本发明专利技术涉及一种HA靶向的双金属氢氧化物‑超小铁纳米材料及其制备和应用，制备：共沉淀法合成LDH‑Fe3O4纳米复合材料，活化的透明质酸通过硅烷偶联剂共价键合在LDH层板表面，最后进行抗癌药物的表面负载。本发明专利技术的纳米材料颗粒分布均匀，可以在动物体内增强肿瘤部位MR成像效果。本发明专利技术的LDH‑Fe3O4‑HA NPs作为抗癌药物阿霉素DOX的载体，不仅具有敏感的pH响应释放特性，还可以对CD44受体表达的肿瘤细胞进行特异性识别，从而达到高效抑制肿瘤的理想化效果。
Preparation and Application of a HA Targeted Bimetallic Hydroxide-Ultra-Small Iron Nanomaterials
【技术实现步骤摘要】
一种HA靶向的双金属氢氧化物-超小铁纳米材料及其制备和应用
本专利技术属于纳米诊疗剂及其制备和应用领域，特别涉及一种HA靶向的双金属氢氧化物-超小铁纳米材料及其制备和应用。
技术介绍
近年来，随着纳米技术与分子影像学的发展，具有肿瘤诊断与治疗功能的纳米诊疗平台的构建为肿瘤的早期诊断与个体化治疗提供了可能。MR成像由于其灵敏度高、分辨率高、无创伤或辐射效应等优点，被看作是最有效的早期癌症临床诊断技术之一。与常用的含Gd和Mn的MR阳性造影剂相比，超小尺寸的四氧化三铁纳米颗粒(<5nm)的不仅具有良好的T1成像效果，还具备更好的生物相容性，是一种潜在的高效T1造影剂。但是，Fe3O4纳米颗粒易聚集、无法特异性识别肿瘤细胞，因此如果选择合适的载体有望提供其胶体稳定性、赋予其肿瘤靶向功能，并且能够负载抗肿瘤药物，将有望构建具有肿瘤MR成像与靶向给药相结合的治疗一体化纳米平台。LDH可以在其晶体结构中掺杂有功能性离子，或者可以在表面上用官能团或NP(例如：Fe3O4，Au和AgNPs)进行修饰。徐等人设计的pH超灵敏锰基层状双氢氧化物(Mn-LDH)纳米粒子具有极好的纵向弛豫性，这可能源于Mn-LDH中Mn离子的独特微观结构。史等人已经开发出Gd掺杂的层状双氢氧化物LDH/Au纳米复合材料作为药物载体和诊断剂。在用肝素修饰Mg-Al-LDH-Gd/Au纳米材料后，观察到其在小鼠体内的MR成像效果明显增强，并且在尾静脉注射高剂量纳米复合材料后20天内对小鼠没有可检测的组织损伤。因此，这种新型的Mn掺杂的LDH纳米材料与已经证明的用于药物和基因递送的能力一起是用于癌症诊断和治疗的非常有潜力的治疗剂。段等人在这项工作中，开发了一种“自下而上”的方法来制备稀土(Gd3+和Yb3+)共掺杂层状双氢氧化物(LDH)单层纳米片，具有精确控制的组成和均匀的形态。由于Gd3+和Yb3+成功引入LDH主体层，Gd和Yb-LDH单层纳米片表现出优异的磁共振(MR)/X射线计算机断层扫描(CT)双模成像功能。LDH具有高度细胞相容性，载药量极高和pH可控释放等特性，这对于化学治疗等高毒性药物尤为重要。最近的一项研究：Saifullah等人报道了使用LDH开发生物相容性纳米递送系统，结核病药物异烟肼与Mg-Al-LDH结合，并且在模拟缓冲溶液中测量其释放动力学。LDH表现出改善的细胞相容性，在使用正常人肺和小鼠成纤维细胞评价时，与游离异烟肼相比，载药复合物的药物递送效率更高。与此同时，已有研究证明LDH是通过网格蛋白介导的内吞作用将药物传送到细胞内，这就可以保证药物可以被LDH快速地带入细胞基质中，使得LDH可以直接作为药物递送载体而无需进行额外修饰。因此，LDH已经成为理想型抗癌药物的无机纳米载体候选物之一。检索国内外文献尚没有发现关于层状双氢氧化物负载阿霉素和超小铁纳米颗粒的制备及其用于肿瘤MR成像/药物治疗的研究报道。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种HA靶向的双金属氢氧化物-超小铁纳米材料及其制备和应用。本专利技术通过共沉淀法合成LDH-Fe3O4纳米复合材料，活化的透明质酸通过硅烷偶联剂APTES共价键和在LDH-Fe3O4层板表面，最后进行抗癌药物DOX的表面负载。本专利技术的一种HA靶向的双金属氢氧化物-超小铁纳米材料，其特征在于，所述纳米材料为层状双金属氢氧化物-超小四氧化三铁复合纳米材料表面负载透明质酸；超小四氧化三铁的纳米粒径为2-5nm。进一步的，所述超小四氧化三铁的纳米粒径为3.2nm。本专利技术的一种HA靶向的双金属氢氧化物-超小铁纳米材料的制备方法，包括：(1)将Fe3O4纳米粒子分散在水溶液中并超声10-30min，与金属离子的水溶液混合，滴加碱并调节pH，得到橙色悬浮液，老化，离心收集，超纯水洗涤以完全除去未反应的离子，冷冻干燥，得到双金属氢氧化物-超小铁纳米材料LDH-Fe3O4；为了防止样品中的碳酸盐污染，在整个合成过程中使用脱碳酸水，并且共沉淀反应在氮气下进行；(2)将活化的透明质酸HA滴加在表面带有氨基的LDH-Fe3O4-APTES纳米颗粒水溶液中，室温条件下，反应1-3天，得到表面具有透明质酸HA靶向双金属氢氧化物-超小铁纳米材料LDH-Fe3O4-HANPs。上述制备方法的优选方式如下：所述步骤(1)中Fe3O4纳米粒子由下列方法制备：将三氯化铁溶解在二甘醇DEG中，然后加入柠檬酸钠，反应1-2h，再加入无水乙酸钠混合至澄清透明，进行溶剂热反应，冷却，离心，洗涤，烘干；其中FeCl3、柠檬酸钠和无水乙酸钠的质量比为0.64～0.7:0.47～0.50:1.31～1.33。所述溶解为搅拌溶剂：60～80℃下搅拌1～2h；溶剂热反应为：反应温度为180～220℃，反应时间为3～4h。所述离心具体为：8500～9000rpm，离心10～15min，弃上清液，用无水乙醇回溶，再8500～9000rpm离心10～15min，重复操作2～3次。进一步优选，Fe3O4纳米粒子由下列方法制备：在搅拌下将无水氯化铁(1081mg)溶解在40mL二甘醇中以形成均匀溶液，将柠檬酸钠(471mg)加入到上述溶液中，并将混合物在水浴中加热至80℃直至形成澄清溶液；随后，将乙酸钠(1312mg)加入到上述混合物溶液中并溶解，然后将混合物转移到体积为100mL的Teflon衬里的不锈钢高压釜中并密封在空气中，将高压釜置于200℃的烘箱中4h，冷却至室温后，通过离心(10000rpm，5min)收集黑色溶液并用乙醇纯化3次以除去过量的反应物和副产物，将所得黑色产物再分散到水中并冻干以获得Fe3O4NPs。所述步骤(1)中金属离子的水溶液为Mg(NO3)2·6H2O和Al(NO3)3·9H2O的混合水溶液；Mg(NO3)2·6H2O和Al(NO3)3·9H2O的摩尔浓度比为0.09～0.095:0.032～0.036。所述步骤(1)中滴加碱并调节pH具体为：采用碱为浓度为1.0～1.2M的NaOH溶液，滴加速度0.4mL/min，调节pH到9.3～9.7。所述步骤(1)中老化12-24h；冷冻干燥24-48h。所述步骤(2)中活化的透明质酸HA为EDC和NHS活化HA，其中HA与EDC和NHS的物质量比为1：5：5。所述步骤(2)中表面带有氨基的LDH-Fe3O4-APTES纳米颗粒：将(3-氨基丙基)二甲基乙氧基硅烷APTES滴加到上述LDH-Fe3O4的水溶液中，搅拌反应12-24h，得到了表面带有氨基的LDH-Fe3O4-APTES纳米颗粒。所述步骤(2)中LDH-Fe3O4-APTES和活化后的HA的投料质量比为1：1。所述步骤(2)中室温条件下，反应2天。本专利技术的一种所述方法制备的HA靶向的双金属氢氧化物-超小铁纳米材料。本专利技术提供一种HA靶向的载药双金属氢氧化物-超小铁纳米材料，所述HA靶向的双金属氢氧化物-超小铁纳米材料负载药物，其中负载方法为：按照LDH-Fe3O4-HANPs与抗癌药物的投料质量比为1：2；将药物水溶液滴加入所述HA靶向的双金属氢氧化物-超小铁纳米材料LDH-Fe3O4-HANPs的水溶液中，搅拌24-72h，得到HA靶向的载药双金属氢氧化物-超小铁纳米材料；所述通过离心除去本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种HA靶向的双金属氢氧化物‑超小铁纳米材料，其特征在于，所述纳米材料为层状双金属氢氧化物‑超小四氧化三铁复合纳米材料表面负载透明质酸；超小四氧化三铁的纳米粒径为2‑5nm。
【技术特征摘要】
1.一种HA靶向的双金属氢氧化物-超小铁纳米材料，其特征在于，所述纳米材料为层状双金属氢氧化物-超小四氧化三铁复合纳米材料表面负载透明质酸；超小四氧化三铁的纳米粒径为2-5nm。2.一种HA靶向的双金属氢氧化物-超小铁纳米材料的制备方法，包括：(1)将Fe3O4纳米粒子分散在水中，与金属离子的水溶液混合，滴加碱并调节pH，得到悬浮液，老化，离心，洗涤，冷冻干燥，得到双金属氢氧化物-超小铁纳米材料LDH-Fe3O4；(2)将活化的透明质酸HA滴加在表面带有氨基的LDH-Fe3O4-APTES纳米颗粒水溶液中，室温条件下，反应搅拌1-3天，得到表面具有透明质酸HA靶向双金属氢氧化物-超小铁纳米材料LDH-Fe3O4-HANPs。3.根据权利要求2所述制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中Fe3O4纳米粒子由下列方法制备：将三氯化铁溶解在二甘醇DEG中，然后加入柠檬酸钠，反应1-2h，再加入无水乙酸钠混合至澄清透明，进行溶剂热反应，冷却，离心，洗涤，烘干；其中FeCl3、柠檬酸钠和无水乙酸钠的质量比为0.64～0.7:0.47～0.50:1.31～1.33。4.根据权利要求2所述制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中...
【专利技术属性】
技术研发人员：郭睿，张妮，史向阳，
申请(专利权)人：东华大学，
类型：发明
国别省市：上海,31
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