一种碳化钛肿瘤靶向纳米药物载体、纳米复合材料及其制备方法、应用技术

本发明专利技术属于生物医药技术领域，具体涉及一种负载葡萄糖氧化酶，并进行修饰改性的碳化钛肿瘤靶向纳米药物载体、纳米复合材料及其制备方法、应用。该药物载体为片状结构的碳化钛，可作为光热转换剂进行光热治疗；二氧化锰连接牛血清蛋白以增加载体的分散性，再利用酰胺化反应引入叶酸以提高靶向性，将二氧化锰

【技术实现步骤摘要】
一种碳化钛肿瘤靶向纳米药物载体、纳米复合材料及其制备方法、应用


[0001]本专利技术属于生物医药
，具体涉及一种负载葡萄糖氧化酶，并进行修饰改性的碳化钛肿瘤靶向纳米药物载体、纳米复合材料及其制备方法、应用。

技术介绍

[0002]虽然医药技术和手段在飞速发展，但癌症依然是严重危害人类健康和生命的首要杀手。目前，药物化疗和手术切除是治疗癌症的主要手段，但是传统的治疗手段存在毒副作用大、对病人自身损伤大等缺点，不能完全保证良好的预后效果，并且可能影响正常的生活质量。饥饿治疗是以葡萄糖氧化酶（GOx）为主体的一种新型治疗方式，肿瘤细胞由于快速代谢而消耗较正常细胞更多的营养物质，GOx可以切断肿瘤细胞内葡萄糖的供应，使细胞饥饿而死亡。光热治疗（Photothermal therapy，PTT）是一种通过特定波长照射，使光热转化为热能而升温杀死肿瘤细胞的新型疗法，可以有针对性地在局部杀死肿瘤细胞，在恶性肿瘤治疗方面具有微创、安全等特点。
[0003]纳米材料负载抗癌药物可以实现对肿瘤部位的靶向和定点释放，易渗透进入肿瘤部位并滞留，具有较高的生物相容性。碳化钛（titanium carbide, Ti3C2）是一种二维过渡金属碳化物，作为一种新型的二维纳米材料，Ti3C2的比表面积较高且表面多含氧官能团，易于进行药物负载和功能化。Ti3C2具有良好的光热转化性能，在近红外区域有良好的吸收，是优秀的光热转换试剂。二氧化锰（manganese dioxide, MnO2）为球状，合成简便，尺寸和表面易于控制，与H2O2反应产生O2可缓解乏氧环境，具有良好的生物相容性，可响应性降解为Mn
2+
并易于排出体内。牛血清蛋白（bovine serum albumin，BSA）和叶酸（folic acid，FA）对载体进行功能化可以增强载体的分散性和稳定性，FA与肿瘤表面过表达的叶酸受体结合可以增强载体的靶向性，使负载药物能够运输至肿瘤部位。
[0004]纳米材料负载抗癌药物具有良好的性能和治疗效果，但纳米材料在其溶剂中的分散性和稳定性等方面欠佳，此方面的问题是影响其广泛应用和发展的一大限制和阻碍。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中存在的问题，本专利技术提供了碳化钛肿瘤靶向纳米药物载体，通过生物矿化法合成二氧化锰
‑
牛血清蛋白
‑
叶酸（MnO2‑
BSA
‑
FA）并负载到碳化钛（Ti3C2）表面，修饰后提高Ti3C2的稳定性、分散性及靶向性。
[0006]本专利技术还提供了一种利用碳化钛肿瘤靶向纳米药物载体负载葡萄糖氧化酶（GOx）的Ti3C2‑
MnO2‑
BSA
‑
FA纳米复合材料，该复合材料饥饿/光热协同治疗具有显著的抗癌效果。
[0007]本专利技术还提供了一种上述碳化钛肿瘤靶向纳米药物载体以及纳米复合材料的制备方法，首先通过两步蚀刻法制备得到单层碳化钛纳米片，然后为改善碳化钛分散性差等缺陷，通过二氧化锰对其进行修饰，将二氧化锰表面包裹连接牛血清蛋白和叶酸分子，再整体负载到碳化钛片层表面，从而对碳化钛进行改性，得到分散性和稳定性优良的载体，并使
其对特定肿瘤细胞具有靶向作用，然后通过范德华力将葡萄糖氧化酶物理吸附到修饰过后的碳化钛纳米片上。
[0008]本专利技术还提供了碳化钛肿瘤靶向纳米复合材料的应用。
[0009]本专利技术为了实现上述目的所采用的技术方案为：本专利技术提供了一种碳化钛肿瘤靶向纳米药物载体，所述载体为Ti3C2‑
MnO2‑
BSA
‑
FA，为片状结构，BSA修饰于MnO2表面并连接FA分子形成球状颗粒，整体负载到Ti3C2片层上。
[0010]本专利技术还提供了一种利用上述碳化钛肿瘤靶向纳米药物载体制备的纳米复合材料，所述纳米复合材料在Ti3C2‑
MnO2‑
BSA
‑
FA载体上负载的药物为葡萄糖氧化酶。
[0011]本专利技术还提供了一种碳化钛肿瘤靶向纳米药物载体的制备方法，包括以下步骤：（1）碳化钛的制备：钛碳化铝（Ti3AlC2）和氢氟酸（HF）缓慢加入到反应釜内，室温搅拌，反应后的液体经离心后倒掉上清液，去离子水混匀后重复离心至中性，清洗后产物加入二甲基亚砜（DMSO）并混匀，二次室温搅拌，搅拌后产物离心，再加入去离子水混合均匀、重复离心；（2）纳米二氧化锰材料MnO2‑
BSA
‑
FA的制备：叶酸（FA）溶于无水DMSO中，加入1
‑
乙基
‑
(3
‑
二甲氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐（EDC
‑
HCl）、N
‑
羟基琥珀酰亚胺（NHS）以及三乙胺，避光搅拌后形成FA
‑
NHS中间体；将牛血清蛋白（BSA）溶于去离子水并调节pH值，边搅拌边将FA
‑
NHS加入到BSA溶液中，搅拌反应，透析，真空冷冻干燥得到BSA
‑
FA；BSA
‑
FA溶于去离子水中，加入MnCl2溶液，搅拌条件下调节pH值，室温下搅拌反应，混合溶液去离子水透析，真空干燥得到MnO2‑
BSA
‑
FA。
[0012]（3）将上述步骤得到的Ti3C2超声溶解于去离子水中，加入MnO2‑
BSA
‑
FA超声溶解后搅拌得Ti3C2‑
MnO2‑
BSA
‑
FA。
[0013]进一步的，步骤（1）中，所述钛碳化铝和氢氟酸的比例为0.05 g：1mL；所述室温搅拌的时间为72h；所述二次室温搅拌的时间为24h；所述去离子水混匀后重复离心为在6000 r/min转速下，离心10 min；所述加入DMSO后离心为在10000 r/min转速下，离心10 min。
[0014]进一步的，步骤（2）中，所述BSA与FA，NHS，EDC
‑
HCl的质量比为1:0.1 ~ 0 .5:0.2 ~ 1.0:0.4 ~ 1.2；所述叶酸在DMSO中的浓度为2.25mg/mL；所述DMSO和三乙胺的体积比为20:0.1；所述MnCl2与BSA
‑
FA的质量比为1:0.8~ 1.5；所述调节pH值均为至10。
[0015]进一步的，步骤（2）中，所述形成FA
‑
NHS中间体时，避光搅拌的时间为20min；所述BSA
‑
FA的制备过程中，搅拌反应的时间为24h；所述MnO2‑
BSA
‑
FA的制备过程中，搅拌反应的时间为3min。
[0016]进一步的，步骤（3）中，所述Ti3C2与MnO2‑
BSA
‑
FA的质量比为10 ~ 20:1；所述超声搅拌的时间为2h。
[0017]本专利技术还提供了上述纳米复合材料的制备方法，其特征本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种碳化钛肿瘤靶向纳米药物载体，其特征在于，所述载体为Ti3C2‑
MnO2‑
BSA
‑
FA，为片状结构，BSA修饰于MnO2表面并连接FA分子形成球状颗粒，整体负载到Ti3C2片层上。2.一种利用如权利要求1所述的碳化钛肿瘤靶向纳米药物载体制备的纳米复合材料，其特征在于，所述纳米复合材料在Ti3C2‑
MnO2‑
BSA
‑
FA载体上负载的药物为葡萄糖氧化酶。3.一种如权利要求1或2所述的碳化钛肿瘤靶向纳米药物载体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）碳化钛的制备：钛碳化铝和氢氟酸缓慢加入到反应釜内，室温搅拌，反应后的液体经离心后倒掉上清液，去离子水混匀后重复离心至中性，清洗后产物加入DMSO并混匀，二次室温搅拌，搅拌后产物离心，再加入去离子水混合均匀、重复离心；（2）纳米二氧化锰材料MnO2‑
BSA
‑
FA的制备：FA溶于无水DMSO中，加入EDC
‑
HCl、NHS以及三乙胺，避光搅拌后形成FA
‑
NHS中间体；BSA溶于去离子水并调节pH值，边搅拌边将FA
‑
NHS加入到BSA溶液中，搅拌反应，透析，真空冷冻干燥得到BSA
‑
FA；BSA
‑
FA溶于去离子水中，加入MnCl2溶液，搅拌条件下调节pH值，室温下搅拌反应，混合溶液去离子水透析，真空干燥得到MnO2‑
BSA
‑
FA。（3）将上述步骤得到的Ti3C2超声溶解于去离子水中，加入MnO2‑
BSA
‑
FA超声溶解后搅拌得Ti3C2‑
MnO2‑
BSA
‑
FA。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述钛碳化铝和氢氟酸的比例为0.05 g：1mL；所述室温搅拌的时间为72h；所述二次室温搅拌的时间为24h；所述去离子水混匀后重复离心为在6000 r/min转速下，离心10 min；所述加入DMSO后离心为在10000...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘金锋，公雨雯，王艺霖，车程川，公培伟，杨革，
申请(专利权)人：曲阜师范大学，
类型：发明
国别省市：