一种具有诊疗一体化的介孔聚多巴胺NO纳米粒子的制备方法与应用技术

本发明专利技术提供一种介孔聚多巴胺NO纳米粒子的制备方法，将麦芽三糖通过点击反应连接到PEG链上，合成PEG

【技术实现步骤摘要】
一种具有诊疗一体化的介孔聚多巴胺NO纳米粒子的制备方法与应用


[0001]本专利技术涉及生物医用材料领域，尤其涉及一种具有诊疗一体化的介孔聚多巴胺NO纳米粒子的制备方法与应用。

技术介绍

[0002]细菌感染问题在世界范围内引起越来越多的关注，近几十年来由于抗生素的过度使用，使耐药菌的数量急剧增加，先后出现了耐甲氧西林金黄色葡萄球菌和耐万古霉素粪肠球菌。耐药菌的出现，严重的威胁到人类的健康。如果能在细菌感染的早期及时发现感染的部位并采取有效的治疗，就能减少细菌引发的并发症和死亡率。体表的细菌感染容易被观察到，但是皮肤或者体内深层次的细菌感染很难诊断，临床上常见的诊断方式有计算机断层扫描(CT)、发射计算机断层扫描，如单光子发射计算机断层扫描(SPECT)和正电子发射断层扫描(PET)，以及磁共振成像 (MRI)。但是这些诊断方式无法确定感染部位是细菌感染还是非感染 (内毒素或者肿瘤)，因此，急需开发一种对细菌进行高精度和特异性成像的造影剂。
[0003]麦芽糊精主要包括麦芽三糖、麦芽四糖、麦芽六糖、麦芽七糖，因其对许多种细菌具有靶向性而广泛受到关注。麦芽糊精是细菌葡萄糖的主要来源，可以通过麦芽糖转运蛋白进入细菌内部，通过与荧光分子或者PET示踪剂结合，可以对细菌感染部位进行特异性靶向和成像，从而实现对细菌感染部位的定位。大多数的革兰氏阴性菌和革兰氏阴性菌对麦芽糊精都有较强的内化效果，同时哺乳动物的细胞不会对麦芽糊精有摄取效果，可以极大的避免人体内源性细胞的干扰，使其针对性更加明确。麦芽糊精可以与纳米介孔聚多巴胺、中空二氧化硅等载体结合用于体内细菌感染的诊断与治疗。Pang等人通过将麦芽三糖连接到脂质体中，通过光声疗法靶向MRSA，然后用负载的药物治疗MRSA感染。(ACSNano 13(2)(2019)2427
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2438.)Xu等人将麦芽六糖负载到纳米中空二氧化硅中同时结合钆(Gd)对细菌感染部位进行特异性成像(Small,2021, 17(44):2103627.)。这些工作都很好的证明了麦芽三糖有非常好的靶向效果，可以在体内稳定存在，而且对细菌具有较高的靶向性，同时具有很好的生物相容性，不会引起免疫反应，但是目前大量的研究工作者将麦芽糊精作为一种特异性成像分子使用或者单纯的起到一个靶向细菌的作用，并没有将现在正在兴起的纳米技术联用，纳米颗粒具有较小的尺寸，可以很好的富集在细菌或者细胞内部，麦芽三糖也可以赋予纳米材料靶向的功能。但是如何将麦芽三糖靶向分子与纳米粒子结合起来，赋予其新的功能是一个有待解决的问题。同时体内细菌感染部位，常规手段难以进行诊治，利用麦芽三糖可以很好的靶向体内细菌感染，再将麦芽三糖通过化学反应接枝到具有治疗功能的纳米粒子上，实现诊疗一体化，有效的清除体内感染部位的细菌。
[0004]近年来，各种具有抗菌能力的纳米粒子层出不穷，但是常规的抗菌手段会滋生细菌的耐药性，导致耐药细菌的产生。NO气体分子成为抗菌领域的“明星”，他可以有效的消散细菌的生物膜，减弱细菌的多重耐药性，同时也具有一定的杀菌效果。但是，单纯的NO杀菌
能力有限，大大减缓了杀菌效果和愈合速度，导致治愈率减慢，专利技术人课题组长期致力于NO载体开发，利用壳聚糖接枝树枝状大分子PAMAM，实现NO的高效负载，同时高浓度的NO在杀菌的同时具有一定的毒性。(ChemicalEngineering Journal 347(2018):923
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931.)因此需要通过与其他手段结合的方式增强NO的治疗效果和可控释放如，光热疗法和光动力疗法，可以起到快速杀菌的效果。专利技术人课题组又开发了一种光热控释氢气抗菌的纳米平台，利用光热释放氢气进行抗菌，具有较好的抗菌效果和低毒性。(Advanced Functional Materials 29.50(2019):1905697.)光热和NO相结合的方法对体表感染的细菌有较好的杀菌效果，但由于缺乏靶向功能而无法运用到体内深层次的细菌感染，限制了其在抗菌方面的应用。

技术实现思路

[0005]鉴于上述现有技术存在的缺陷，本专利技术的目的是提出一种介孔聚多巴胺NO纳米粒子及其制备方法与应用，麦芽三糖通过点击反应修饰在 PEG链上，然后将PEG链修饰在介孔聚多巴胺(MPDA)上，随后将一氧化氮供体BNN6负载至MPDA上，得到了具有诊断和治疗一体化的介孔聚多巴胺NO纳米粒子，实现对细菌感染部位的定位以及杀菌效果。
[0006]本专利技术的目的将通过以下技术方案得以实现：
[0007]本专利技术的目的之一在于提供一种介孔聚多巴胺NO纳米粒子的制备方法，包括以下步骤：
[0008]S1、将麦芽三糖通过点击反应连接到PEG链上，合成PEG
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麦芽三糖；
[0009]S2、通过与介孔聚多巴胺反应，将麦芽三糖固定在介孔聚多巴胺表面，合成MPDA
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PEG
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Mal；
[0010]S3、将一氧化氮供体通过共轭效应负载至介孔聚多巴胺的介孔结构中，得到介孔聚多巴胺NO纳米粒子。
[0011]进一步的，S1具体包括以下步骤：
[0012]S1.1将麦芽三糖溶于无水吡啶中，加入乙酸酐，在室温下反应 24h
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48h，得到全乙酰化麦芽三糖；
[0013]S1.2将S1.1得到的全乙酰化麦芽三糖，溶于无水二氯甲烷(DCM) 中，加入2
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羟基溴乙烷，在低温氮气条件下搅拌30min
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50min，加入三氟化硼乙醚继续反应30min
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50min，得到溴化麦芽三糖；
[0014]S1.3将S1.2得到的溴化麦芽三糖溶于无水DMF中，加入叠氮化钠，在氮气条件下加热到60℃
‑
80℃，反应24h
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48h，得到叠氮化麦芽三糖；
[0015]S1.4将S1.3得到的叠氮化麦芽三糖溶于无水甲醇中，加入甲醇钠粉末，在室温条件下搅拌6h
‑
8h，用强酸型阳离子交换树脂调节溶液的pH 为中性，过滤除去强酸型阳离子交换树脂，得到脱保护的叠氮化麦芽三糖；
[0016]S1.5将S1.4得到的脱保护的叠氮化麦芽三糖溶于水中，加入 N3‑
PEG
‑
NH2粉末，硫酸铜溶液和抗坏血酸钠溶液，高温反应3天
‑
4天，经透析2天
‑
3天，得到PEG
‑
麦芽三糖。
[0017]进一步的，S2具体包括以下步骤：
[0018]将S1得到的PEG
‑
麦芽三糖和MPDA溶于去离子水中，用Tris盐酸盐调节溶液的pH为8
‑
9，避光反应24h
‑
48h，得到MPDA
‑
PEG
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Mal。
[0019]进一步的，S3具体包括以下步骤：
[0020]将S2得到的MPDA
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种介孔聚多巴胺NO纳米粒子的制备方法，其特征在于包括以下步骤：S1、将麦芽三糖通过点击反应连接到PEG链上，合成PEG
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麦芽三糖；S2、通过与介孔聚多巴胺反应，将麦芽三糖固定在介孔聚多巴胺表面，合成MPDA
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PEG
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Mal；S3、将一氧化氮供体通过共轭效应负载至介孔聚多巴胺的介孔结构中，得到介孔聚多巴胺NO纳米粒子。2.如权利要求1所述的一种介孔聚多巴胺NO纳米粒子的制备方法，其特征在于：S1具体包括以下步骤：S1.1将麦芽三糖溶于无水吡啶中，加入乙酸酐，在室温下反应24h
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48h，得到全乙酰化麦芽三糖；S1.2将S1.1得到的全乙酰化麦芽三糖，溶于无水二氯甲烷中，加入2
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羟基溴乙烷，在低温氮气条件下搅拌30min
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50min，加入三氟化硼乙醚继续反应30min
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50min，得到溴化麦芽三糖；S1.3将S1.2得到的溴化麦芽三糖溶于无水DMF中，加入叠氮化钠，在氮气条件下加热到60℃
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80℃，反应24h
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48h，得到叠氮化麦芽三糖；S1.4将S1.3得到的叠氮化麦芽三糖溶于无水甲醇中，加入甲醇钠粉末，在室温条件下搅拌6h
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8h，用强酸型阳离子交换树脂调节溶液的pH为中性，过滤除去强酸型阳离子交换树脂，得到脱保护的叠氮化麦芽三糖；S1.5将S1.4得到的脱保护的叠氮化麦芽三糖溶于水中，加入N3‑
PEG
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NH2粉末，硫酸铜溶液和抗坏血酸钠溶液，高温反应3天
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4天，经透析2天
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3天，得到PEG
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麦芽三糖。3.如权利要求1所述的一种介孔聚多巴胺NO纳米粒子的制备方法，其特征在于：S2具体包括以下步骤：将S1得到的PEG
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麦芽三糖和MPDA溶于去离子水中，用Tris盐酸盐调节溶液的pH为8
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9，避光反应24h
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48h，得到MPDA
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PEG
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Mal。4.如权利要求1所述的一种介孔聚多巴胺NO纳米粒子的制备方法，其特征在于：S3具体包括以下步骤：将S2得到的MPDA
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PEG
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Mal溶解在去离子水中，将BNN6溶解在无水乙醇中，二者混合后避光反应24h
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48h，反应结束后，得到介孔聚多巴胺NO纳米粒子BNN6@MPDA
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PEG
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Mal。...

【专利技术属性】
技术研发人员：李国巍，徐浩，吕凯，马栋，
申请(专利权)人：暨南大学附属第一医院广州华侨医院，
类型：发明
国别省市：