一种载乌洛托品介孔纳米硅球及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种载乌洛托品介孔纳米硅球及其制备方法，所述纳米硅球为通过氨基和苯甲醛功能化的介孔二氧化硅MCM‑41纳米颗粒，所述氨基和苯甲醛功能化的介孔二氧化硅MCM‑41纳米颗粒上负载有乌洛托品和阿霉素。本发明专利技术提供了一种通过阿霉素进行门控的载乌洛托品介孔纳米硅球，所述载乌洛托品介孔纳米硅球药物载体在正常细胞中不会发挥作用，仅当药物载体处于肿瘤细胞的弱酸环境下，由于苯甲酰亚胺共价键自动断裂，实现阿霉素分子、乌洛托品、表面的靶向分子和/或PEG的定点高效释放，从而实现肿瘤细胞的特异杀伤作用。本发明专利技术进一步简化了介孔纳米硅球的制备方法，具有工艺简单、毒副作用小等优点，对于肿瘤的治疗具有重要的意义。

【技术实现步骤摘要】
一种载乌洛托品介孔纳米硅球及其制备方法
本专利技术属于生物医药领域，涉及一种载乌洛托品介孔纳米硅球及其制备方法。
技术介绍
中医利用一些富含哲理的策略治疗重大疾病，如“扶正祛邪”与“以毒攻毒”。张亭栋使用砒霜(三氧化二砷)治疗白血病，就是“以毒攻毒”的代表性成果。砷剂对胰腺癌、胃癌、肝癌、肺癌等癌症的诊疗效果也在进一步研究中。乌洛托品(Methenamine)，分子式为C6H16N4，也称作六亚甲基四胺、六次甲基四胺，是一个与金刚烷结构类似的多环杂环化合物。乌洛托品是白色的晶体，可由甲醛与氨反应制备，分子中含有四个相互稠合的三氮杂环己烷环。溶于水、乙醇和氯仿，不溶于乙醚。乌洛托品已被收录进2015年版《中国药典》，作为消毒防腐药，主要用于下泌尿道感染的预防用药，适用于泌尿道术后及膀胱镜检查后留置导尿管者。该品本身的抗菌作用不强，但进入体内后，在尿液偏酸性(pH约为6.5)的条件下，可水解为铵盐和甲醛。甲醛能使病原体蛋白质变性而发挥非特异性抗菌作用，尿中甲醛浓度根据pH值、尿量和排泄速度不同，具有杀菌或抑菌作用。铵盐可维持尿液的酸性并促进甲醛的释放。几乎所有细菌和真菌对该品水解后产生的甲醛的非特异性抗菌作用敏感。甲醛是一种人类致癌物，可通过共价结合和诱导DNA单加合物、DNA-DNA交联、DNA蛋白质交联和DNA谷胱甘肽交联。然而，有研究发现，甲醛可抑制细胞增殖，诱导细胞凋亡。高浓度甲醛(≥0.4mmol/L)处理HeLa细胞24h后，对细胞生长有极显著的抑制作用，能诱导细胞凋亡；并且随甲醛浓度的升高凋亡率逐渐增大，呈一定的剂量-效应关系。低浓度甲醛(≤60μmol/L)能促进HEK293细胞增殖，诱导适应性反应[6]。甲醛可致DNA损伤并诱导细胞DNA损伤反应(DNAdamageresponse,DDR)。DNA损伤反应机制包括细胞的染色体DNA损伤监控和修复机制，是维护基因组稳定性的重要机制之一。DDR系统对肿瘤的发生、发展及治疗具有重要的作用。溶酶体是由高尔基体断裂产生，单层膜包裹的小泡，数目可多可少，大小也不等，含有60多种能够水解多糖、磷脂、核酸和蛋白质的酸性酶，这些酶有的是水溶性的，有的则结合在膜上。溶酶体的pH为5左右，是其中酶促反应的最适pH。溶酶体内含有许多种水解酶类，能够分解很多种物质，溶酶体被比喻为细胞内的“酶仓库”“消化系统”。乌洛托品在肿瘤细胞溶酶体的酸性条件下可生成甲醛，然后进入细胞核引起细胞DNA损伤反应，从而诱导细胞凋亡，可“以毒攻毒”治疗肿瘤。如何将乌洛托品“安全”靶向递送至肿瘤细胞内溶酶体进行降解，是“以毒攻毒”治疗肿瘤的关键。针对乌洛托品这种潜在的“毒物”，应保证在正常生理环境下的“零释放”，而药物载体在到达肿瘤病灶后，药物分子可在肿瘤弱酸环境下高效释放。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的目的是提供一种可将乌洛托品“安全”靶向递送至肿瘤细胞内溶酶体进行降解，从而在到达肿瘤病灶后，药物分子可在肿瘤弱酸环境下高效释放的安全、有效的抗肿瘤药物。为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：一种载乌洛托品介孔纳米硅球，所述纳米硅球为通过氨基和苯甲醛功能化的介孔二氧化硅MCM-41纳米颗粒，所述氨基和苯甲醛功能化的介孔二氧化硅MCM-41纳米颗粒上负载有乌洛托品和阿霉素。制备载乌洛托品介孔纳米硅球由阿霉素进行门控；在弱酸条件下，苯甲酰亚胺共价键自动断裂，阿霉素分子、表面的靶向分子和/或PEG、和乌洛托品自动释放，乌洛托品暴露在酸性条件下，生成甲醛，与阿霉素协同作用于DNA，从而诱导肿瘤细胞凋亡，从而杀伤肿瘤细胞。作为本专利技术的优选实施方式，所述载乌洛托品介孔纳米硅球上还连有PEG-NH2和/或带有端氨基的靶向分子。更优选地，所述带有端氨基的靶向分子为多肽。所述多肽包括抗体，可特异识别肿瘤中的蛋白。本专利技术还提供了所述载乌洛托品介孔纳米硅球的制备方法，包括如下步骤：(1)合成具有氨基功能化的介孔二氧化硅MCM-41纳米颗粒；(2)对步骤(1)的介孔二氧化硅MCM-41纳米颗粒进行苯甲醛功能化；(3)、在pH＝6.0条件下，将包括乌洛托品和阿霉素的原料溶于去离子水中，与步骤(2)的产物混合，调节pH至7.0-14.0；(4)将步骤(3)的混合物洗涤、离心，即制得所述载乌洛托品介孔纳米硅球。在pH>7.4的生理条件下，阿霉素与苯甲醛反应形成对pH敏感的动态苯甲酰亚胺共价键，可自动“堵孔”，形成智能“门控开关”。作为本专利技术的优选实施方式，步骤(3)中，所述原料还包括PEG-NH2和/或带有端氨基的靶向分子。将PEG-NH2和/或带有端氨基的靶向分子如多肽、抗体等连接在苯甲醛功能化的MSNs表面，制备成具有长循环和靶向性能的多功能MSNs载药系统。作为本专利技术的优选实施方式，所述步骤(1)为：将3-氨丙基三乙氧基硅烷、无水甲苯在氩气保护下与MCM-41纳米颗粒混合，120℃回流16～20小时。作为本专利技术的优选实施方式，所述步骤(2)为：将步骤(1)的产物加入到含4-甲酰苯甲酸、1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐和N-羟基丁二酰亚胺的去离子水和DMSO混合液中，室温搅拌12～48h。作为本专利技术的优选实施方式，去离子水和DMSO混合液中，去离子水和DMSO混合液的体积比为4:1。作为本专利技术的优选实施方式，所述4-甲酰苯甲酸、1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐和N-羟基丁二酰亚胺的摩尔比为1:1.2:1.2。作为本专利技术的优选实施方式，所述步骤(1)的产物与4-甲酰苯甲酸的比为1g：0.10mmol。作为本专利技术的优选实施方式，所述步骤(3)为：在pH＝6.0的条件下，将包括乌洛托品、阿霉素的原料溶于去离子水中，避光浸泡24小时，用1mol的NaOH溶液调节pH值至大于7.4。更优选地，所述步骤(3)中，将pH值调节至7.0-14.0本专利技术还要求保护所述的载乌洛托品介孔纳米硅球在制备抗肿瘤药物中的用途。本专利技术还要求保护一种抗肿瘤药物，所述药物包括所述的载乌洛托品介孔纳米硅球。作为本专利技术的优选实施方式，所述药物还包括药学上可用的辅料、溶剂。本专利技术提供了一种通过阿霉素进行门控的载乌洛托品介孔纳米硅球，所述载乌洛托品介孔纳米硅球药物载体在正常细胞中不会发挥作用，仅当药物载体处于肿瘤细胞的弱酸环境下，由于苯甲酰亚胺共价键自动断裂，实现阿霉素分子、乌洛托品、表面的靶向分子和/或PEG的定点高效释放，从而实现肿瘤细胞的特异杀伤作用。本专利技术进一步简化了介孔纳米硅球的制备方法，具有工艺简单、毒副作用小等优点，对于肿瘤的治疗具有重要的意义。具体实施方式为更好的说明本专利技术的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例对本专利技术作进一步说明。实施例1本专利技术一种载乌洛托品多功能介孔纳米硅球的实施例，所述载乌洛托品多功能介孔纳米硅球的制备方法包括如下步骤：(1)、将3-氨丙基三乙本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种载乌洛托品介孔纳米硅球，其特征在于，所述纳米硅球为通过氨基和苯甲醛功能化的介孔二氧化硅MCM-41纳米颗粒，所述氨基和苯甲醛功能化的介孔二氧化硅MCM-41纳米颗粒上负载有乌洛托品和阿霉素。/n

【技术特征摘要】
1.一种载乌洛托品介孔纳米硅球，其特征在于，所述纳米硅球为通过氨基和苯甲醛功能化的介孔二氧化硅MCM-41纳米颗粒，所述氨基和苯甲醛功能化的介孔二氧化硅MCM-41纳米颗粒上负载有乌洛托品和阿霉素。


2.如权利要求1所述载乌洛托品介孔纳米硅球，其特征在于，所述纳米硅球上还连有PEG-NH2和/或带有端氨基的靶向分子。


3.一种如权利要求1或2所述载乌洛托品介孔纳米硅球的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)、合成具有氨基功能化的介孔二氧化硅MCM-41纳米颗粒；
(2)、对步骤(1)的介孔二氧化硅MCM-41纳米颗粒进行苯甲醛功能化；
(3)、在pH＝6.0条件下，将包括乌洛托品和阿霉素的原料溶于去离子水中，与步骤(2)的产物混合，调节pH值至碱性；
(4)、将步骤(3)的混合物洗涤、离心，即制得所述载乌洛托品介孔纳米硅球。


4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤(3)中，所述原料还包括PEG-NH2和/或带有端氨基的靶向分子。


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【专利技术属性】
技术研发人员：梁欣，梅林，张旭东，
申请(专利权)人：中山大学·深圳，
类型：发明
国别省市：广东;44