用于结直肠癌靶向治疗的介孔钌纳米粒子及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种用于结直肠癌靶向治疗的介孔钌纳米粒子及其制备方法和应用。该方法包括如下步骤：(1)将三氯化钌溶解到高氯酸溶液中，然后加入非离子表面活性剂，混合均匀，得到混合溶液I；(2)将氨基修饰的胶体二氧化硅纳米粒子加入到混合溶液I中，超声混合均匀，得到混合溶液II；(3)将硼氢化钠溶液加入到混合溶液II中，超声进行反应，待反应结束后水洗、离心，得到中间产物；(4)将中间产物分散到氢氟酸溶液中，然后水洗、干燥，得到用于结直肠癌靶向治疗的介孔钌纳米粒子。本发明专利技术制备的钌纳米粒子比表面积大，可负载钌配合物和偶联双特异性抗体，用于靶向抗结直肠癌联合光热和免疫治疗。

【技术实现步骤摘要】
用于结直肠癌靶向治疗的介孔钌纳米粒子及其制备方法和应用
本专利技术属于纳米药物
，特别涉及一种用于结直肠癌靶向治疗的介孔钌纳米粒子及其制备方法和应用。
技术介绍
结肠直肠癌(CRC)是世界上第三大常见的恶性肿瘤和第四大癌症死亡原因，2012年约有140万新病例产生和近70万人死亡。CRC的发病率分布差异很大，超过三分之二的病例和约60％的死亡是发生在人类发展指数(HDI)高或非常高的国家。现在，许多中高度人类发展指数国家，特别是东欧，亚洲和南美洲，都发现了CRC发病率和死亡率的迅速上升，HDI非常高的国家的发病率高达HDI低的国家的6倍。鉴于时间特征和人口统计预测，到2030年，CRC的全球发病率预计将增加60％，超过220万新病例和110万癌症死亡。肿瘤的发生发展是一个涉及多因子、多步骤的复杂的生物学过程，具有高度复杂的调控网络和多种逃避凋亡的机制。因此，采用单一方法治疗肿瘤的疗效常常不佳，近年来，为了改善新型抗癌疗法的治疗效果，基于纳米颗粒的肿瘤靶向药物递送策略受到广泛关注。在临床数据的持续整合和药物的不断优化下，单一的治疗方法(如化疗，放射或光热疗法)的疗效已被发现是非常有限的，因此需要利用更全面的方法来巧妙构建出同时具有靶向和免疫应答性的药物递送系统，将这些优化后的方法整合到癌症治疗中，并达到最佳的治疗效果。采用多种治疗手段联用或多种药物联合治疗(combinationtherapy)是当前临床抗肿瘤治疗的常规模式。FDA(食品药品监督管理局)近年来更是积极倡导开发新型的药物联合治疗肿瘤的临床方案。利用纳米技术，不仅能够实现多种诊断剂和治疗剂有效载荷的这种前所未有的能力，而且还可以实现在同一封装体系中跨越复杂的生物屏障完成特定位点的药物递送。多功能集成纳米平台将肿瘤成像、肿瘤靶向、化学疗法、免疫疗法和光热疗法(PTT)等不同特性结合在一体化系统中，从而实现有效的抗肿瘤反应。中空介孔纳米材料，由于制备工艺简单、载药量高、药物释放行为可控、具有多官能化能力等优点，已作为各种诊断剂、治疗剂、靶向配体(如DOX、PTX、siRNA、转铁蛋白、抗体)的递送载体显示出巨大的潜力。但是广泛使用的介孔二氧化硅材料自身并不具有特殊的光敏感特性，在光热治疗中仍需另外负载光敏剂。钌纳米颗粒(RuNPs)是一种新兴的无机金属纳米材料，不仅具有高光热转换率、价态和多重氧化态的性质，并且已证实了其作为光热试剂在低剂量下即可以对癌细胞产生有效作用，在药物输送和治疗领域具有广阔的应用前景。许多纳米尺寸的药物在体内产生效能很低主要是由于其药物递送效率低。为了准确地将载有药物的钌纳米粒子递送至肿瘤部位，需要将基于EPR效应的肿瘤被动靶向和特异性抗体诱导的肿瘤主动靶向结合起来以达到预期效果。抗体的应用不仅可以增强药物靶向积累，而且可以刺激机体产生免疫应答。最近《Nature》上报道的理论指出，自然杀伤(NK)细胞具有强大的溶细胞功能以提供宿主防御，在肿瘤的免疫监视中起着至关重要的作用。当先天免疫和适应性免疫系统都不能阻止肿瘤生长时，NK细胞及其受体仍然可以作为许多治疗方法的靶点。为了同时识别活化的NK细胞受体和肿瘤抗原，通过基因转化和蛋白质工程技术，开发了具有两个不同识别位点的双特异性抗体(BsAb)。能与CD16稳定结合的BsAb已被应用于不同类型肿瘤的临床试验中，例如抗乳腺癌的anti-HER2/anti-CD16、抗霍奇金淋巴瘤的anti-CD30/anti-CD16、抗恶性肿瘤的anti-EPCAM/anti-CD16。因此，设计出了一种新型双特异性抗体SS-Fc，一端可以特异性识别癌胚抗原(anti-CEAarm)，另一个端可以结合NK细胞受体(anti-CD16arm)。结果证明，两个位点的结合可以识别NK细胞和结直肠癌细胞抗原，从而诱导产生针对过度表达这些抗原的肿瘤的细胞毒性。此外，抗体修饰的纳米粒子可以通过实体瘤的强渗透性和靶向分布在肿瘤部位实现药物大量积累，最终有助于纳米粒子发挥其抗肿瘤性能。至今未发现有关合成均匀的中空介孔结构金属钌纳米粒子，使其功能化用于结直肠癌的光热和免疫联合治疗的相关报道。
技术实现思路
本专利技术的首要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种用于结直肠癌靶向治疗的介孔钌纳米粒子的制备方法。本专利技术的另一目的在于提供所述方法制备得到的用于结直肠癌靶向治疗的介孔钌纳米粒子。本专利技术的再一目的在于提供所述用于结直肠癌靶向治疗的介孔钌纳米粒子的应用。本专利技术的目的通过下述技术方案实现：一种用于结直肠癌靶向治疗的介孔钌纳米粒子的制备方法，包括如下步骤：(1)将三氯化钌(RuCl3)溶解到高氯酸溶液中，然后加入非离子表面活性剂，混合均匀，得到混合溶液I；(2)将氨基修饰的胶体二氧化硅纳米粒子(AFSN)加入到步骤(1)中得到的混合溶液I中，超声混合均匀，得到混合溶液II；(3)将硼氢化钠溶液加入到步骤(2)中得到的混合溶液II中，超声进行反应，待反应结束后水洗、离心，得到中间产物；(4)将步骤(3)中得到的中间产物分散到氢氟酸溶液中(以去除二氧化硅模板)，然后水洗、干燥，得到用于结直肠癌靶向治疗的介孔钌纳米粒子。步骤(1)中所述的高氯酸溶液的浓度优选为0.5mmol/L～0.2mol/L；优选为0.2mol/L。步骤(1)中所述的高氯酸溶液中的高氯酸与三氯化钌的摩尔比为0.7～1:1；优选为1:1。步骤(1)中所述的非离子表面活性剂优选为普兰尼克F127(PluronicF127)。步骤(1)中所述的非离子表面活性剂和三氯化钌的质量比为10:5～6；优选为50:25～29.04；更优选为50:29.04。步骤(1)中所述的混合优选为采用涡旋的方式进行混合。所述的涡旋的时间优选为1～3min。步骤(2)中所述的氨基修饰的胶体二氧化硅纳米粒子(AFSN)的粒径为100nm；其通过采用ATPES在甲苯中氨基化获得；优选为通过如下步骤制备得到：(i)将无水乙醇、氨水和水搅拌混合均匀，得到混合溶液III；然后将正硅酸乙酯和无水乙醇混合均匀，得到混合溶液IV；再将混合溶液IV滴加到混合溶液III中，在密闭条件下进行反应，洗涤、离心，得到二氧化硅粒子；(ii)将步骤(i)得到的二氧化硅粒子和3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)加入到甲苯中进行反应，待反应结束后洗涤、干燥，得到氨基修饰的胶体二氧化硅纳米粒子(AFSN)。步骤(i)中所述的氨水为含氨25％～28％的水溶液。步骤(i)中所述的无水乙醇、氨水、水、正硅酸乙酯和无水乙醇的体积比为19～20：1.7：0.5～1：1.34：6.7；优选为19.65：1.7：0.61：1.34：6.7。步骤(i)中所述的搅拌的时间10～20min；优选为20min。步骤(i)中所述的密闭条件优选为通过如下方式实现：采用聚氯乙烯薄膜密封瓶口。步骤(i)中所述的反应的时间为10～15h；优选为10h。步骤(i)中所述的洗涤为采用无水乙醇进行洗涤；优选为采用无水乙醇洗涤3次以上。步骤(i)中所述的二氧化硅粒子的粒径为100nm。步骤(ii)中所述的二氧化硅粒子的添加量优选为按每毫升3-氨丙基三乙氧基硅烷配比0.1g二氧化硅粒子计算。步骤(ii)中所述的3-氨丙基三乙氧基硅烷与甲苯本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于结直肠癌靶向治疗的介孔钌纳米粒子的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将三氯化钌溶解到高氯酸溶液中，然后加入非离子表面活性剂，混合均匀，得到混合溶液I；(2)将氨基修饰的胶体二氧化硅纳米粒子加入到步骤(1)中得到的混合溶液I中，超声混合均匀，得到混合溶液II；(3)将硼氢化钠溶液加入到步骤(2)中得到的混合溶液II中，超声进行反应，待反应结束后水洗、离心，得到中间产物；(4)将步骤(3)中得到的中间产物分散到氢氟酸溶液中，以去除二氧化硅模板，然后水洗、干燥，得到用于结直肠癌靶向治疗的介孔钌纳米粒子。

【技术特征摘要】
1.一种用于结直肠癌靶向治疗的介孔钌纳米粒子的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将三氯化钌溶解到高氯酸溶液中，然后加入非离子表面活性剂，混合均匀，得到混合溶液I；(2)将氨基修饰的胶体二氧化硅纳米粒子加入到步骤(1)中得到的混合溶液I中，超声混合均匀，得到混合溶液II；(3)将硼氢化钠溶液加入到步骤(2)中得到的混合溶液II中，超声进行反应，待反应结束后水洗、离心，得到中间产物；(4)将步骤(3)中得到的中间产物分散到氢氟酸溶液中，以去除二氧化硅模板，然后水洗、干燥，得到用于结直肠癌靶向治疗的介孔钌纳米粒子。2.根据权利要求1中所述的用于结直肠癌靶向治疗的介孔钌纳米粒子的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述的氨基修饰的胶体二氧化硅纳米粒子通过如下步骤制备得到：(i)将无水乙醇、氨水和水搅拌混合均匀，得到混合溶液III；然后将正硅酸乙酯和无水乙醇混合均匀，得到混合溶液IV；再将混合溶液IV滴加到混合溶液III中，在密闭条件下进行反应，洗涤、离心，得到二氧化硅粒子；(ii)将步骤(i)得到的二氧化硅粒子和3-氨丙基三乙氧基硅烷加入到甲苯中进行反应，待反应结束后洗涤、干燥，得到氨基修饰的胶体二氧化硅纳米粒子。3.根据权利要求2中所述的用于结直肠癌靶向治疗的介孔钌纳米粒子的制备方法，其特征在于：步骤(i)中所述的氨水为含氨25％～28％的水溶液；步骤(i)中所述的无水乙醇、氨水、水、正硅酸乙酯和无水乙醇的体积比为19～20：1.7：0.5～1：1.34：6.7；步骤(i)中所述的搅拌的时间10～20min；步骤(i)中所述的反应的时间为10～15h；步骤(i)中所述的洗涤为采用无水乙醇进行洗涤；步骤(i)中所述的二氧化硅粒子的粒径为100nm；步骤(ii)中所述的二氧化硅粒子的添加量为按每毫升3-氨丙基三乙氧基硅烷配比0.1g二氧化硅粒子计算；步骤(ii)中所述的3-氨丙基三乙氧基硅烷与甲苯的体积比为1:10；步骤(ii)中所述的反应的条件为：80℃下冷凝回流12h～15h；步骤(ii)中所述的洗涤为依次采用无水乙醇和水进行洗涤。4.根据权利要求1中所述的用于结直肠癌靶向治疗的介孔钌纳米粒子的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述的高氯酸溶液中的高氯酸与三氯化钌的摩尔比为0.7～1:1；步骤(1)中所述的非离子表面活性剂和三氯化钌的质量比为10:5～6；步骤(2)中所述的氨基修饰的胶体二氧化硅纳米粒子与所述三氯化钌的质量比为3：29.4～30；步骤(3)中所述的硼氢化钠溶液中的硼氢化钠与所述三氯化钌的摩尔比为5:1。5.根据权利要求1中所述的用于结直肠癌靶向治疗的介孔钌纳米粒子的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述的非离子表面活性剂为普兰尼克F127；步骤(1)中所述的高氯酸溶液的浓度为0.5mmol/L～0.2mol/L；步骤(3)中所述的硼氢化钠溶液的浓度为0.1...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐萌，刘亚楠，陈旭，朱旭峰，刘杰，
申请(专利权)人：暨南大学，
类型：发明
国别省市：广东,44