PDA@PAMAM复合纳米材料的制备及应用制造技术

本发明专利技术公开了一种PDA@PAMAM复合纳米材料的制备方法及其应用。所述制备方法为：通过化学聚合法，选择含有空腔的PAMAM溶液引发多巴胺聚合成PDA，实现PDA纳米颗粒的合成与PAMAM的表面包覆。利用光热转换能力，在所述PDA@PAMAM复合纳米材料上负载药物或基因，随着温度的局部升高，肿瘤细胞被灭杀。负载的PAMAM赋予材料丰富的表面官能团，使其带正电，具有很强的生物毒性，选择了PVP表面修饰，还可以对其进行其它的多功能表面修饰，在提升其生物安全性的同时键合其它有机物或者基因载体。同时，树枝状结构的PAMAM具有大量空腔，可以通过物理吸附或者化学键合等方法负载药物或者蛋白基因等。

PDA@PAMAM Preparation and application of composite nanomaterials

【技术实现步骤摘要】
PDA@PAMAM复合纳米材料的制备及应用
本专利技术涉及一种复合光热材料PDA@PAMAM的制备方法及应用，属于生物纳米材料领域。
技术介绍
聚酰胺-胺树状大分子(PAMAM)因其特殊的结构和性质，在生物医学上得到了广泛的应用。纳米药物载体是以纳米颗粒作为药物转移载体，将药物包裹在纳米颗粒之中或吸附在其表面，同时也在颗粒表面耦联特异性的靶向分子(如特异性配体、单克隆抗体等)，通过靶向分子与细胞表面特异性受体结合，在细胞摄取作用下进入细胞内，实现安全有效的靶向性药物治疗。一般的周期性给药方式产生的有效浓度只能维持较短时间，且浓度上下波动较大，往往容易造成体内药物浓度过高，对人体造成毒副作用。纳米颗粒具有较高的表面能和较小的粒径。较高的表面能使得纳米颗粒可以吸附一些小分子药物，而较小的粒径则可以保证纳米粒子可以通过人体的毛细血管，还可以通过血脑屏障。通过纳米药物载体可以达到药物控制释放，实现安全有效的药物治疗的目的，纳米颗粒作为药物载体受到了学者们越来越多的青睐。光热治疗又被称作光热消融治疗，是将具有很高的光热转换效率(将光能转换为热能的能力)的材料注射入生物体体内，利用材料本身的靶向识别能力，实现材料在肿瘤组织部位富集，并在外部利用近红外激光照射，将材料吸收的光能转换成热能，在肿瘤组织部位局部升温至可治疗范围(43-48℃)，利用肿瘤细胞和正常细胞对于温度的耐受不同而达到杀死肿瘤细胞，抑制肿瘤增殖的方法。这种治疗方式适合大部分的癌症患者，尤其是上皮组织癌变患者。根据近期的研究，光热治疗的原理仍存在很多争议。但公信力最高，也是沿用最广泛的一种原理是：当光热材料受到NIR激光照射，吸收了光能，电子相应的从基态产生跃迁，跃迁至激发态，然后激发态电子产生非辐射弛豫过程，导致分子动能增加，最终达到局部升温的效果。
技术实现思路
本专利技术所要解决技术问题是：提供一种PDA@PAMAM复合纳米材料的制备及其应用。为了解决上述问题，本专利技术提供了一种PDA@PAMAM复合纳米材料的制备方法，其特征在于，通过化学聚合法，选择含有空腔的PAMAM溶液引发多巴胺聚合成PDA，实现PDA纳米颗粒的合成与PAMAM的表面包覆，得到PDA@PAMAM复合纳米材料。PAMAM树状大分子表面有大量氨基、其水溶液呈碱性，而DA在碱性条件下可以被引发聚合生成光热材料PDA。而且，表面的PAMAM赋予了PDA丰富的氨基，可对其进行表面氨基封端修饰。本专利技术基于氨基与PVP的氢键作用，拟在PDA@PAMAM纳米材料表面修饰PVP，并通过细胞安全性实验来探究材料生物应用的可行性。优选地，所述多巴胺原料采用多巴胺水溶液，其质量浓度为0.1-0.5％；多巴胺水溶液的有效成分与PAMAM的质量比为20:1。优选地，所述的多巴胺为盐酸多巴胺。优选地，所述PAMAM溶液在搅拌条件下引发多巴胺，搅拌设备采用磁力搅拌器或离心机。更优选地，所述磁力搅拌器的转速250-500r/min；离心机的转速为10000-15000r/min。优选地，所述PDA@PAMAM复合纳米材料表面用PVP进行修饰。更优选地，所述修饰的方法为：将所述PDA@PAMAM复合纳米材料置于PVP溶液中。进一步地，所述PVP溶液的质量浓度为1％。本专利技术还提供了上述PDA@PAMAM复合纳米材料的制备方法所制备的PDA@PAMAM复合纳米材料的应用，其特征在于，利用光热转换能力，在所述PDA@PAMAM复合纳米材料上负载药物或基因，随着温度的局部升高，肿瘤细胞被灭杀。PVP的修饰降低了材料的生物毒性，PAMAM的分子空腔可以负载热休克蛋白，利用PDA的光热转换能力，并负载药物或基因，随着温度的局部升高，从而达到杀死肿瘤细胞的目标。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：以PDA为基础，表面包覆了PAMAM。负载的PAMAM赋予材料丰富的表面官能团，使其带正电，具有很强的生物毒性，选择了PVP表面修饰，还可以对其进行其它的多功能表面修饰，在提升其生物安全性的同时键合其它有机物或者基因载体，如金和阿霉素等。同时，树枝状结构的PAMAM具有大量空腔，可以通过物理吸附或者化学键合等方法负载药物或者蛋白基因等，以搭建新型的携带热诱导基因HSP70启动子调控的结肠肿瘤内靶向基因平台。本专利技术利用PAMAM对DA溶液有引发聚合的作用，创造性地一步合成了PDA@PAMAM复合纳米材料。聚多巴胺作为光热治疗剂有很高的光热转化效率，同时PAMAM提高了材料的应用价值。这样的简单的合成策略为今后纳米材料的设计提供了新的思路，促进了具有优异生物相容性的有机光热诊疗剂的长期发展。附图说明图1a分别为PDA@PAMAM不同倍率下SEM图像的比较图；图1b为PDA@PAMAM纳米材料与原料的红外对比图；图1c为不同浓度的PDA@PAMAM复合纳米材料的UV-Vis-NIR吸收光谱图；图2a为PDA@PAMAM纳米材料在去离子水中的稳定性以及丁达尔效应；图2b为PDA@PAMAM纳米材料在生理盐水中的稳定性以及丁达尔效应；图3a为PDA的Zeta电位图；图3b为PAD@PAMAM的Zeta电位图；图3c为PDA@PAMAM-PVP的Zeta电位图；图4为PDA@PAMAM纳米材料的光热实验图；其中，(a)为在功率为1W/cm2的808nm激光照射下，不同浓度的PDA@PAMAM纳米材料的温度变化曲线；(b)为(a)对应的热成像照片；(c)为不同功率的808nm激光照射下的温度变化曲线；(d)为(c)对应的热成像照片；(e)为PDA@PAMAM纳米材料的光热循环图；(f)为PDA@PAMAM纳米材料的光热转化效率图；图5a为PDA@PAMAM-PVP纳米材料对SW1990细胞增殖的影响，即不同浓度材料与SW1990细胞培育24h后细胞存活率；图5b为图5a对应的细胞图像；其中，细胞分别被(1)DMEM、(2)0.5mg/mL、(3)1mg/mL、(4)2mg/mL处理24h。具体实施方式为使本专利技术更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。以下实施例中所用到的各原料均为市售产品。其中，PVP(M.W.＝40kDa，购自Sigma-Aldrich(USA))。本专利技术中的各浓度，如无特殊说明，均指重量浓度。实施例一种PDA@PAMAM复合纳米材料的制备方法，具体步骤为：步骤1：称取62mgDA，将其溶于10mL去离子水中，不断搅拌。步骤2：再用注射器吸取0.05mL第五代树状大分子PAMAM(124mg/mL)，逐滴加入DA溶液中(DA和PAMAM的质量比为10:1)。步骤3：搅拌速度为300rpm，持续搅拌12h，得到黑色溶液。用去离子水离心洗涤三次，存储备用。所制备的纳米凝胶可以通过超声分散至水和生理盐水中。图1(d，e)显示材料在水和等渗溶液中有较好的稳定性，均显本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种PDA@PAMAM复合纳米材料的制备方法，其特征在于，通过化学聚合法，选择含有空腔的PAMAM溶液引发多巴胺聚合成PDA，实现PDA纳米颗粒的合成与PAMAM的表面包覆，得到PDA@PAMAM复合纳米材料。/n

【技术特征摘要】
1.一种PDA@PAMAM复合纳米材料的制备方法，其特征在于，通过化学聚合法，选择含有空腔的PAMAM溶液引发多巴胺聚合成PDA，实现PDA纳米颗粒的合成与PAMAM的表面包覆，得到PDA@PAMAM复合纳米材料。


2.如权利要求1所述的PDA@PAMAM复合纳米材料的制备方法，其特征在于，所述多巴胺原料采用多巴胺水溶液，其质量浓度为0.1-0.5％；多巴胺水溶液的有效成分与PAMAM的质量比为20:1。


3.如权利要求1所述的PDA@PAMAM复合纳米材料的制备方法，其特征在于，所述的多巴胺为盐酸多巴胺。


4.如权利要求1所述的PDA@PAMAM复合纳米材料的制备方法，其特征在于，所述PAMAM溶液在搅拌条件下引发多巴胺，搅拌设备采用磁力搅拌器或离心机。


5.如权利要求4所述的PDA@PAMAM复合纳米材料的制备方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：王世革，徐杨杰，杨宇帆，
申请(专利权)人：上海理工大学，
类型：发明
国别省市：上海;31