一种苯硼酸超支化修饰的磁性纳米球及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开的一种苯硼酸超支化修饰的磁性纳米球及其制备方法和应用，首先，采用水热法合成氨基磁性纳米球；其次，加入聚乙烯亚胺，在戊二醛的衔接与硼氢化钠的还原作用下，得到氨基超支化修饰的磁性纳米球；然后，通过4‑甲酰苯硼酸与氨基超支化修饰的磁性纳米球形成亚胺键，得到苯硼酸超支化修饰的磁性纳米球。该载体与阿霉素在碱性磷酸盐缓冲液中通过振荡吸附实现药物负载。本发明专利技术制备方法简单、条件温和，采用氨基磁性纳米球作为载体，可实现在外加磁场下的快速固液分离；对磁性纳米球进行了苯硼酸超支化修饰，增加了其表面苯硼酸基团的数目，可实现对阿霉素的高载药量，并可通过pH的值变化来实现药物释放行为的调控。

Hyperbranched modified magnetic nanospheres with benzene boronic acid and preparation method and application thereof

The invention discloses a magnetic nano ball modified by Hyperbranched benzyl boric acid and its preparation method and application. Firstly, the amino magnetic nanospheres are synthesized by hydrothermal method. Secondly, polyethyleneimine is added to the magnetic nanospheres with An Jichao branched modification under the connection of glutaraldehyde and the reduction of sodium borohydride; then, The magnetic nanospheres modified by Hyperbranched benzene boric acid were formed through the formation of imine bonds by magnetic nanospheres modified by Hyperbranched 4 benzoylboronic acid and amino groups. The carrier was loaded with doxorubicin by oscillating adsorption in alkaline phosphate buffer. The preparation method of the invention is simple, the condition is mild, the amino magnetic nanospheres are used as the carrier, and the fast solid-liquid separation in the magnetic field can be realized. The hyperbranched modification of the benzyl boric acid is carried out on the magnetic nanospheres, the number of the benzyl boric acid group on the surface is increased, the high loading amount of amamycin can be realized, and the value of the pH can be changed. The regulation of drug release behavior is realized.

【技术实现步骤摘要】
一种苯硼酸超支化修饰的磁性纳米球及其制备方法和应用
本专利技术涉及超支化修饰、特征性响应、磁性分离、纳米材料和药物负载等
，具体涉及一种苯硼酸超支化修饰的磁性纳米球及其制备方法和应用。
技术介绍
苯硼酸(PBA)及其衍生物是一类非天然人工合成的二醇类物质识别体，在水溶液中可以与具有邻二醇或间二醇结构的多羟基化合物可逆反应形成共价复合物。PBA与邻二醇或间二醇化合物的结合具有pH依赖性，这种结合力在生理pH和碱性环境下较为稳定；但是在溶酶体这样的酸性环境下结合力会变弱，容易发生解离。因此，PBA的pH响应性可以用来调节PBA与二醇类化合物的结合作用力，实现药物释放。例如，负载阿霉素的PBA修饰的载体材料，在进入肿瘤细胞后，因pH降低，硼酯键断裂，释放阿霉素，实现药物治疗。pH响应性释放规避了肿瘤传统药物治疗时对正常人体细胞的副作用，提高了药物利用率，可达到更好的治疗效果。超支化聚合物是一类由一系列支化单元组成的树状支化大分子，具有类似球形的紧凑结构，流体力学回转半径小，分子链缠结少，相对分子质量的增加对粘度影响较小。分子中存在带有许多官能性端基，对其进行修饰可以改善其在各类溶剂中的溶解性。这种结构特征使超支化聚合物可广泛应用于大分子组装、生物医药、纳米科技、传感材料等新的研究领域。将超支化聚合物末端基与功能化的PBA分子结合，增加对PBA分子的结合率，形成超支化的苯硼酸结构，可实现对阿霉素的高载药量。传统载体制备常采用离心的方式进行分离，费时费力。磁性分离是在磁场作用力的驱动下，把磁性组分从混合物中分离出来的一种分离技术，操作简单、分离快速。其中，磁性Fe3O4纳米粒子具有生物相容性良好、磁化率高、毒性低等特点。以磁性Fe3O4纳米粒子为载体制备载药系统，有望实现通过外部磁场选择性地高效传递治疗药物，还能同时用影像监测体内的传递过程。目前，还没有关于将超支化聚合、苯硼酸和磁性载体相结合来制备高载药量及pH响应的载药系统的相关报道。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种苯硼酸超支化修饰的磁性纳米球及其制备方法和应用，该制备方法操作简单，反应条件温和，适合规模化生产；经该方法制得的苯硼酸超支化修饰的磁性纳米球粒径均一、水溶性好、功能基团丰富、具有pH响应，可实现高载药量，并可通过pH的变化来实现药物释放行为的调控。本专利技术是通过以下技术方案来实现：本专利技术公开的一种苯硼酸超支化修饰的磁性纳米球的制备方法，首先通过水热法合成氨基磁性纳米球；然后，在戊二醛与硼氢化钠的作用下，将聚乙烯亚胺接枝到氨基磁性纳米球表面，制得氨基超支化修饰的磁性纳米球；再将氨基超支化修饰的磁性纳米球与4-甲酰苯硼酸作用，通过形成亚胺键，将苯硼酸超支化修饰在磁性纳米球表面；最后，通过外加磁场将所得产物中的固态聚合物分离后，经洗脱、真空干燥，制得苯硼酸超支化修饰的磁性纳米球。优选地，上述方法，具体包括以下步骤：步骤一：将Ag氯化铁、Bg无水乙酸钠、Cg己二胺和DmL乙二醇置于反应釜中，在180～220℃下反应7h，将反应产物洗涤、真空干燥，制得氨基磁性纳米球；其中，A:B:C:D＝(0.5～1.8):(3.0～6.0):(5.0～9.0):(15～35)；步骤二：将Emg氨基磁性纳米球、FmL戊二醛的甲醇溶液置于反应容器中搅拌，再加入Gmg硼氢化钠，常温下反应80min后加入HmL聚乙烯亚胺溶液，室温反应100min后，将反应产物洗涤、真空干燥，制得氨基超支化修饰的磁性纳米球；其中，E:F:G:H＝(100～200):(20～40):(30～60):(30～50)；步骤三：将Img氨基超支化修饰的磁性纳米球、Jmg4-甲酰苯硼酸和Kmg硼氢化钠加入到LmL甲醇溶液中，室温下反应24h，生成苯硼酸超支化修饰的磁性纳米球；其中I:J:K:L＝(100～200):(300～400):(200～300):(30～50)；步骤四：待步骤三中的反应结束后，通过外加磁场将反应液中生成的固态聚合物分离出来，再对分离出的固态聚合物进行洗涤、真空干燥，即得苯硼酸超支化修饰的磁性纳米球。优选地，步骤二中，所述戊二醛的甲醇溶液中戊二醛的体积浓度为1％，聚乙烯亚胺溶液的浓度为1mg/mL。优选地，步骤一、二和四中所述洗涤是采用超纯水将反应产物洗涤至中性，所述真空干燥是在30℃及0.06MPa的条件下真空干燥处理4h。本专利技术还公开了采用上述的制备方法制得的苯硼酸超支化修饰的磁性纳米球，该苯硼酸超支化修饰的磁性纳米球的粒径为30～60nm。优选地，该苯硼酸超支化修饰的磁性纳米球对阿霉素的吸附量为52.32～88.29mg/g。本专利技术还公开了上述的苯硼酸超支化修饰的磁性纳米球在药物负载中的应用。优选地，苯硼酸超支化修饰的磁性纳米球能够负载对邻二醇或间二醇类药物。优选地，所述苯硼酸超支化修饰的磁性纳米球在负载药物后，在不同pH条件下的释放能力不同，释放率为42.29～68.57％。优选地，所述不同pH条件分别为pH值等于4、5及7。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益的技术效果：本专利技术提供的苯硼酸超支化修饰的磁性纳米球的制备方法，先用水热法合成氨基磁性纳米球；然后，在戊二醛与硼氢化钠的作用下，聚乙烯亚胺接枝到氨基磁性纳米球表面，得到氨基超支化修饰的磁性纳米球；再将氨基超支化修饰的磁性纳米球与4-甲酰苯硼酸作用，通过形成亚胺键，将苯硼酸超支化修饰在磁性纳米球表面；最后，将所得固态聚合物洗脱、真空干燥后，即得到苯硼酸超支化修饰的磁性纳米球。苯硼酸超支化修饰的磁性纳米球在温和条件下，通过缓慢震荡，即可负载阿霉素。本专利技术制备方法简单，采用磁性纳米球作为载体，既可实现在外加磁场下固液的快速分离，又可保证载体的良好分散性；对载体磁性纳米球进行了苯硼酸超支化修饰，增加了其表面苯硼酸基团的数目，有利于提高对药物的负载量。本专利技术制得的苯硼酸超支化修饰的磁性纳米球粒径均一、水溶性好、功能基团丰富、具有pH响应。本专利技术制得的聚合物可实现高载药量，并可通过pH的变化来实现药物释放行为的调控。附图说明图1为本专利技术实施例1合成的氨基磁性纳米球的透射电镜图；图2为本专利技术实施例1制得的苯硼酸超支化修饰的磁性纳米球的透射电镜图；图3为本专利技术实施例1的pH响应释放图。具体实施方式下面结合具体的实施例对本专利技术做进一步的详细说明，所述是对本专利技术的解释而不是限定。实施例1一、苯硼酸超支化修饰的磁性纳米球的制备，包括以下步骤：步骤一：将0.5g氯化铁、3.0g无水乙酸钠、5.0g己二胺和30mL乙二醇置于反应釜中，在180℃下反应7h，反应结束后，将反应产物用超纯水洗至中性，在30℃、0.06MPa下真空干燥4h，即得到氨基磁性纳米球。如图1示，制得的氨基磁性纳米球的粒径约为50nm。步骤二：将100mg步骤一制得的氨基磁性纳米球、20mL戊二醛的甲醇溶液置于反应容器中搅拌，加入30mg硼氢化钠，常温下反应80min。加入30mL聚乙烯亚胺溶液，室温反应100min。反应结束后，将反应产物用超纯水洗至中性，在30℃、0.06MPa下真空干燥4h，即得氨基超支化修饰的磁性纳米球。步骤三：将100mg步骤二制得的氨基超支化修饰的磁性纳米球、300mg4-甲酰苯硼酸和200mg硼氢化钠加入到30mL甲醇溶液中，室温本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种苯硼酸超支化修饰的磁性纳米球的制备方法，其特征在于，首先通过水热法合成氨基磁性纳米球；然后，在戊二醛与硼氢化钠的作用下，将聚乙烯亚胺接枝到氨基磁性纳米球表面，制得氨基超支化修饰的磁性纳米球；再将氨基超支化修饰的磁性纳米球与4‑甲酰苯硼酸作用，通过形成亚胺键，将苯硼酸超支化修饰在磁性纳米球表面；最后，通过外加磁场将所得产物中的固态聚合物分离后，经洗脱、真空干燥，制得苯硼酸超支化修饰的磁性纳米球。

【技术特征摘要】
1.一种苯硼酸超支化修饰的磁性纳米球的制备方法，其特征在于，首先通过水热法合成氨基磁性纳米球；然后，在戊二醛与硼氢化钠的作用下，将聚乙烯亚胺接枝到氨基磁性纳米球表面，制得氨基超支化修饰的磁性纳米球；再将氨基超支化修饰的磁性纳米球与4-甲酰苯硼酸作用，通过形成亚胺键，将苯硼酸超支化修饰在磁性纳米球表面；最后，通过外加磁场将所得产物中的固态聚合物分离后，经洗脱、真空干燥，制得苯硼酸超支化修饰的磁性纳米球。2.根据权利要求1所述的苯硼酸超支化修饰的磁性纳米球的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：将Ag氯化铁、Bg无水乙酸钠、Cg己二胺和DmL乙二醇置于反应釜中，在180～220℃下反应7h，将反应产物洗涤、真空干燥，制得氨基磁性纳米球；其中，A:B:C:D＝(0.5～1.8):(3.0～6.0):(5.0～9.0):(15～35)；步骤二：将Emg氨基磁性纳米球、FmL戊二醛的甲醇溶液置于反应容器中搅拌，再加入Gmg硼氢化钠，常温下反应80min后加入HmL聚乙烯亚胺溶液，室温反应100min后，将反应产物洗涤、真空干燥，制得氨基超支化修饰的磁性纳米球；其中，E:F:G:H＝(100～200):(20～40):(30～60):(30～50)；步骤三：将Img氨基超支化修饰的磁性纳米球、Jmg4-甲酰苯硼酸和Kmg硼氢化钠加入到LmL甲醇溶液中，室温下反应24h，生成苯硼酸超支化修饰的磁性纳米球；其中I:J:K:L＝(100～200):(300～...

【专利技术属性】
技术研发人员：高瑞霞，宋慧佳，张军杰，姚璐，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61