一种基于双模板分子印迹技术的pH响应荧光型药物递送系统的制备方法技术方案

一种基于双模板分子印迹技术的pH响应荧光型药物递送系统的制备方法，以包硅的纳米粒子作为光致发光载体，以胰腺癌BxPC‑3细胞表面过表达蛋白FN14的氨基酸序列为71‑80的肽段与糖肽类抗肿瘤药物博来霉素为模板，采用金属螯合印迹法结合硼酸亲和印迹，合成印迹聚合物。本发明专利技术优点是：采用双模板印迹，同时实现药物负载与生物靶向，选用胰腺癌细胞BxPC‑3表面过表达蛋白FN14作为识别目标，可特异性靶向BxPC‑3细胞，并且由于功能单体4‑乙烯基苯硼酸的引入，可实现药物的生物响应释放，减少药物对正常细胞的损伤。

A preparation method of pH-responsive fluorescent drug delivery system based on double template molecular imprinting technology

A preparation method of pH-responsive fluorescent drug delivery system based on double template molecular imprinting technology was proposed. Silicon-coated nanoparticles were used as photoluminescence carriers, and the amino acid sequence of FN14, an over-expressed protein on the surface of pancreatic cancer BxPC_3 cells, was 71_80, and the glycopeptide antineoplastic drug bleomycin was used as template. Metal chelating imprinting combined with boric acid affinity imprinting was used to synthesize the imprinting. Trace polymer. The invention has the advantages that: double template imprinting, drug loading and biological targeting are realized simultaneously, and the surface overexpression protein FN14 of pancreatic cancer cell BxPC_3 is selected as the recognition target, which can specifically target BxPC_3 cells, and the introduction of functional monomer 4_vinylphenylboronic acid can realize the biological response release of drugs and reduce the damage of drugs to normal cells.

【技术实现步骤摘要】
一种基于双模板分子印迹技术的pH响应荧光型药物递送系统的制备方法
本专利技术属于纳米材料的制备领域，特别是一种用于药物递送的双模板荧光型印迹聚合物的制备方法。
技术介绍
硅纳米粒子是一种具有生物成像应用能力的材料，具有高量子产率，高生物相容性，高荧光稳定等优点，在生物诊断方面具有较大的应用前景，参见YeHL.AnalChem2016,88(23),11631-11638.。分子印迹聚合物，是一种具有特异性结合位点的聚合物。在合成过程中，功能单体与交联剂会形成聚合物网络，将模板分子镶嵌在网格中，通过洗脱液脱除模板分子后，就会留下与模板分子结构、尺寸及官能团相匹配的印迹空穴，以此实现识别目标分子的目的。参见：G.Wulff.；A.Sarhan.；K.Zabrocki.TetrahedronLett1973,14(44),4329–4332.；YangK.；BergMM.；ZhaoC.Macromolecules2009,42(22),8739-8746.；LiY,HongM,Miaomiao.JMaterChemB2013,1(7),1044-1051.。由于分子印迹聚合物具有对模板分子的选择性识别及吸附性能较高的优点，常被应用于生物传感、模拟酶催化、模拟抗原-抗体结合、药物递送等领域，参见：Zhang,W.Liu,W.；Li,P.；Xiao,H.；Wang,H.；Tang,B.AngewChemIntEd2014,53,(46),12489-12493.；Guo,Y.；Guo,T.ChemComm2013,49,(11),1073-1075.；Dan,L.；Wang,H.-F.AnalChem2013,85,(10),4844-4848.；Adali-Kaya,Z.；Bui,B.T.S.；Falcimaigne-Cordin,A.；Haupt,K.AngewChemIntEd2015,54,(17),5192-5195.。硼酸亲和印迹在生物诊断中已有应用，利用含硼酸的功能单体与含葡萄糖基的模板之间，在偏碱性条件下形成五元环结构，增强聚合物与模板之间的作用力，而在偏酸性条件下五元环结构化学键断裂，可以使模板分子脱除，达到可控释放模板分子的目的，参见：LiuRH.；CuiQL.；WangC.ACSAppl.Mat.Interfaces2017,9(3),3006-3015.。双模板印迹聚合物近年来被越来越多的报导，常被应用于单、双分子检测、靶向识别等，参见：YanYJ.；HeXW.；LiWY.；ZhangYK.Biosensors&Bioelectronics2017,91,253-261.；QinYP.；JiaC.；HeXW.；LiWY.；ZhangYK.AcsAppliedMaterials&Interfaces2018,10,(10),9060-9068.；BieZJ.；ChenY.Angew.Chem.Int.Ed.2015,53,10211-10215。虽然已有将双模板分子印迹聚合物应用于药物递送系统(DDS)的报导，参见：Canfarotta,F.；Lezina,L.；Guerreiro,A.；Czulak,J.；Petukhov,A.；Daks,A.；Smolinska-Kempisty,K.；Poma,A.；Piletsky,S.；Barlev,N.A.Nanoletters2018,18(8),4641-4646.，但存在药物负载量较低、药物释放无生物响应等缺点，这将降低治疗的效率，而诊断方式多为使用荧光素，存在一定毒性且荧光稳定性差，在诊断与治疗方面具有一定劣势。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对上述存在问题，提供一种基于双模板分子印迹技术的pH响应荧光型药物递送系统的制备方法，该方法以已报导的硅纳米粒子为基础，通过结合金属螯合印迹与硼酸亲和印迹合成具有荧光发射(470nm)的同时具有靶向肿瘤细胞和pH响应药物释放能力的双模板荧光型印迹聚合物，合成步骤简便，易于实现，且目前暂无将苯硼酸作为pH响应释放抗肿瘤药物的功能单体的报导，在肿瘤靶向诊断与靶向治疗的领域中具有较大的应用潜力。本专利技术的技术方案：一种基于双模板分子印迹技术的pH响应荧光型药物递送系统的制备方法，结合金属螯合法与硼酸亲和印迹法，同时将丙烯酸锌的高吸附量与苯硼酸的pH响应性应用到分子印迹聚合物中，以包硅的纳米粒子作为光致发光载体，以葡萄糖FN14(胰腺癌BxPC-3细胞表面过表达蛋白)氨基酸序列为71-80的肽段(Glu-PPAPFRLLWP，Glu-FH)与糖肽类抗肿瘤药物博来霉素(BLM)为模板，合成印迹聚合物，包括如下步骤：1)将柠檬酸钠、3氨丙基三乙氧基硅烷加入到丙三醇中，通氮气20min后，转移至微波反应器中反应15min，经过48h透析得到硅纳米粒子透析液(SiNPs)；2)取上述硅纳米粒子透析液，加入到乙醇中，再加入浓氨水，磁力搅拌1min分散均匀后，再向其中加入原硅酸四乙基酯，反应5h，产物离心，分别用乙醇和水清洗3次后烘干得到包覆硅纳米粒子的硅球(SiNPs@SiO2)；3)取上述SiNPs@SiO2，溶于N,N-二甲基甲酰胺中，向所述体系中加入丙烯酸锌，4-乙烯基苯硼酸，及Glu-FH和BLM，混合搅拌6h，再加入甲基丙烯酸乙二醇酯及偶氮二异丁基，氮气氛围下反应3-5h，产物离心后用洗脱液洗脱；4)将上述洗脱后的产物水洗3次，冻干，得到的印迹聚合物SiNPs@SiO2@MIP即为所述的药物递送系统。步骤1)中所述的柠檬酸钠、3氨丙基三乙氧基硅烷的质量比为0.1-0.2:1。所述步骤2)中硅纳米粒子透析液与浓氨水、原硅酸四乙基酯的体积用量比为4.5-9:1:2.4-3。所述步骤3)中SiNPs@SiO2硅球、丙烯酸锌、4-乙烯基苯硼酸、葡萄糖十肽、BLM、甲基丙烯酸乙二醇酯与偶氮二异丁腈的质量比为1：0.4-1：0.2-0.6：0.4-0.8：0.1-0.4：1-3：0.4-0.8，洗脱液的组分配比是甲醇：醋酸体积比＝9:1。本专利技术的优点和有益效果是：1)合成了有pH相应药物释放的荧光印迹聚合物，该荧光印迹聚合物选用胰腺癌细胞BxPC-3表面过表达蛋白FN14作为识别目标，可特异性靶向BxPC-3细胞并进行荧光成像；2)创新性的采用丙烯酸锌与4-乙烯基苯硼酸同时作为功能单体，实现肿瘤的靶向诊断与靶向药物递送，并且可以响应肿瘤微酸环境而释放药物，减少其在正常生理环境下的不可控药物流失。3)实现药物的生物响应释放，减少药物对正常细胞的损伤；附图说明图1A为实施例1合成SiNPs@SiO2的TEM图，图1B为实施例1合成的SiNPs@SiO2@MIP的TEM图。图2为实施例1合成的SiNPs@SiO2@MIP、NIP的药物吸附图。图3为实施例1合成的SiNPs@SiO2@MIP、NIP的药物释放图。图4A为实施例1合成的SiNPs@SiO2@MIP、NIP对BEAS-2B细胞的成像图，图4B为实施例1合成的SiNPs@SiO2@MIP、NIP对A549细胞的成像图，图4C为实施例1合成的SiNPs@SiO2@MIP、NIP对BxPC-3细胞的成像图，图4D为实施例1合成的SiNPs@SiO2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于双模板分子印迹技术的pH响应荧光型药物递送系统的制备方法，以包硅的纳米粒子作为光致发光载体，以葡萄糖FN14氨基酸序列为71‑80的十肽与糖肽类抗肿瘤药物博来霉素为模板，采用金属螯合印迹法结合硼酸亲和印迹，合成印迹聚合物，包括如下步骤：1)将柠檬酸钠、3氨丙基三乙氧基硅烷加入到丙三醇中，通氮气20min后，转移至微波反应器中反应15min，透析后得到硅纳米粒子透析液(SiNPs)；2)将上述硅纳米粒子透析液加入到乙醇中，再加入浓氨水，磁力搅拌1min分散均匀后，再向其中加入原硅酸四乙基酯，反应5h，产物离心，分别用乙醇和水清洗后烘干，得到包覆硅纳米粒子的硅球(SiNPs@SiO2)；3)将上述硅球SiNPs@SiO2溶于N,N‑二甲基甲酰胺中，依次加入丙烯酸锌、4‑乙烯基苯硼酸、葡萄糖十肽和BLM，混合搅拌6h，再加入甲基丙烯酸乙二醇酯及偶氮二异丁基，氮气氛围下反应3‑5h，产物离心后用洗脱液洗脱；4)将上述洗脱后的产物经水洗，冻干，得到的印迹聚合物SiNPs@SiO2@MIP即为所述的药物递送系统。

【技术特征摘要】
1.一种基于双模板分子印迹技术的pH响应荧光型药物递送系统的制备方法，以包硅的纳米粒子作为光致发光载体，以葡萄糖FN14氨基酸序列为71-80的十肽与糖肽类抗肿瘤药物博来霉素为模板，采用金属螯合印迹法结合硼酸亲和印迹，合成印迹聚合物，包括如下步骤：1)将柠檬酸钠、3氨丙基三乙氧基硅烷加入到丙三醇中，通氮气20min后，转移至微波反应器中反应15min，透析后得到硅纳米粒子透析液(SiNPs)；2)将上述硅纳米粒子透析液加入到乙醇中，再加入浓氨水，磁力搅拌1min分散均匀后，再向其中加入原硅酸四乙基酯，反应5h，产物离心，分别用乙醇和水清洗后烘干，得到包覆硅纳米粒子的硅球(SiNPs@SiO2)；3)将上述硅球SiNPs@SiO2溶于N,N-二甲基甲酰胺中，依次加入丙烯酸锌、4-乙烯基苯硼酸、葡萄糖十肽和BLM，混合搅拌6h，再加入甲基丙烯酸乙二醇酯及偶氮二异丁基，氮气氛围下反应3-5h，产物离心后用洗脱液洗脱；4)将上述洗脱后的产物经水洗，冻干，得到的印迹聚合物SiNPs@SiO2@MIP即为所述的药...

【专利技术属性】
技术研发人员：李文友，贾超，张玉奎，何錫文，
申请(专利权)人：南开大学，
类型：发明
国别省市：天津,12