一种尺寸/电荷双转换的纳米颗粒-明胶复合纳米簇及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种尺寸/电荷双转换的纳米颗粒

【技术实现步骤摘要】
一种尺寸/电荷双转换的纳米颗粒
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明胶复合纳米簇及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于响应型药物递送材料及复合纳米簇制备
，具体涉及一种尺寸/电荷双转换的纳米颗粒
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明胶复合纳米簇及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]近年来纳米载体受到了极大的关注，有望解决传统药物递送过程中水溶性差、靶向能力不足和全身毒性高的问题。然而，纳米载体在疾病组织尤其是肿瘤深层的渗透和内化效率低，极大地限制了药物的递送效率，进而削弱了治疗效果。研究表明，纳米载体的尺寸和表面电荷是影响体内药物递送过程的重要因素，小尺寸带正电荷的纳米载体有利于提高肿瘤的渗透和内化效果，然而这与易于循环和富集的纳米载体形貌(大尺寸、负电)相矛盾。因此，设计尺寸/表面电荷双转换的纳米载体在改善渗透和内化效果方面具有明显的优势。相对于合成高分子，天然高分子具有生物相容性好、成本低等优点，而且其分子结构中的如羟基、羧基、氨基等易于进行功能化修饰，在开发药物递送纳米载体方面具有巨大的潜力。
[0003]明胶可被肿瘤组织中高表达的基质金属蛋白酶(MMP
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2)降解成低分子多肽和氨基酸。有机硅纳米颗粒具有尺寸可调、可设计成中空结构高效负载药物、生物相容性好、表面易功能化修饰等优点。硫化铜纳米颗粒具有光热和光动力抗肿瘤的效果，同时可以被设计成中空结构负载药物。通过静电、氢键、主客体等作用可以将小尺寸的纳米颗粒和高分子进行组装，获得纳米颗粒基的复合纳米簇，且组装作用力可以在一定的内外源刺激下去除，释放纳米颗粒。
[0004]现有文献报道了一种键合抗肿瘤药物的两亲性聚合物，自组装得到了约80nm的集束化纳米药物载体。该载体有助于延长药物在血液中的循环和肿瘤组织富集，而且在肿瘤微酸环境下快速崩解为小于10nm的颗粒，具有较强的肿瘤组织渗透和积累能力，从而将更多的药物输送到肿瘤细胞内。但是载体单一的结构特性转换不能满足输送过程中每一步的要求，例如通过尺寸减小来增强肿瘤组织渗透能力的纳米颗粒在细胞内化时受到表面PEG分子或者负电荷影响，同样地通过表面电荷转换来促进细胞内化的纳米颗粒经血液循环后因尺寸过大而限制了其在组织的渗透。(LI H
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J,DU J
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Z,LIU J,et al.Smart Superstructures with Ultrahigh pH
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Sensitivity for Targeting Acidic Tumor Microenvironment:Instantaneous Size Switching and Improved Tumor Penetration[J].ACS Nano,2016,10(7):6753
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61.)

技术实现思路

[0005]为了克服现有技术存在的载体单一的结构不能满足输送过程中每一步的要求，本专利技术的目的是提供一种尺寸/电荷双转换的纳米颗粒
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明胶复合纳米簇及其制备方法和应用。
[0006]本专利技术采用对肿瘤微酸和酶双响应的改性明胶和对药物高负载的中空介孔有机硅或硫化铜纳米颗粒，通过静电组装构建纳米颗粒
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明胶复合纳米簇。该纳米簇可响应肿瘤环境中的微酸和酶刺激实现尺寸和电荷转换，从而增强肿瘤组织的渗透和抗肿瘤治疗效果。
[0007]本专利技术的目的通过以下技术方案实现：
[0008]本专利技术提供一种尺寸/电荷双转换的纳米颗粒
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明胶复合纳米簇的制备方法，包括如下步骤：
[0009](1)将明胶与靶向配体反应，透析冻干后再与酸酐类化合物在碱性条件下反应，透析冻干得到改性明胶，或将明胶与酸酐类化合物在碱性条件下反应，透析冻干得到改性明胶；
[0010](2)通过溶胶凝胶法制备带正电的载药有机硅纳米颗粒或通过纳米沉淀法制备带正电的载药硫化铜纳米颗粒；
[0011](3)将步骤(1)制备得到的改性明胶配制成改性明胶溶液，将步骤(2)制备得到的纳米颗粒配制成纳米颗粒分散液，再将改性明胶溶液与纳米颗粒分散液混合，通过静电作用得到尺寸/电荷双转换的纳米颗粒
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明胶复合纳米簇。
[0012]优选的，步骤(1)所述明胶与靶向配体反应的温度为20℃～80℃，明胶与靶向配体反应的时间为2
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24h。
[0013]优选的，步骤(1)所述明胶与酸酐类化合物反应的温度为20℃～80℃，明胶与酸酐类化合物反应的时间为2
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24h。
[0014]优选的，步骤(1)所述碱性条件皆为pH7.4～10.0。
[0015]优选的，步骤(1)所述靶向配体为叶酸、透明质酸中的一种以上。
[0016]优选的，步骤(1)所述酸酐类化合物为马来酸酐、甲基马来酸酐、二甲基马来酸酐中的一种以上。
[0017]优选的，步骤(1)所述改性明胶为马来酸酐改性明胶、甲基马来酸酐改性明胶、二甲基马来酸酐改性明胶、马来酸酐叶酸改性明胶、甲基马来酸酐叶酸改性明胶、二甲基甲基马来酸酐叶酸改性明胶、马来酸酐透明质酸改性明胶、甲基马来酸酐透明质酸改性明胶或二甲基甲基马来酸酐透明质酸改性明胶。
[0018]优选的，步骤(1)中，所述靶向配体与明胶的质量比为(1:15)～(1:1)。
[0019]优选的，步骤(1)中，所述酸酐类化合物与明胶的质量比皆为(1:25)～(1:9)。
[0020]优选的，马来酸酐、甲基马来酸酐或二甲基马来酸酐与叶酸改性明胶的质量比为(1:25)～(1:9)。
[0021]优选的，步骤(2)中所述溶胶凝胶法的具体步骤为：取1～5g的十六烷基三甲基氯化铵(CTAC)，加入10～40g去离子水，然后加入0.2～2g三乙醇胺(TEA)的水溶液(三乙醇胺与水的体积比为1:9)，60～120℃搅拌均匀后加入1～5mL的正硅酸乙酯(TEOS)，反应1～8h后得到介孔二氧化硅纳米颗粒内核(MSN)。继续加入1～5mL的TEOS和0.1～5mL的双
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[3
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(三乙氧基硅)丙基]‑
二硫化物(BTDS)的混合液，反应2～8h后离心，用去离子水和乙醇清洗可得到包覆了介孔有机硅的纳米颗粒(MON@MSN)。随后在60～120℃的乙醇和盐酸的混合溶液(乙醇和盐酸的体积比为10:1)中回流去除CTAC，重新分散在100～800mL的去离子水中，加入2～10mL的浓度为25％的氨水(NH3·
H2O)，超声分散后在60～120℃下搅拌2～8h，离心后
用去离子水和乙醇清洗，冷冻干燥得到中空介孔有机硅纳米颗粒HMON。将50～300mg的HMON分散在20～200mL的无水乙醇中，加入1～6mL的3
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氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)，在80℃冷凝回流5～24h，冷冻干燥得到氨基化中空介孔有机硅纳米颗粒(HMON
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NH2)。载药后，得到载药氨基化中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种尺寸/电荷双转换的纳米颗粒
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明胶复合纳米簇的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将明胶与靶向配体反应，透析冻干后再与酸酐类化合物在碱性条件下反应，透析冻干得到改性明胶，或将明胶与酸酐类化合物在碱性条件下反应，透析冻干得到改性明胶；(2)通过溶胶凝胶法制备带正电的载药有机硅纳米颗粒或通过纳米沉淀法制备带正电的载药硫化铜纳米颗粒；(3)将步骤(1)制备得到的改性明胶配制成改性明胶溶液，将步骤(2)制备得到的纳米颗粒配制成纳米颗粒分散液，再将改性明胶溶液与纳米颗粒分散液混合，通过静电作用得到尺寸/电荷双转换的纳米颗粒
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明胶复合纳米簇。2.根据权利要求1所述的一种尺寸/电荷双转换的纳米颗粒
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明胶复合纳米簇的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述靶向配体为叶酸、透明质酸中的一种以上；步骤(1)所述明胶与靶向配体反应的温度为20℃～80℃，明胶与靶向配体反应的时间为2
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24h，所述碱性条件为pH7.4～10.0；步骤(1)所述明胶与酸酐类化合物反应的温度为20℃～80℃，明胶与酸酐类化合物反应的时间为2
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24h；步骤(1)所述碱性条件皆为pH7.4～10.0；步骤(1)所述酸酐类化合物为马来酸酐、甲基马来酸酐、二甲基马来酸酐中的一种以上。3.根据权利要求1所述的一种尺寸/电荷双转换的纳米颗粒
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明胶复合纳米簇的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述靶向配体与明胶的质量比为(1:15)～(1:1)。4.根据权利要求1所述的一种尺寸/电荷双转换的纳米颗粒<...

【专利技术属性】
技术研发人员：李晓云，肖人华，王小英，樊超然，温禹铭，周广颖，谢科键，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：