一种碳点修饰的中空型共聚物纳米粒子及制备方法和应用、药物递送系统及应用技术方案

本发明专利技术提供了一种碳点修饰的中空型共聚物纳米粒子及制备方法和应用、药物递送系统及应用，涉及医药技术领域。本发明专利技术提供的碳点修饰的中空型共聚物纳米粒子包括壳体和与所述壳体表面通过酰胺键连接的碳点，所述壳体为共聚物，所述共聚物为甲基丙烯酸/N,N’‑双(丙烯酰)胱胺共聚物。本发明专利技术提供的碳点修饰的中空型共聚物纳米粒子在酸性条件羧基不易离子化，使被输送药物的释放速度减缓；在中性环境羧基离子化程度增加，使被输送药物的释放速度加快，对pH响应灵敏；共聚物中的双硫键可以被谷胱甘肽还原成硫醇，在含GSH环境中降解速度加快，药物释放速度也会加快，对GSH响应灵敏；且生物相容性好、毒性低。

【技术实现步骤摘要】
一种碳点修饰的中空型共聚物纳米粒子及制备方法和应用、药物递送系统及应用
本专利技术涉及医药
，具体涉及一种碳点修饰的中空型共聚物纳米粒子及制备方法和应用、药物递送系统及应用。
技术介绍
5-氟尿嘧啶(5-FU)作为氟嘧啶抗代谢药被广泛用于胃肠道癌治疗(如：胃癌、结肠癌、胰腺癌等)。然而，大部分进入体内的5-FU会被二氢嘧啶脱氢酶或尿嘧啶迅速转化为非活性代谢物，静脉内给药后的体内生物半衰期仅为6～20min，降低了其对于胃肠道癌治疗效果；而且5-FU的靶向性差，进入体内后分布广泛，且有心脏毒性，会引发皮炎和中枢神经系统损伤等毒副作用，限制了5-FU的广泛使用(Pharmacology&Therapeutics,2020,206,107447；BiomaterialsScience,2017,5(3):502-510)。为了解决上述技术问题，一般将5-氟尿嘧啶负载于材料内部形成药物递送系统。目前，用于5-氟尿嘧啶药物递送系统的材料主要有碳纳米管、二氧化硅、金属有机框架材料(MOFs)和聚合物等。其中，聚合物具有化学结构可调、合成方法简单、分子量可控、制备成本低廉、易于结合功能化基团、生物相容性好、毒性低等特点，在药物输送研究领域中备受关注，然而现有的聚合物(聚乙二醇、聚乳酸等)对pH响应性差，限制了其应用。
技术实现思路
鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种碳点修饰的中空型共聚物纳米粒子及制备方法和应用、药物递送系统及应用，本专利技术提供的碳点修饰的中空型共聚物纳米粒子对pH和谷胱甘肽(GSH)响应性能好。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：本专利技术提供了一种碳点修饰的中空型共聚物纳米粒子，包括壳体和与所述壳体表面通过酰胺键连接的碳点，所述壳体为共聚物，所述共聚物为甲基丙烯酸/N,N'-双(丙烯酰)胱胺共聚物。优选的，所述碳点修饰的中空型共聚物纳米粒子的粒径为90～285nm。优选的，所述壳体的厚度为10～50nm。本专利技术提供了上述技术方案所述碳点修饰的中空型共聚物纳米粒子的制备方法，包括以下步骤：(1)将正硅酸四乙酯和氨水混合，进行水解缩聚反应，得到二氧化硅；将所述二氧化硅和3-(异丁烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷的醇溶液混合，进行缩聚反应，得到修饰有双键的纳米二氧化硅；(2)将所述修饰有双键的纳米二氧化硅、N,N’-双(丙烯酰)胱胺、甲基丙烯酸、自由基引发剂和腈类溶剂混合，在所述修饰有双键的纳米二氧化硅表面进行自由基聚合反应，得到核壳型共聚物纳米粒子；(3)保护气氛下，将所述核壳型共聚物纳米粒子、缩合试剂、碳点、交联剂和腈类溶剂混合，依次进行活化和酰胺化反应，得到碳点修饰的共聚物纳米粒子；(4)将所述碳点修饰的共聚物纳米粒子、氢氟酸和和腈类溶剂混合，进行刻蚀反应，得到碳点修饰的中空型共聚物纳米粒子。优选的，步骤(1)中，所述正硅酸四乙酯、氨水和3-(异丁烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷的质量比为1：(0.5～0.9)：(0.4～0.5)，所述氨水以氨计。优选的，所述修饰有双键的纳米二氧化硅的粒径为125～275nm。优选的，步骤(2)中，所述N,N’-双(丙烯酰)胱胺和甲基丙烯酸的质量比为1：(7.5～8.5)；所述N,N’-双(丙烯酰)胱胺和修饰有双键的纳米二氧化硅的质量比为1：(2.6～2.8)。优选的，步骤(3)中，所述缩合试剂为N-羟基琥珀酰亚胺和二环己基碳二亚胺；所述交联剂包括乙二胺；所述核壳型共聚物纳米粒子、缩合试剂、碳点和交联剂的质量比为1：(4.8～5.2)：(0.45～0.55)：(4.5～5)。优选的，步骤(4)中，所述碳点修饰的共聚物纳米粒子的质量和氢氟酸的体积之比为1：(20～25mL)。本专利技术提供了一种药物递送系统，包括上述技术方案所述碳点修饰的中空型共聚物纳米粒子或上述技术方案制备所述方法得到的碳点修饰的中空型共聚物纳米粒子，以及负载在所述纳米粒子空心内的药物；所述药物包括5-氟尿嘧啶。本专利技术提供了上述技术方案所述碳点修饰的中空型共聚物纳米粒子、上述技术方案所述制备方法制备的碳点修饰的中空型共聚物纳米粒子或上述技术方案所述药物递送系统在制备治疗胃肠道癌药物中的应用。本专利技术提供了一种碳点修饰的中空型共聚物纳米粒子，包括壳体和与所述壳体表面通过酰胺键连接的碳点，所述壳体为共聚物，所述共聚物为甲基丙烯酸/N,N’-双(丙烯酰)胱胺共聚物。本专利技术碳点修饰的中空型共聚物纳米粒子用于输送药物时，在酸性条件下，甲基丙烯酸/N,N’-双(丙烯酰)胱胺共聚物中的羧基不易离子化，使被输送药物的释放速度减缓；在中性环境下，羧基离子化程度增加，使被输送药物的释放速度加快，对pH响应灵敏。而且在本专利技术中，甲基丙烯酸/N,N’-双(丙烯酰)胱胺共聚物中的双硫键可以被谷胱甘肽(GSH)还原成硫醇，在含GSH环境中降解速度加快，药物释放速度也会加快，对GSH响应灵敏。碳点具有靶向性和荧光性，能够实现对药物的靶向递送以及荧光成像。本专利技术提供的碳点修饰的中空型共聚物纳米粒子的在光照下可以生成活性氧(ROS)，ROS可以导致细胞的凋亡，能够用于制备治疗胃肠道癌药物；而且本专利技术提供的碳点修饰的中空型共聚物纳米粒子生物相容性好且毒性低。本专利技术提供的制备方法，操作简单，原料来源广泛，成本低，适宜工业化生产。附图说明图1为MPS@SiO2制备路线图，其中，表示MPS，表示二氧化硅纳米粒子；图2为CDs@CS-PMAA制备路线图；图3为实施例1制备的CDs、CDs@CS-PMAA、CDs@HPMAA和5-FU@CDs@HPMAA的红外光谱图；图4为实施例1制备的CDs和CDs@CS-PMAA的光谱图，其中，(a)为CDs和CDs@CS-PMAA的归一化紫外可见吸收光谱，(b)为CDs的激发光谱(CDsex)，CDs和CDs@CS-PMAA的发射光谱(CDsem，CDs@CS-PMAAem)；图5实施例1和对比例1制备的不同样品(从左到右依次为：H2O、CS-PMAA、HPMAA、CDs和CDs@CS-PMAA)在日光灯和365nm紫外灯照射下的荧光图，其中，(a)为日光灯，(b)为365nm紫外灯；图6为实施例1制备的CDs和CDs@CS-PMAA生成活性氧物质(ROS)的效果图，其中，(a)为CDs存在下DPBF在水溶液中的吸收变化，内插图为DPBF消耗率(A-ACDs)/(A0-ACDs)；(b)为在CDs@CS-PMAA存在下DPBF在水溶液中的吸收变化，插图为DPBF消耗率(A-ACDs@CS-PMAA)/(A0-ACDs@CS-PMAA)；图7为实施例1制备的CDs@CS-PMAA和CDs@HPMAA的描电镜图，其中，(a)为CDs@CS-PMAA，内插图为随机挑选的100个CDs@CS-PMAA纳米粒子的粒径统计分布图；(b)为CDs@HPMAA，内插图为随机挑选的100个本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种碳点修饰的中空型共聚物纳米粒子，包括壳体和与所述壳体表面通过酰胺键连接的碳点，所述壳体为共聚物，所述共聚物为甲基丙烯酸/N,N’-双(丙烯酰)胱胺共聚物。/n

【技术特征摘要】
1.一种碳点修饰的中空型共聚物纳米粒子，包括壳体和与所述壳体表面通过酰胺键连接的碳点，所述壳体为共聚物，所述共聚物为甲基丙烯酸/N,N’-双(丙烯酰)胱胺共聚物。


2.根据权利要求1所述的碳点修饰的中空型共聚物纳米粒子，其特征在于，所述碳点修饰的中空型共聚物纳米粒子的粒径为90～285nm；
所述壳体的厚度为10～50nm。


3.权利要求1～2任一项所述碳点修饰的中空型共聚物纳米粒子的制备方法，包括以下步骤：
(1)将正硅酸四乙酯和氨水混合，进行水解缩聚反应，得到二氧化硅；将所述二氧化硅和3-(异丁烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷的醇溶液混合，进行缩聚反应，得到修饰有双键的纳米二氧化硅；
(2)将所述修饰有双键的纳米二氧化硅、N,N’-双(丙烯酰)胱胺、甲基丙烯酸、自由基引发剂和腈类溶剂混合，在所述修饰有双键的纳米二氧化硅表面进行自由基聚合反应，得到核壳型共聚物纳米粒子；
(3)保护气氛下，将所述核壳型共聚物纳米粒子、缩合试剂、碳点、交联剂和腈类溶剂混合，依次进行活化和酰胺化反应，得到碳点修饰的共聚物纳米粒子；
(4)将所述碳点修饰的共聚物纳米粒子、氢氟酸和和腈类溶剂混合，进行刻蚀反应，得到碳点修饰的中空型共聚物纳米粒子。


4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述正硅酸四乙酯、氨水和3-(异丁烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷的质量比为1：(0.5～0.9)：(0.4～0.5)，所述氨水...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘睿，汪佳，徐增闯，朱森强，宋宇韡，宋广亮，朱红军，
申请(专利权)人：南京工业大学，中国科学院上海技术物理研究所，
类型：发明
国别省市：江苏;32