一种pH响应的二元超分子纳米粒子及其制备方法和应用
【专利说明】
【技术领域】
[0001]本发明属于纳米超分子材料技术领域，特别是一种pH响应的二元超分子纳米粒子及其制备方法和应用。
【【背景技术】】
[0002]超分子纳米粒子在生物体内及化学、生物、材料科学等领域都有非常重要并且举足轻重的意义，参见:I)X.Zhang, S.Rehm, Μ.M.Safont-Sempere and F.ffilrthner, Nat.Chem., 2009, I, 623 - 629 ；2) A.Mueller and D.F.0’ Brien, Chem.Rev., 2002, 102, 727 -757 ；3)D.M.Vriezema, M.C.Aragones, J.A.A.ff.Elemans, J.J.L.M.Cornelissen, A.E.Rowanand R.J.M.Nolte, Chem.Rev.，2005，105，1445 - 1489。刺激响应纳米粒子的药物 / 基因传递体系由于可以将负载药物在特定位点靶向的进行释放而成为其中的一个研宄热点，因为这不但可以提高负载药物的药效，而且可以降低其毒副作用。
[0003]通过超分子化学手段可以简便有效的得到具有刺激响应性质的超分子纳米粒子，参见:1)X.Zhang and C.Wang, Chem.Soc.Rev., 2011, 40, 94 - 101 ；2)Xiao-Fang Hou, YongChen, and Yu Liu.Soft Matter, 2015，11，2488-2493。目前报道的刺激响应超分子纳米粒子大多数是以杯芳烃、葫芦脲、柱芳烃等为主体通过非共价作用与客体作用所形成的，但是利用阴离子型环糊精作为主体创建超分子纳米粒子的体系还很少，参见:1)Y1-XuanWang, Ying-Ming Zhang, and Yu Liu, J.Am.Chem.Soc., 2015, 137, 4543 - 4549 ；2) Y.Liu, K.Liu, Z.Wang and X.Zhang, Chem.- Eur.J., 2011, 17, 9930 - 9935 ；3)Y.Cao, X.Hu, Y.Li, X.Zou, S.X1ng, C.Lin, Y.Shen and L.Wang, J.Am.Chem.Soc.，2014，136，10762 - 10769。环糊精是由D- (+)-吡喃葡萄糖采取椅式构象通过1-4糖苷键联接而成，故其具有独特的优秀的生物相容性。优秀的生物相容性赋予纳米粒子在载药领域的广阔前景。因此，设计基于环糊精的超分子纳米粒子体系具有重大意义和广阔应用前景。
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【发明内容】
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[0004]本发明的目的是针对上述技术分析和存在问题，提供一种pH响应的二元超分子纳米粒子及其制备方法和应用，该超分子纳米粒子为基于磺化环糊精和壳聚糖二元超分子组装的pH调控纳米粒子，具有良好的生物相容性、稳定性和对酸碱性响应性，并可以被细胞吸收，在包结药物、对药物可控释放等方面的潜在应用价值。
[0005]本发明的技术方案:
[0006]一种pH响应的二元超分子纳米粒子，其构筑单元以磺化环糊精(SCD)为主体，以壳聚糖(CS)为客体，通过主-客体电荷相互作用构筑超分子组装体，其中壳聚糖为脱乙酰化程度95%的壳聚糖。
[0007]一种所述pH响应的二元超分子纳米粒子的制备方法，步骤如下:
[0008]I)将磺化环糊精溶于水中，浓度为ImM/mL，然后用lmol/L的NaOH溶液调节pH至5.3，得到磺化环糊精母液；
[0009]2)将壳聚糖溶于浓度为1^%的稀醋酸溶液中，壳聚糖与稀醋酸溶液的用量比为5mg:lmL，再加入水定容至壳聚糖与稀醋酸溶液的用量比为Img:lmL，然后用lmol/L的NaOH溶液调节pH至5.3，得到壳聚糖母液；
[0010]3)将lmol/L的NaOH溶液加入水中至水的pH为5.3 ;
[0011 ] 4)将磺化环糊精母液与壳聚糖母液混合，加入pH值为5.3的水定容至磺化环糊精的浓度为35mmol/mL，壳聚糖浓度为0.01mg/mL,得到pH值为5.3的pH响应的二元超分子纳米粒子溶液。
[0012]制备的pH响应的二元超分子纳米粒子溶液对pH具有响应性，当溶液pH为碱性时，纳米粒子实现解聚；当溶液pH为酸性时，纳米粒子重新形成，此过程具有良好的往复性。
[0013]一种所述pH响应的二元超分子纳米粒子的应用，用于负载模型分子8-羟基芘-1，3，6-三磺酸三钠盐(HPTS)并实现可控释放，负载方法是:将8-羟基芘-1，3，6-三磺酸三钠盐(HPTS)滴加到含有磺化环糊精(SCD)和壳聚糖(CS)的二元超分子纳米粒子溶液中，溶液中8-羟基芘-1，3，6-三磺酸三钠盐、磺化环糊精和鱼精蛋白的浓度分别为0.0lmM,35mmol/mL和0.01mg/mL，然后将溶液用截留分子量为3500透析袋透析纯化即可。
[0014]本发明的优点是:该二元超分子纳米粒子基于磺化环糊精和壳聚糖二元超分子组装构筑，制备方法简便，主、客体原料用量少；制备的超分子纳米粒子生物相容且具有很好的稳定性，对PH具有良好的响应性，可负载模型分子HPTS，为将该纳米粒子应用在负载特定药物用于治疗疾病创造有利的条件。
【【附图说明】】
[0015]图1为壳聚糖(CS)浓度为0.01mg/mL时，主体磺化环糊精(SCD)的临界聚集浓度图。
[0016]图2为磺化环糊精(S⑶)浓度为0.035mmol/mL时，客体壳聚糖(CS)的临界聚集浓度图。
[0017]图3为该二元超分子纳米粒子的动态光散射图。
[0018]图4为该二元超分子纳米粒子的高分辨透射电子显微镜图。
[0019]图5为该二元超分子纳米粒子的扫描电子显微镜图。
[0020]图6为该二元超分子纳米粒子的ZETA电位图。
[0021]图7为该二元超分子纳米粒子400nm波长处透射率随时间变化的曲线图。
[0022]图8为该二元超分子纳米粒子400nm波长处透射率随温度变化的曲线图。
[0023]图9为该二元超分子纳米粒子400nm波长处透光率随体系pH变化的曲线图。
[0024]图10为该二元超分子纳米粒子400nm波长处透光率随往复调节溶液酸碱性即pH值变化的曲线图。
[0025]图11为该二元超分子纳米粒子在条件体系pH为10.4即碱性时其纳米粒子解聚的高分辨透射电子显微镜图。
[0026]图12为该二元超分子纳米粒子负载模型分子HPTS稳定性荧光图。
[0027]图13为该二元超分子纳米粒子制备及对pH响应性示意图。【【具体实施方式】】
[0028]实施例:
[0029]—种pH响应的二元超分子纳米粒子，其构筑单元以磺化环糊精(SCD)为主体，以壳聚糖(CS)为客体，通过主-客体电荷相互作用构筑超分子组装体，其中壳聚糖为脱乙酰化程度95%的壳聚糖；其制备方法，步骤如下:
[0030]I)将磺化环糊精溶于水中，浓度为ImM/mL，然后用lmol/L的NaOH溶液调节pH至5.3，得到磺化环糊精母液；
[0031]2)将壳聚糖溶于浓度为1^%的稀醋酸溶液中，壳聚糖与稀醋酸溶液的用量比为5mg:lmL，再加入水定容至壳聚糖与稀醋酸溶液的用量比为Img:lmL，然后用lmol/L的NaOH溶液调节pH至5.3，得到壳聚糖母液；
[0032]3)将lmol/L的NaOH溶液加入水中至水的p