热沉淀温度稳定在60℃下进行，反应30min，所在的体系为水相。PA与γ-PGA-Fe3O4-DOX组装后放置过夜，取1单位体积加入到反应瓶，加4单位体积磷酸缓冲盐溶液PBS，加氯金酸，避光搅拌4h；之后加入盐酸羟胺，继续反应40min；然后14000rpm，20min离心三次。任一项制备方法制得的可降解有机无机复合纳米颗粒。可降解有机无机复合纳米颗粒具有如下特征：(1)该可降解有机无机复合纳米颗粒内部为四氧化三铁(Fe3O4)，中间层是γ-聚谷氨酸(poly(γ-glutamicacid),γ-PGA)和聚精氨酸(polyarginine，PA)，外层是金壳。(2)具有均一的尺寸，粒径约为200nm；(3)具有生物可降解性；(4)具有生物相容性；(5)具有良好的体外细胞治疗效果；(6)具有高效药物释放效果；(7)具有良好的体内肿瘤抑制效果。本专利技术的可降解有机无机复合纳米颗粒的制备方法是以聚氨基酸为中间层制备的。该可降解有机无机复合纳米颗粒的制备方法和传统的制备方法相比，一方面其制备方法简易、耗时短、耗材少、需控制的复杂因素少，无高温高压等苛刻合成条件。另一方面，它借助聚氨基酸这种生物高分子作为中间层，有利于增加材料的分散性以及生物安全性，降低单纯无机材料或者表面活性剂所引起的细胞毒性。本专利技术的可降解有机无机复合纳米颗粒内部为Fe3O4纳米颗粒，中间层为γ-PGA和PA，外层是金壳，具有均一的粒径、良好的分散性，可以在模拟体液中降解，同时具有较好的生物相容性，在光热刺激及肿瘤微酸环境中能够高效释放阿霉素，光热治疗和化疗协同治疗抑制肿瘤生长效果显著。附图说明图1：本专利技术实施例1、2、3的透射电镜图分别为a，b，c；图2：本专利技术实施例4纳米微球在模拟体液中降解的透射电镜图。图3：本专利技术实施例5的细胞毒性图。图4：本专利技术实施例6的细胞治疗图。图5：本专利技术实施例7盐酸阿霉素体外释放曲线。图6：本专利技术实施例8的体内治疗抑瘤曲线。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术做进一步说明，但本专利技术并不限于以下实施例。如所用溶液的浓度、体积等可根据需要调节等。实施例1(1)0.24g的FeCl3·6H2O溶于4ml水中，置于100ml三口烧瓶，通氮气5min，搅拌速度350rpm。(2)8mlγ-PGA(48mg)的碳酸氢钠(33.76mg)水溶液加入到烧瓶中，搅拌5min。(3)逐滴加入亚硫酸钠溶液(2mL，40mgNa2SO3)。(4)等溶液颜色变为浅黄色(12min)，升温到60℃，之后分别加入0.8ml的28％浓氨水，继续反应30min。(5)反应结束后冷却至室温得到γ-PGA包裹Fe3O4颗粒的PF纳米颗粒，14000rpm，20min分离洗涤三次。(6)配制0.2mg/mLPF分散液，300W功率下超声1h，之后与0.1mg/mL盐酸阿霉素水溶液等体积混合，室温下以300rpm转速避光搅拌24h，然后14000rpm，20min离心三次，得到盐酸阿霉素吸附的PFD纳米颗粒。(7)配制0.4mg/ml的PA溶液10mL，与10mL0.2mg/mL的PFD颗粒等体积混合，用移液枪反复吸打，涡旋震荡30秒，重复涡旋震荡三次，放置过夜，得到PFDR本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可降解有机无机复合纳米颗粒，其特征在于，所述可降解有机无机复合纳米颗粒内部为Fe3O4，中间层是γ‑PGA和PA，外层是金壳；该纳米颗粒的尺寸为200‑300nm。

【技术特征摘要】
1.一种可降解有机无机复合纳米颗粒，其特征在于，所述可降解有机无机复合纳米颗粒内部为Fe3O4，中间层是γ-PGA和PA，外层是金壳；该纳米颗粒的尺寸为200-300nm。2.一种可降解有机无机复合纳米颗粒的制备方法，其特征在于，通过γ-PGA与Fe2+和Fe3+共沉淀方法制备磁性Fe3O4纳米颗粒，然后通过静电相互作用先后将盐酸阿霉素和PA吸附在颗粒表面得到γ-PGA-Fe3O4-DOX-PA即PFDR，超声分散后利用盐酸羟胺在其表面还原氯金酸，去离子水清洗两遍去除残留溶剂，最终得到PFDR-Au纳米复合颗粒。3.如权利要求2所述的可降解有机无机复合纳米颗粒制备方法，特征在于，PFDR的制备方法包括如下步骤：首先将六水氯化铁溶于水中，通氮气搅拌，加入γ-PGA的碳酸氢钠水溶液之后再加入亚硫酸钠溶液，待溶液颜色变为浅黄色，升温，加入氨水，继续反应，离心分离洗涤；随后在室温下加入盐酸阿霉素溶液避光吸附盐酸阿霉素，离心去除未吸附盐酸阿霉素，之后与PA水溶液混合，通过涡旋震荡使得自组装充分；最后通过加入盐酸羟胺将氯金酸还原，形成金壳结构，离心洗去未反应试剂得到PFDR-Au纳米颗粒。4.如权利要求3所述的可降解有机无机复合纳米颗粒制备方...

【专利技术属性】
技术研发人员：申鹤云，马俊杰，刘惠玉，
申请(专利权)人：北京化工大学，
类型：发明
国别省市：北京,11