一种装载药物的白蛋白-磁铁矿纳米颗粒给药系统及其制备方法技术方案

本发明专利技术公开一种装载药物的白蛋白

【技术实现步骤摘要】
一种装载药物的白蛋白
‑
磁铁矿纳米颗粒给药系统及其制备方法


[0001]本专利技术属于药物递送
，具体涉及一种装载药物的白蛋白
‑
磁铁矿纳米颗粒给药系统(命名为“纳米鱼雷”)及其制备方法。

技术介绍

[0002]一种安全高效的给药系统(DDS)有望延长化疗药物的半衰期，减少毒副作用。近年来，随着纳米技术的快速发展，脂质体类化疗药物如Doxil(阿霉素脂质体)和Onivyd(伊立替康脂质体)等已广泛应用于临床。然而，令人不满意的是，该脂质体类化疗药在肿瘤治疗中的效果仅为中等水平，其稳定性较差，导致药物在血液循环中渗漏，进而导致其在病变区域的蓄积量低，潜在的心脏毒性风险高。
[0003]为了克服以上这些缺点，目前已开发了两种重要的给药系统：一种是无机纳米颗粒载体(如磁铁矿纳米颗粒或二氧化硅纳米颗粒)给药系统，这类给药系统可以有效地稳定化疗药物，延长其在血液循环中的半衰期。此外，纳米颗粒的高比表面积也可以提高载药效率，并且，当功能化的纳米颗粒作为载体时，可以赋予药物综合诊断和治疗的能力。另一种是蛋白质(如白蛋白和铁蛋白)给药系统，该类给药系统具有良好的生物相容性和生物降解性，易于修饰，可提高药物稳定性，降低或消除免疫原性和副作用。然而，这两种给药系统仍有其自身的局限性，主要表现为无机纳米颗粒的生物毒性较高和蛋白质载体的载药效率较低。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中存在的一个或多个问题，本专利技术一个方面提供一种装载药物的白蛋白
‑
磁铁矿纳米颗粒给药系统，其包括：
[0005](1)由白蛋白自组装形成的具有空腔的纳米笼；和
[0006](2)位于所述纳米笼的空腔中的磁铁矿纳米颗粒；
[0007]其中在所述磁铁矿纳米颗粒的表面包覆有药物。
[0008]在一些实施方式中，在装载药物的白蛋白
‑
磁铁矿纳米颗粒给药系统中，所述纳米笼的直径为16.5
‑
20.5nm。
[0009]在一些实施方式中，在装载药物的白蛋白
‑
磁铁矿纳米颗粒给药系统中，所述磁铁矿纳米颗粒的直径为2.5
‑
4.5nm。
[0010]在一些实施方式中，在装载药物的白蛋白
‑
磁铁矿纳米颗粒给药系统中，所述空腔的直径为4
‑
12nm。
[0011]在一些实施方式中，在所述纳米笼的空腔内，所述磁铁矿纳米颗粒的表面与所述白蛋白的残基结合；可选地，所述白蛋白的残基选自以下中的一种或多种：Arg81、Glu82、Asp86、Asp89和Glu92。
[0012]在一些实施方式中，在所述纳米笼的空腔内，所述药物与所述磁铁矿纳米颗粒表
面的铁离子通过化学键螯合。
[0013]在一些实施方式中，在所述纳米笼的空腔内，所述药物的基团通过阳离子
‑
π键和/或氢键与所述白蛋白的残基相互作用；可选地，所述药物的基团选自芳基，所述白蛋白的残基选自以下中的一种或多种：Arg208、Lys350和Glu478。
[0014]在一些实施方式中，在所述纳米笼的空腔内，所述药物被所述白蛋白的残基包围，形成疏水结合；可选地，所述白蛋白的残基选自以下中的一种或多种：Phe205、Ala209、Ala212、Leu480和Val481。
[0015]在一些实施方式中，所述药物包括抗癌化疗药物；可选地，所述抗癌化疗药物包括疏水性抗癌化疗药物和亲水性抗癌化疗药物；进一步可选地，所述抗癌化疗药物选自以下中的一种或多种：阿霉素、盐酸阿霉素、氟尿嘧啶、丝裂霉素、放线菌素、平阳霉素、顺铂、卡铂、表阿霉素、甲氨蝶呤和阿糖胞苷。
[0016]在一些实施方式中，所述白蛋白选自以下中的一种或多种：牛血清白蛋白、和人血清白蛋白。
[0017]在一些实施方式中，所述药物为阿霉素或盐酸阿霉素，所述白蛋白选自以下中的一种或多种：牛血清白蛋白、和人血清白蛋白，且所述纳米笼由6个白蛋白分子自组装形成，所述磁铁矿纳米颗粒的表面包覆有72个药物分子。
[0018]本专利技术另一方面提供一种装载药物的白蛋白
‑
磁铁矿纳米颗粒给药系统的制备方法，其包括以下步骤：
[0019](S1)将药物溶液与铁盐溶液预混，得到预混溶液；
[0020](S2)将白蛋白溶液添加至步骤(S1)所得预混溶液中，并添加相对于所述预混溶液中的铁离子稍过量NaOH溶液，搅拌后过滤、透析，得到所述装载药物的白蛋白
‑
磁铁矿纳米颗粒给药系统；
[0021]其中步骤(S1)和步骤(S2)均在惰性气体保护下进行。
[0022]在一些实施方式中，在步骤(S2)中，添加的白蛋白溶液的量满足：使白蛋白与所述预混溶液中的铁的摩尔比为1:(110
‑
220)；可选为1:(110
‑
165)。
[0023]在一些实施方式中，在步骤(S2)中，添加的白蛋白溶液的量满足：使所述药物与所述白蛋白的摩尔比为1.5以上，可选为3以上。
[0024]在一些实施方式中，在步骤(S1)中，在所述预混溶液中，所述药物与铁的摩尔比≥1.5:(110
‑
220)；可选为≥1.5:(110
‑
165)。
[0025]在一些实施方式中，在步骤(S1)中，所述铁盐溶液中Fe
3+
/Fe
2+
＝(1.5
‑
2.5)：1。
[0026]本专利技术再一方面，提供了上述的装载药物的白蛋白
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磁铁矿纳米颗粒给药系统在制备抗癌药物中的应用。
[0027]基于以上技术方案提供的装载药物的白蛋白
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磁铁矿纳米颗粒给药系统包括由白蛋白自组装形成的具有空腔的纳米笼和位于该纳米笼的空腔中的磁铁矿纳米颗粒，并且在磁铁矿纳米颗粒的表面加载药物(例如抗癌化疗药物，包括疏水性抗癌化疗药物和亲水性抗癌化疗药物)，实施例证明，本专利技术提供的这种结构的给药系统能够有效集成现有技术中基于无机纳米颗粒的给药系统和基于蛋白质载体的给药系统的优点，在进一步提高给药系统的载药效率，以及进一步改善其生物相容性和生物安全性的基础上，还可进一步提高该给药系统的载药稳定性，有效降低其在递送药物过程中的药物泄露，进而延长药物在血液
循环中的半衰期，并有利于该给药系统在溶酶体中释放药物，以及在肿瘤区域渗透和累积药物，进而能够实现更好的疾病(例如癌症)治疗效果。另外，相对于现有技术中的给药系统，本专利技术提供的装载药物的白蛋白
‑
磁铁矿纳米颗粒给药系统的制备方法具有操作简单的优点，可以提高该给药系统的合成效率，有助于其在纳米医学领域的药物研发和递送中的应用。
附图说明
[0028]图1为实施例1中在不同FR条件下合成的Dox@BMNT的表征，(a
‑
e)SEC分析结果；(f本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种装载药物的白蛋白
‑
磁铁矿纳米颗粒给药系统，其包括：(1)由白蛋白自组装形成的具有空腔的纳米笼；和(2)位于所述纳米笼的空腔中的磁铁矿纳米颗粒；其中在所述磁铁矿纳米颗粒的表面包覆有药物。2.根据权利要求1所述的装载药物的白蛋白
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磁铁矿纳米颗粒给药系统，其中：所述纳米笼的直径为16.5
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20.5nm；和/或所述磁铁矿纳米颗粒的直径为2.5
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4.5nm；和/或所述空腔的直径为4
‑
12nm。3.根据权利要求1所述的装载药物的白蛋白
‑
磁铁矿纳米颗粒给药系统，其中在所述纳米笼的空腔内，所述磁铁矿纳米颗粒的表面与所述白蛋白的残基结合；可选地，所述白蛋白的残基选自以下中的一种或多种：Arg81、Glu82、Asp86、Asp89和Glu92。4.根据权利要求1所述的装载药物的白蛋白
‑
磁铁矿纳米颗粒给药系统，其中在所述纳米笼的空腔内，所述药物与所述磁铁矿纳米颗粒表面的铁离子通过化学键螯合。5.根据权利要求1所述的装载药物的白蛋白
‑
磁铁矿纳米颗粒给药系统，其中在所述纳米笼的空腔内，所述药物的基团通过阳离子
‑
π键和/或氢键与所述白蛋白的残基相互作用；可选地，所述药物的基团选自芳基，所述白蛋白的残基选自以下中的一种或多种：Arg208、Lys350和Glu478。6.根据权利要求1所述的装载药物的白蛋白
‑
磁铁矿纳米颗粒给药系统，其中在所述纳米笼的空腔内，所述药物被所述白蛋白的残基包围，形成疏水结合；可选地，所述白蛋白的残基选自以下中的一种或多种：Phe205、Ala209、Ala212、Leu480和Val481。7.根据权利要求1
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6中任一项所述的装载药物的白蛋白
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磁铁矿纳米颗粒给药系统，其中所述药物包括抗癌化疗药物；可选地，所述抗癌化疗药物包括疏水性抗癌化疗药物和亲水性抗癌化疗药物；进一步可选地，所述抗癌化疗药物选自以下中的一种或多种：阿霉素、盐酸阿霉素、氟...

【专利技术属性】
技术研发人员：马坤，赵享龙，许帅，王俊峰，
申请(专利权)人：中国科学院合肥物质科学研究院，
类型：发明
国别省市：