具有光热效应的纳米介孔颗粒药物载体及其制备方法与流程

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具有光热效应的纳米介孔颗粒药物载体及其制备方法与制造工艺

本发明属于医药与纳米材料领域,尤其是涉及一种具有光热效应的纳米介孔颗粒药物载体及其制备方法。



背景技术:

目前,癌症是威胁人类生命和健康的重大疾病之一,癌症高发病率是全世界面临的重大困扰。临床上,癌症的治疗方法包括外科手术、放射治疗、药物化疗、热疗等。其中,药物化疗是癌症治疗中的常用手段,但是许多化疗药物存在着在体内运输易被降解和清除、药物选择性差、难以特异性的到达癌细胞;多数化疗药物都具有很大的毒性,容易对正常细胞造成很大毒副作用。因此,利用纳米药物载体输送抗癌药物是最有有效的途径之一。

癌症发病机理极为复杂,癌细胞普遍具有多药耐药性,单一的药物化疗方法难以得到良好的治疗效果。利用纳米技术,将药物化疗和其他的癌症治疗方法同时应用于同一肿瘤部位,实现两种或多种治疗技术的协同作用,有望获得良好的治疗效果。

热疗作为一种有效的癌症治疗方法已经被广泛接受。医学研究表明,由于肿瘤细胞是灭氧细胞,对热敏感性比正常细胞或组织强,当温度在43℃以上并持续一定时间后,肿瘤细胞就会受阻,解体,以至死亡。然而人体正常细胞或组织在体温升高的情况下,由于机体的调节作用,保证在体温升高时,甚至在达到43℃以上时,组织损伤不大,且能够修复。相关的研究结果也证实,热疗能够促进阿霉素、顺铂等抗癌药物的活性而提高药物化疗效果。其中,光热疗就是利用具有较高光热转换效率的材料(如纳米金棒,碳量子点,石墨烯,硫化铜等),将其聚集在肿瘤组织附近,并在外部光源(一般是近红外光)的照射下将光能转化为热能来杀死癌细胞的一种治疗方法。光热疗法治疗时间短,治疗效果明显且副作用小。因此,利用具有光热效应的纳米药物载体可将药物化疗和光热疗相结合,将有助于提高癌症的治疗效果,是重要的癌症协同治疗途径之一。

介孔氧化硅纳米颗粒(MSN)是一种新型的纳米多孔材料,由于其高的比表面积和孔容、均一可调的介孔孔道,可以高含量储藏抗癌药物;MSN具有无毒性,生物相容性,热、化学稳定性,能够被各种细胞摄取;MSN孔道表面丰富的Si-OH基团使得其易于各种功能基团修饰,实现药物缓控释、靶向输送等特性。石墨烯具有近红外光吸收强、光热转换效率高、导热性能好、生物毒性低等优点,氧化的石墨烯量子点(graphene quantum dots, GQDs)具有丰富的羧基、羟基、环氧基团,使得GQDs很容易修饰MSN,得到GQDs复合MSN的纳米颗粒(MSN/GQDs)。因此,MSN/GQDs纳米复合颗粒可以实现抗癌药物的高效输送协同光热作用。但是,如何设计制备MSN/GQDs纳米复合介孔颗粒载体成为获得抗癌药物高效输送协同光热治疗的关键。



技术实现要素:

本发明的目的是提供一种具有光热效应的纳米介孔颗粒药物载体及其制备方法,同时满足药物化疗和光热治疗功能。

本发明的技术方案是:以十六烷基的表面活性剂为结构导向剂和正硅酸乙酯为硅源,通过溶胶凝胶自组装过程制备得到粒径、孔径可调控的MSN纳米颗粒;经氨基功能基团修饰后,抗癌药物高含量储藏在MSN的介孔孔道;然后,通过离子间、静电或氢键作用将GQDs吸附在MSN纳米颗粒表面,得到兼具可高效输送抗癌药物和光热效应的纳米介孔颗粒药物载体。纳米药物载体的颗粒粒径为20~200纳米,包括MSN纳米颗粒和吸附在MSN纳米颗粒表面的GQDs,MSN纳米颗粒的介孔孔径为2~10纳米,介孔孔道为树枝状分布。可实现药物化疗协同光热治疗的癌症治疗。

可高效输送抗癌药物和光热效应的纳米介孔颗粒药物载体的制备方法具体步骤如下:

步骤一,将表面活性剂和助溶剂三乙醇胺完全溶解于80oC的水中,接着缓慢加入硅源并快速搅拌1~4小时,离心分离得到白色胶体颗粒,用乙醇洗涤多次后干燥,干燥后的产物煅烧除去有机模板,得到纳米介孔氧化硅颗粒,各反应物的摩尔比为:1~5表面活性剂:10~50硅源:1~10助溶剂:2000~6000水;

步骤二,将步骤一中得到的纳米介孔氧化硅颗粒和氨基硅烷偶联剂以1g/0.2ml~1g/2ml的比例加入到无水甲苯中,在隔绝空气的条件下120oC搅拌12-48小时,过滤、甲苯洗涤、无水乙醇洗涤、干燥,得到氨基修饰的纳米介孔氧化硅颗粒;

步骤三,先将盐酸阿霉素(DOX)和磷酸盐缓冲液(PBS,pH7.4)配制治疗癌症的化疗药物溶液,接着将步骤二制备得到的氨基修饰的纳米介孔氧化硅颗粒加入到上述制备的化疗药物溶液中,然后将上述混合液在避光的振荡器室温摇晃24小时后离心分离,PBS洗涤,得到储藏盐酸阿霉素药物(DOX)的纳米介孔氧化硅颗粒;

步骤四,在1毫克/毫升的氧化石墨烯量子点水溶液中加入2.8毫摩尔/升的1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDC)和N-羟基丁二酰亚胺(NHS)溶液进行活化处理1小时,其中氧化石墨烯量子点、EDC和NHS的体积比为200:65:13;将氨基修饰的纳米介孔氧化硅颗粒分散在MES溶液(吗啉乙磺酸-水合物, pH5.5),然后加入到活化过的氧化石墨烯量子点溶液中反应12~36小时,氧化石墨烯量子点和氨基修饰的纳米介孔氧化硅颗粒的质量比为1~20:10;采用高速离心收集胶体颗粒,用去离子水洗涤后冷冻干燥得到纳米介孔氧化硅颗粒复合氧化石墨烯量子点的纳米介孔颗粒药物载体,并在4℃下保存。

上述步骤一中的表面活性剂可为十六烷基三甲基对甲苯磺酸铵、十六烷基三乙基对甲苯磺酸铵、十六烷基三甲基卤化铵、十六烷基三乙基卤化铵中的任意一种;

步骤二中的氨基硅烷偶联剂为γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、N-β(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、N-β(氨乙基)-γ-氨丙基三乙氧基硅烷、氨乙基氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷、氨乙基氨乙基氨丙基三乙氧基硅烷中的任意一种。

本发明的有益效果是:

1. 抗癌药物pH响应控制释放。

本发明所提供的具有光热效应的纳米介孔颗粒药物载体介孔孔径为2~10纳米,适合化疗药物在介孔孔道中储藏;并且氧化石墨烯量子点包封介孔孔道,在pH7.4时包封效果好,储藏的抗癌药物不易泄露;而在pH4.5-6.0时,氧化石墨烯量子点可从纳米介孔颗粒脱落,使储藏的抗癌药物易于从介孔孔道中释放出来。

2. 良好的光热效应

本发明所提供的具有光热效应的纳米介孔颗粒药物载体具有良好的光热效应。该纳米介孔颗粒药物载体在808nm近红外光照射下,非常短时间内控制其升温至热疗温度范围43~50℃,还可以通过控制该纳米介孔颗粒药物载体的氧化石墨烯量子点包封量以及近红外光强度来调控纳米介孔颗粒药物载体的光热效应。

3. 能够实现药物化疗协同光热治疗的癌症治疗方法

本发明以十六烷基的表面活性剂为结构导向剂和正硅酸乙酯为硅源,通过溶胶凝胶自组装过程制备得到光热效应可调控的纳米介孔颗粒药物载体;经氨基修饰后,抗癌药物高含量储藏在介孔孔道;然后,通过离子间、静电或氢键作用将氧化石墨烯量子点复合于纳米介孔氧化硅颗粒表面,得到兼具可高效输送抗癌药物和光热效应的纳米介孔颗粒药物载体,可实现药物化疗协同光热治疗的癌症治疗方法。

下面结合附图对本发明作进一步描述。

附图说明:

图1为本发明的扫描电镜(SEM) )图;

图2为本发明的透射电镜(TEM)图;

图3为本发明制备的纳米介孔氧化硅颗粒的氮气吸附-脱附等温线及孔径分布曲线;

图4为本发明制备的纳米介孔颗粒药物载体储藏阿霉素(DOX)药物在pH7.4和pH4.5、温度为37℃和50℃条件下的DOX释放曲线;

图5为本发明的细胞毒性结果;

图6为本发明水溶液近红外光照射下的光热效应曲线;

图7为本发明药物化疗与光热疗协同效应结果。

具体实施方式:

具有光热效应的纳米介孔颗粒药物载体是以十六烷基的表面活性剂为结构导向剂和正硅酸乙酯为硅源,通过溶胶凝胶自组装过程制备得到粒径、孔径可调控的MSN纳米颗粒;经氨基功能基团修饰后,抗癌药物高含量储藏在MSN的介孔孔道;然后,通过离子间、静电或氢键作用将GQDs吸附在MSN纳米颗粒表面,得到兼具可高效输送抗癌药物和光热效应的纳米介孔颗粒药物载体。纳米药物载体的颗粒粒径为20~200纳米,包括MSN纳米颗粒和吸附在MSN纳米颗粒表面的GQDs,MSN纳米颗粒的介孔孔径为2~10纳米,介孔孔道为树枝状分布。可实现药物化疗协同光热治疗的癌症治疗。

可高效输送抗癌药物和光热效应的纳米介孔颗粒药物载体的制备方法具体步骤如下:

步骤一,将表面活性剂和助溶剂三乙醇胺完全溶解于80℃的水中,接着缓慢加入硅源并快速搅拌1~4小时,离心分离得到白色胶体颗粒,用乙醇洗涤多次后干燥,干燥后的产物煅烧除去有机模板,得到纳米介孔氧化硅颗粒,各反应物的摩尔比为:1~5表面活性剂:10~50硅源:1~10助溶剂:2000~6000水;

步骤二,将步骤一中得到的纳米介孔氧化硅颗粒和氨基硅烷偶联剂以1g/0.2ml~1g/2ml的比例加入到无水甲苯中,在隔绝空气的条件下120℃搅拌12~48小时,过滤、甲苯洗涤、无水乙醇洗涤、干燥,得到氨基修饰的纳米介孔氧化硅颗粒;

步骤三,先将盐酸阿霉素(DOX)和磷酸盐缓冲液(PBS,pH7.4)配制治疗癌症的化疗药物溶液,接着将步骤二制备得到的氨基修饰的纳米介孔氧化硅颗粒加入到上述制备的化疗药物溶液中,然后将上述混合液在避光的振荡器室温摇晃24小时后离心分离,PBS洗涤,得到储藏盐酸阿霉素药物(DOX)的纳米介孔氧化硅颗粒;

步骤四,在1毫克/毫升的氧化石墨烯量子点水溶液中加入2.8毫摩尔/升的1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDC)和N-羟基丁二酰亚胺(NHS)溶液进行活化处理1小时,其中氧化石墨烯量子点、EDC和NHS的体积比为200:65:13;将氨基修饰的纳米介孔氧化硅颗粒分散在MES溶液(吗啉乙磺酸-水合物, pH5.5),然后加入到活化过的氧化石墨烯量子点溶液中反应12-36小时,氧化石墨烯量子点和氨基修饰的纳米介孔氧化硅颗粒的质量比为1~20:10;采用高速离心收集胶体颗粒,用去离子水洗涤后冷冻干燥得到纳米介孔氧化硅颗粒复合氧化石墨烯量子点的纳米介孔颗粒药物载体,并在4℃下保存。

上述步骤一中的表面活性剂可为十六烷基三甲基对甲苯磺酸铵、十六烷基三乙基对甲苯磺酸铵、十六烷基三甲基卤化铵、十六烷基三乙基卤化铵中的任意一种;

步骤二中的氨基硅烷偶联剂为γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、N-β(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、N-β(氨乙基)-γ-氨丙基三乙氧基硅烷、氨乙基氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷、氨乙基氨乙基氨丙基三乙氧基硅烷中的任意一种。

实施例1:

本实施例所提供的纳米介孔颗粒药物载体包括纳米介孔氧化硅颗粒和吸附于纳米介孔氧化硅颗粒表面的氧化石墨烯量子点。该纳米介孔颗粒药物载体制备方法包括以下步骤:

步骤一,将0.6836克十六烷基三甲基对甲苯磺酸铵和0.4克三乙醇胺溶于60毫升去离子水中;接着在80℃的反应温度下缓慢加入 4毫升正硅酸乙酯;继续快速搅拌2小时后,离心分离得到白色胶体颗粒,用乙醇洗涤多次后在60℃下真空干燥,干燥后的白色胶体颗粒在650℃下煅烧6h去除表面活性剂,得到纳米介孔氧化硅颗粒;

步骤二,将0.5克步骤一得到的纳米介孔氧化硅颗粒分散在80毫升甲苯中并在120℃搅拌1小时,接着将0.75毫升的γ-氨丙基三乙氧基硅烷快速加入并继续在120℃搅拌24小时;采用高速离心收集白色胶体颗粒,依次用甲苯和无水乙醇洗涤白色胶体颗粒,60℃下真空干燥,得到氨基修饰的纳米介孔氧化硅颗粒;

步骤三,配制10毫升的0.5毫克/毫升的盐酸阿霉素(DOX)磷酸盐缓冲液(PBS,pH7.4)溶液。接着取20毫克步骤二制备得到的氨基修饰的纳米介孔氧化硅颗粒加入到上述制备的10毫升DOX溶液;然后,上述混合液在避光的振荡器室温摇晃24小时后离心分离,PBS洗涤,得到储藏DOX药物的纳米介孔氧化硅颗粒。

步骤四,20毫升氧化石墨烯量子点水溶液(1毫克/毫升)中分别加入2.8毫摩尔/升的650微升EDC和130微升NHS进行活化处理1小时;接着将20毫克氨基修饰的纳米介孔氧化硅颗粒分散于20毫升的MES溶液(pH5.5),然后加入到活化过的氧化石墨烯量子点溶液中反应24小时;采用高速离心收集胶体颗粒,用去离子水洗涤后冷冻干燥得到复合氧化石墨烯量子点的纳米介孔氧化硅颗粒,并在4℃下保存。

取本实施例制备的纳米介孔颗粒药物载体置于扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)下观察,结果如图1、图2所示,本实施例制备的纳米介孔颗粒药物载体呈球形颗粒,颗粒粒径为50纳米左右,粒径分布均匀,分散性好,介孔孔道为树枝状分布。

将本实施例制备的纳米介孔颗粒进行氮气吸附-脱附实验,结果如图3所示,为典型的IV型曲线,表明该纳米介孔氧化硅颗粒具有介孔特征。根据该等温曲线,计算本实施例制备的纳米介孔颗粒的BET比表面积为586m2/g,采用BJH方法计算得到纳米介孔氧化硅颗粒的平均介孔孔径为3.0纳米。

测定得到阿霉素的储藏量为60微克/1毫克纳米介孔颗粒载体。与相同实验条件下,传统药物载体对阿霉素的储存量(30微克药物/1毫克药物载体)相比,本实施例提供的纳米介孔颗粒药物载体的抗癌药物储藏量显著增加。

将得到的储藏DOX药物的纳米介孔颗粒在pH值为7.4和4.5的缓冲液中,分别在37℃和50℃下进行阿霉素药物的释放实验。释放药物浓度在NanoDrop 2000C超微量分光光度计上测定,实验测定前先测定阿霉素药物在溶液中浓度与吸光度的标准曲线。

结果如图4所示,在pH7.4时及37℃和50℃条件下,24小时内都只有7-14%的DOX释放出来;而在pH4.5时,37℃条件下24小时的释放达到49%,50℃条件下24小时释放达到70%。说明储藏阿霉素药物且复合氧化石墨烯量子点的纳米介孔氧化硅颗粒在进入细胞前较少释放抗癌药物,而进入细胞后可以获得抗癌药物的较快释放。

体外细胞毒性测定采用标准的Cell Counting Kit-8方法。乳腺癌细胞株4T1细胞株购买于上海生化细胞研究所并按提供的方法进行培养。具体实验过程如下:将实施例一制备的纳米介孔颗粒药物载体分散于DMEM培养液并配制成浓度为1毫克/毫升,当4T1细胞播种在96孔板(细胞密度5000个/孔)后,将纳米介孔颗粒药物载体悬浮液立刻加到96孔板,最终的纳米介孔颗粒药物载体浓度分别达到25,50,75,100和200微克/毫升,溶液体积为100微升。纳米介孔颗粒药物载体悬浮液与细胞共培养24小时后,每孔中加入10微升的CCK-8溶液,细胞继续培养2小时后用酶标仪(ELX800, BioTek)测定450纳米波长处的吸光度。纳米介孔颗粒药物载体悬浮液处理过的4T1细胞的活细胞与没有纳米介孔颗粒药物载体悬浮液处理的4T1细胞的活细胞相比的百分数表示为细胞毒性。结果如图5所示,本发明制备的纳米介孔颗粒药物载体在浓度达到200微克/毫升仍然没有细胞毒性。

将本发明制备的纳米介孔药物载体分散于去离子水中得到颗粒浓度为10毫克/毫升,采用红外光热成像仪测定该纳米介孔颗粒药物载体的光热效应。结果如图6所示,当设置光源强度为2.5W/cm2,近红外光波长808nm,照射距离1厘米,药物载体溶液(10毫克/毫升)体积为1毫升时,808nm近红外光照射5分钟使得溶液温度从28℃升温至49.4℃。说明实施例一制备的纳米介孔颗粒药物载体有很好的光热效应,能够在较短时间内达到光热疗的温度(热疗温度一般在43~48℃),有利于实际应用。

将本发明制备的储藏阿霉素且复合氧化石墨烯量子点的纳米介孔氧化硅颗粒分散于DMEM培养液并配成浓度100微克/毫升。当4T1细胞播种在96孔板(细胞密度5000个/孔)后,将纯阿霉素溶液、纳米介孔颗粒药物载体和储藏阿霉素的纳米介孔颗粒的悬浮液加到96孔板,溶液体积为100微升;最终纯阿霉素溶液含阿霉素6.0微克,纳米介孔颗粒药物载体悬浮液含100微克载体,储藏阿霉素的纳米介孔颗粒悬浮液中含6.0微克阿霉素和100微克纳米介孔颗粒。共同培养8小时后,细胞洗涤以除去细胞外剩余的阿霉素和纳米介孔颗粒,并重新加入100微升新鲜DMEM培养液。接着,利用红外光热成像仪的808nm近红外光(光源强度为2.5W/cm2,照射距离1厘米)照射细胞3分钟,接着继续培养细胞4小时。然后,每孔中加入10微升的CCK-8溶液,细胞继续培养2小时后用酶标仪(ELX800, BioTek)测定细胞的细胞活性。结果如图7所示,经过808nm红外光照射处理后,与储藏阿霉素的纳米介孔颗粒溶液共培养细胞的细胞活性明显低于与纯阿霉素溶液和纯纳米介孔颗粒药物载体溶液共培养细胞的细胞活性。说明实施例二制备的储藏阿霉素且复合氧化石墨烯量子点的纳米介孔氧化硅颗粒具有药物化疗和光热疗的协同作用,提高治疗效果。

实施例二:

本实施例所提供的纳米介孔颗粒药物载体制备方法包括以下步骤:

步骤一,将0.5466克十六烷基三甲基溴化铵和0.4克三乙醇胺溶于60毫升去离子水中;接着在80 oC的反应温度下缓慢加入 5毫升正硅酸乙酯;继续快速搅拌2小时后,离心分离得到白色胶体颗粒,用乙醇洗涤多次后在60oC下真空干燥,干燥后的白色胶体颗粒在650oC下煅烧6h去除表面活性剂,得到纳米介孔氧化硅颗粒;

步骤二,将0.5克步骤一得到的纳米介孔氧化硅颗粒分散在80毫升甲苯中并在120oC搅拌1小时,接着将0.75毫升的γ-氨丙基三乙氧基硅烷快速加入并继续在120oC搅拌24小时;采用高速离心收集白色胶体颗粒,依次用甲苯和无水乙醇洗涤白色胶体颗粒,60oC下真空干燥,得到氨基修饰的纳米介孔氧化硅颗粒;

步骤三,配制10毫升的0.5毫克/毫升的盐酸阿霉素(DOX)磷酸盐缓冲液(PBS,pH7.4)溶液。接着取20毫克步骤二制备得到的氨基修饰的纳米介孔氧化硅颗粒加入到上述制备的10毫升DOX溶液;然后,上述混合液在避光的振荡器室温摇晃24小时后离心分离,PBS洗涤,得到储藏DOX药物的纳米介孔氧化硅颗粒。

步骤四,20毫升氧化石墨烯量子点水溶液(1毫克/毫升)中分别加入2.8毫摩尔/升的650微升EDC和130微升NHS进行活化处理1小时;接着将20毫克氨基修饰的纳米介孔氧化硅颗粒分散于20毫升的MES溶液(pH5.5),然后加入到活化过的氧化石墨烯量子点溶液中反应24小时;采用高速离心收集胶体颗粒,用去离子水洗涤后冷冻干燥得到复合氧化石墨烯量子点的纳米介孔氧化硅颗粒,并在4℃下保存。

本实施例制备的纳米介孔颗粒药物载体呈球形颗粒,颗粒粒径为100纳米左右,粒径分布均匀,分散性好,介孔孔道为树枝状分布;纳米介孔颗粒的BET比表面积为649m2/g,采用BJH方法计算得到纳米介孔氧化硅颗粒的平均介孔孔径为2.8纳米;测定得到阿霉素的储藏量为48微克/1毫克纳米介孔颗粒载体。

体外释放实验结果显示储藏阿霉素药物且复合氧化石墨烯量子点的纳米介孔氧化硅颗粒具有pH控释行为,即在pH7.4时及37oC和50oC条件下,24小时内都只有4-9%的DOX释放出来;而在pH4.5时,37oC条件下24小时的释放达到44%,50oC条件下24小时释放达到64%。

光热效应实验结果显示:当设置光源强度为2.5W/cm2,近红外光波长808nm,照射距离1厘米,药物载体溶液(10毫克/毫升)体积为1毫升时,808nm近红外光照射5分钟使得溶液温度从28oC升温至48.8oC。

实施例三:

本实施例所提供的纳米介孔颗粒药物载体制备方法包括以下步骤:

步骤一,将0.6836克十六烷基三甲基对甲苯磺酸铵和0.4克三乙醇胺溶于60毫升去离子水中;接着在80 oC的反应温度下缓慢加入 4毫升正硅酸乙酯;继续快速搅拌2小时后,离心分离得到白色胶体颗粒,用乙醇洗涤多次后在60oC下真空干燥,干燥后的白色胶体颗粒在650oC下煅烧6h去除表面活性剂,得到纳米介孔氧化硅颗粒;

步骤二,将0.5克步骤一得到的纳米介孔氧化硅颗粒分散在80毫升甲苯中并在120oC搅拌1小时,接着将0.5毫升的N-β(氨乙基)-γ-氨丙基三乙氧基硅烷快速加入并继续在120oC搅拌24小时;采用高速离心收集白色胶体颗粒,依次用甲苯和无水乙醇洗涤白色胶体颗粒,60oC下真空干燥,得到氨基修饰的纳米介孔氧化硅颗粒;

步骤三,配制10毫升的0.5毫克/毫升的盐酸阿霉素(DOX)磷酸盐缓冲液(PBS,pH7.4)溶液。接着取20毫克步骤二制备得到的氨基修饰的纳米介孔氧化硅颗粒加入到上述制备的10毫升DOX溶液;然后,上述混合液在避光的振荡器室温摇晃24小时后离心分离,PBS洗涤,得到储藏DOX药物的纳米介孔氧化硅颗粒。

步骤四,20毫升氧化石墨烯量子点水溶液(1毫克/毫升)中分别加入2.8毫摩尔/升的650微升EDC和130微升NHS进行活化处理1小时;接着将20毫克氨基修饰的纳米介孔氧化硅颗粒分散于20毫升的MES溶液(pH5.5),然后加入到活化过的氧化石墨烯量子点溶液中反应24小时;采用高速离心收集胶体颗粒,用去离子水洗涤后冷冻干燥得到复合氧化石墨烯量子点的纳米介孔氧化硅颗粒,并在4℃下保存。

本实施例制备的纳米介孔颗粒药物载体呈球形颗粒,颗粒粒径为50纳米左右,粒径分布均匀,分散性好,介孔孔道为树枝状分布;纳米介孔颗粒的BET比表面积为586m2/g,采用BJH方法计算得到纳米介孔氧化硅颗粒的平均介孔孔径为3.0纳米;测定得到阿霉素的储藏量为53微克/1毫克纳米介孔颗粒载体。

体外释放实验结果显示储藏阿霉素药物且复合氧化石墨烯量子点的纳米介孔氧化硅颗粒具有pH控释行为,即在pH7.4时及37℃和50oC条件下,24小时内都只有3~10%的DOX释放出来;而在pH4.5时,37℃条件下24小时的释放达到44%,50℃条件下24小时释放达到53%。

光热效应实验结果显示:当设置光源强度为2.5W/cm2,近红外光波长808nm,照射距离1厘米,药物载体溶液(10毫克/毫升)体积为1毫升时,808nm近红外光照射5分钟使得溶液温度从28℃升温至55.6℃。

实施例四:

本实施例所提供的纳米介孔颗粒药物载体制备方法包括以下步骤:

步骤一,将0.6836克十六烷基三甲基对甲苯磺酸铵和0.4克三乙醇胺溶于60毫升去离子水中;接着在80 oC的反应温度下缓慢加入 4毫升正硅酸乙酯;继续快速搅拌2小时后,离心分离得到白色胶体颗粒,用乙醇洗涤多次后在60℃下真空干燥,干燥后的白色胶体颗粒在650℃下煅烧6h去除表面活性剂,得到纳米介孔氧化硅颗粒;

步骤二,将0.5克步骤一得到的纳米介孔氧化硅颗粒分散在80毫升甲苯中并在120℃搅拌1小时,接着将1.5毫升的γ-氨丙基三乙氧基硅烷快速加入并继续在120℃搅拌24小时;采用高速离心收集白色胶体颗粒,依次用甲苯和无水乙醇洗涤白色胶体颗粒,60℃下真空干燥,得到氨基修饰的纳米介孔氧化硅颗粒;

步骤三,配制10毫升的0.5毫克/毫升的盐酸阿霉素(DOX)磷酸盐缓冲液(PBS,pH7.4)溶液。接着取20毫克步骤二制备得到的氨基修饰的纳米介孔氧化硅颗粒加入到上述制备的10毫升DOX溶液;然后,上述混合液在避光的振荡器室温摇晃24小时后离心分离,PBS洗涤,得到储藏DOX药物的纳米介孔氧化硅颗粒。

步骤四,30毫升氧化石墨烯量子点水溶液(1毫克/毫升)中分别加入4.2毫摩尔/升的650微升EDC和130微升NHS进行活化处理1小时;接着将20毫克氨基修饰的纳米介孔氧化硅颗粒分散于20毫升的MES溶液(pH5.5),然后加入到活化过的氧化石墨烯量子点溶液中反应24小时;采用高速离心收集胶体颗粒,用去离子水洗涤后冷冻干燥得到复合氧化石墨烯量子点的纳米介孔氧化硅颗粒,并在4℃下保存。

本实施例制备的纳米介孔颗粒药物载体呈球形颗粒,颗粒粒径为50纳米左右,粒径分布均匀,分散性好,介孔孔道为树枝状分布;纳米介孔颗粒的BET比表面积为586m2/g,采用BJH方法计算得到纳米介孔氧化硅颗粒的平均介孔孔径为3.0纳米;测定得到阿霉素的储藏量为60微克/1毫克纳米介孔颗粒载体。

体外释放实验结果显示储藏阿霉素药物且复合氧化石墨烯量子点的纳米介孔氧化硅颗粒具有pH控释行为,即在pH7.4时及37℃和50℃条件下,24小时内都只有4~11%的DOX释放出来;而在pH4.5时,37℃条件下24小时的释放达到38%,50℃条件下24小时释放达到49%。

光热效应实验结果显示:当设置光源强度为2.5W/cm2,近红外光波长808nm,照射距离1厘米,药物载体溶液(10毫克/毫升)体积为1毫升时,808nm近红外光照射5分钟使得溶液温度从28℃升温至58.8℃。

本发明所涉及的具有光热效应的纳米介孔颗粒药物载体及其制备方法并不仅仅限定于上述实施例的内容。以上内容仅为本发明构思下的基本说明,而依据本发明的技术方案所作的任何等效变换,均属于本发明的保护范围。

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