基于金纳米片复合材料的药物递送载体及其制备和应用

allin2025-05-26  56


本发明属于生物医药,具体涉及一种基于金纳米片复合材料的药物递送载体及其制备和应用。


背景技术:

1、癌症治疗领域虽然在过去几十年取得了显著进展,但高侵入性和副作用的挑战仍然存在。传统的治疗方法,如化疗和放疗,往往缺乏对癌细胞的精准靶向能力,导致正常细胞遭受不必要的损害。在这样的背景下,纳米医学的兴起为癌症治疗提供了新的机遇。通过设计具有可控尺寸和表面特性的纳米粒子,可以实现药物的精准递送,直接将治疗剂送达肿瘤细胞,从而在提高疗效的同时减少对正常细胞的损害。

2、然而,癌症的复杂性和多样性往往导致单一治疗手段难以达到理想的效果,这一挑战在那些对常规治疗方法具有高度抵抗力或处于晚期的癌症患者身上表现得尤为明显。因此,研究人员着手探索多功能纳米递药系统,这些系统通过集成多种治疗方式,如靶向递送、光热治疗、光动力治疗等,旨在提供一种治疗效率更高、副作用更低的新型癌症治疗策略。这样的综合治疗策略不仅满足了现代医疗对个性化和精准治疗的需求,而且克服了传统治疗方法的局限性。在此背景下,金纳米材料因其独特的表面等离子共振特性、生物相容性和类酶活性,成为癌症治疗中的关键材料。这些材料的光热特性在癌症成像和治疗中的应用,尤其是在光热效应的研究中,已成为热门研究话题。

3、然而当前研究主要集中在零维金纳米颗粒和一维金纳米棒上,对二维金纳米片的研究相对较少。但二维金纳米片与零维和一维金纳米材料相比,拥有更大的比表面积和更强的荧光淬灭能力,预期其光热性能和类酶活性等其他特性将更为出色。中国专利申请cn102961756a公开了一种多肽—纳米金粒子药物载体合成方法,所述的传递系统包括多肽修饰的纳米金粒子和包封于其中的药物分子模型,即将多肽分子修饰在纳米金粒子上,制备纳米金粒子药物传递系统,然而其按照常规的柠檬酸钠还原法制备出的金纳米粒子的粒径为20nm。当前研究中应用的金纳米片普遍较厚(10nm以上),未能充分利用二维材料的潜力。此外,金属原子天生倾向于形成三维紧密堆积使得合成超薄的二维金纳米片具有一定挑战。

4、综上所述,研发出一种超薄二维金纳米片及基于此的纳米递药系统迫在眉睫。


技术实现思路

1、针对现有技术的不足,本发明的目的在于提供一种基于金纳米片复合材料的药物递送载体及其制备和应用。本发明成功合成出一种超薄二维金纳米片,其分散良好且形貌均一,具有超薄特性,具有优异的光热性能,具备cat-like的活性,将其应用于药物递送载体能够显著增强其光动力治疗的效果。本发明提供的基于金纳米片复合材料的药物递送载体具有较高的包封率和载药量,是一种多功能纳米递药系统。

2、本发明的技术方案是:

3、一种基于金纳米片复合材料的药物递送载体,包括载药内核和包覆在载药内核表面的载药壳层,所述载药内核包括载药核心和环绕在所述载药核心周围的药物分子;所述载药核心为金纳米片复合材料,所述金纳米片复合材料为在超薄二维金纳米片表面附着有聚乙烯吡咯烷酮的复合材料。

4、进一步地,采用甲基橙分子模板合成超薄二维金纳米片。

5、进一步地,所述聚乙烯吡咯烷酮的重均分子量为24000-58000g/mol。

6、进一步地,所述聚乙烯吡咯烷酮的重均分子量为24000g/mol。

7、进一步地,所述载药壳层为沸石咪唑酯骨架材料zif-8。

8、进一步地,所述药物分子为盐酸阿霉素和吲哚菁绿。

9、本发明还提供了上述的基于金纳米片复合材料的药物递送载体的制备方法,包括以下步骤:

10、(1)制备超薄二维金纳米片溶液

11、将氯金酸水溶液与甲基橙溶液混合,随后在低温条件下避光静置,滴加柠檬酸钠溶液,滴加完毕后,将溶液放置于冰箱中,静置10-15小时以完成反应,反应结束后,将反应液离心,收集沉淀,然后洗涤收集的沉淀,将沉淀重新分散于水中,得到蓝灰色的超薄二维金纳米片溶液;

12、(2)制备金纳米片复合材料甲醇溶液

13、取步骤(1)所得超薄二维金纳米片溶液,离心,收集沉淀,将沉淀加入到聚乙烯吡咯烷酮甲醇溶液中,超声分散后,搅拌,反应结束后,离心,收集沉淀,将沉淀用甲醇重悬,得到金纳米片复合材料甲醇溶液;

14、(3)制备基于金纳米片复合材料的药物递送载体

15、将盐酸阿霉素甲醇溶液、吲哚菁绿甲醇溶液和步骤(2)所得金纳米片复合材料甲醇溶液混合并超声,加入2-甲基咪唑甲醇溶液混合搅拌,在搅拌条件下滴加锌盐甲醇溶液,继续搅拌,反应结束后离心,沉淀用甲醇超声重悬后,离心,收集沉淀,然后烘干,即得基于金纳米片复合材料的药物递送载体。

16、进一步地,所述步骤(1)氯金酸水溶液中氯金酸的摩尔浓度为3-5mm,甲基橙溶液中甲基橙的摩尔浓度为0.2-0.5mm,柠檬酸钠溶液中柠檬酸钠的摩尔浓度为80-120mm,氯金酸水溶液、甲基橙溶液和柠檬酸钠溶液的体积比为1:3-5:0.2-0.8,超薄二维金纳米片溶液中超薄二维金纳米片的质量浓度为400-600μg/ml。

17、进一步地,所述步骤(1)在4-10℃的条件下避光静置10-30min。

18、进一步地,所述步骤(2)聚乙烯吡咯烷酮甲醇溶液中聚乙烯吡咯烷酮的质量浓度为80-120mg/ml,超薄二维金纳米片溶液与聚乙烯吡咯烷酮甲醇溶液的体积比为1:2-5。

19、进一步地,所述步骤(3)盐酸阿霉素甲醇溶液中盐酸阿霉素的质量浓度为1-3mg/ml,吲哚菁绿甲醇溶液中吲哚菁绿的质量浓度为1-3mg/ml,2-甲基咪唑甲醇溶液中2-甲基咪唑的摩尔浓度为15-25mm,锌盐甲醇溶液中锌盐的摩尔浓度为10-15mm,盐酸阿霉素甲醇溶液、吲哚菁绿甲醇溶液、金纳米片复合材料甲醇溶液、2-甲基咪唑甲醇溶液和锌盐甲醇溶液的体积比为1:1:2-4:7-12:7-12。

20、本发明提供的基于金纳米片复合材料的药物递送载体结合了aunss的光热性能和cat-like活性、icg的光动力和光热治疗效果、dox的传统化疗效果,以及zif-8的酸响应释放机制。通过aunss催化h2o2产生的o2增强了icg在光照条件下产生活性氧的能力,提高了光动力治疗(pdt)的效果。同时,icg和aunss的光热作用可用于光热治疗(ptt),而dox作为传统的化疗药物,进一步增强了治疗效果。本发明综合了多种治疗机制的递药体系,能够实现在肿瘤特定位置的高效药物释放,在提升癌症治疗效率并显著减少副作用的同时,展现出对癌症治疗的高潜力。

21、本发明的再一目的在于提供所述的基于金纳米片复合材料的药物递送载体在制备抗肿瘤药物中的应用。

22、与现有技术相比,本发明具有以下优势:

23、(1)本发明制备的超薄二维金纳米片,分散良好且形貌均一,具有超薄特性,具有优异的光热性能,具备cat-like的活性,将其应用于药物递送载体能够显著增强其光动力治疗的效果。

24、(2)本发明提供的基于金纳米片复合材料的药物递送载体的制备方法简单,易于产业化实施。

25、(3)本发明提供的基于金纳米片复合材料的药物递送载体具有较高的包封率和载药量,在最优投料量下dox的载药量和包封率分别为33.71%和74.91%,icg的载药量和包封率分别为37.13%和82.52%,为后续验证集ptt、pdt和chemo为一体的多功能癌症治疗纳米递药系统治疗能力奠定了坚实的基础。


技术特征:

1.一种基于金纳米片复合材料的药物递送载体,其特征在于,包括载药内核和包覆在载药内核表面的载药壳层,所述载药内核包括载药核心和环绕在所述载药核心周围的药物分子;所述载药核心为金纳米片复合材料,所述金纳米片复合材料为在超薄二维金纳米片表面附着有聚乙烯吡咯烷酮的复合材料。

2.根据权利要求1所述的基于金纳米片复合材料的药物递送载体,其特征在于,采用甲基橙分子模板合成超薄二维金纳米片。

3.根据权利要求1所述的基于金纳米片复合材料的药物递送载体,其特征在于,所述聚乙烯吡咯烷酮的重均分子量为24000-58000g/mol。

4.根据权利要求1所述的基于金纳米片复合材料的药物递送载体,其特征在于,所述载药壳层为沸石咪唑酯骨架材料zif-8。

5.根据权利要求1所述的基于金纳米片复合材料的药物递送载体,其特征在于,所述药物分子为盐酸阿霉素和吲哚菁绿。

6.根据权利要求1-5任一项所述的基于金纳米片复合材料的药物递送载体的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

7.根据权利要求6所述的基于金纳米片复合材料的药物递送载体的制备方法,其特征在于,所述步骤(1)氯金酸水溶液中氯金酸的摩尔浓度为3-5mm,甲基橙溶液中甲基橙的摩尔浓度为0.2-0.5mm,柠檬酸钠溶液中柠檬酸钠的摩尔浓度为80-120mm,氯金酸水溶液、甲基橙溶液和柠檬酸钠溶液的体积比为1:3-5:0.2-0.8,所述超薄二维金纳米片溶液中超薄二维金纳米片的质量浓度为400-600μg/ml。

8.根据权利要求6所述的基于金纳米片复合材料的药物递送载体的制备方法,其特征在于,所述步骤(2)聚乙烯吡咯烷酮甲醇溶液中聚乙烯吡咯烷酮的质量浓度为80-120mg/ml,超薄二维金纳米片溶液与聚乙烯吡咯烷酮甲醇溶液的体积比为1:2-5。

9.根据权利要求6所述的基于金纳米片复合材料的药物递送载体的制备方法,其特征在于,所述步骤(3)盐酸阿霉素甲醇溶液中盐酸阿霉素的质量浓度为1-3mg/ml,吲哚菁绿甲醇溶液中吲哚菁绿的质量浓度为1-3mg/ml,2-甲基咪唑甲醇溶液中2-甲基咪唑的摩尔浓度为15-25mm,锌盐甲醇溶液中锌盐的摩尔浓度为10-15mm,盐酸阿霉素甲醇溶液、吲哚菁绿甲醇溶液、金纳米片复合材料甲醇溶液、2-甲基咪唑甲醇溶液和锌盐甲醇溶液的体积比为1:1:2-4:7-12:7-12。

10.根据权利要求1-5任一项所述的基于金纳米片复合材料的药物递送载体在制备抗肿瘤药物中的应用。


技术总结
本发明属于生物医药技术领域,具体涉及一种基于金纳米片复合材料的药物递送载体及其制备和应用。本发明提供的基于金纳米片复合材料的药物递送载体,包括载药内核和包覆在载药内核表面的载药壳层,所述载药内核包括载药核心和环绕在所述载药核心周围的药物分子;所述载药核心为金纳米片复合材料,所述金纳米片复合材料为在超薄二维金纳米片表面附着有聚乙烯吡咯烷酮的复合材料。本发明成功合成出一种超薄二维金纳米片,其分散良好且形貌均一,具有超薄特性,具有优异的光热性能,具备CAT‑like的活性,将其应用于药物递送载体能够显著增强其光动力治疗的效果。本发明提供的基于金纳米片复合材料的药物递送载体具有较高的包封率和载药量,是一种多功能纳米递药系统,具有广阔的应用前景。

技术研发人员:杨灵芝,杨惠玲,李佩茵,林海鹏,张学记
受保护的技术使用者:深圳大学
技术研发日:
技术公布日:2024/10/31
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