一种热化疗用碲化铜纳米复合药物颗粒及其构建方法
【专利摘要】本发明公开了一种热化疗用碲化铜纳米复合药物颗粒及其构建方法，其特征在于：纳米复合药物颗粒是以油酸包裹的碲化铜纳米颗粒为内核，在内核外表面包裹有一层疏水性药物；纳米复合药物颗粒的表面用两亲性分子进行修饰。本发明油酸包裹的碲化铜纳米颗粒不仅可以作为肿瘤光热治疗的材料，在较低的激光强度和较低的浓度下有效的杀死癌细胞；而且还可以作为药物的载体，从而实现了热化疗的协同治疗，可以有效提高肿瘤治疗效率；因此，碲化铜纳米颗粒在药物传送、肿瘤治疗方面有着广阔的应用前景。
【专利说明】
一种热化疗用碲化铜纳米复合药物颗粒及其构建方法
技术领域
[0001]本发明属于纳米材料制备和生物医药领域，具体涉及一种热化疗药物。
【背景技术】
[0002]癌症已经成为威胁人类健康的首要致死病因之一，在最近10年内其发病率逐年增加。传统的癌症治疗方式主要以手术、化疗和放射治疗为主，然而这些疗法通常会伴随着很强的副作用，会给患者带来极大的痛苦，特别是癌细胞恶性转移后，任何一种疗法都无法使其痊愈。光热治疗是将纳米材料所吸收的近红外光转换成热量，使得肿瘤部位局部温度升高来杀死癌细胞。与传统的癌症治疗方式相比，光热治疗是一种非侵入性癌症治疗方法，可以实现在不影响正常组织的情况下有效的杀死癌细胞，大大降低了机体的毒副作用。虽然近红外光穿透能力很强，但是随着肿瘤组织深度的增加，近红外光会发生光散射而导致产生的能量不足以杀死癌细胞。因此，单一的光热疗法不能彻底根除深处的肿瘤组织。近年来，科研人员将具有良好光热效果的纳米材料和化疗药物结合起来，实现了热化疗协同治疗肿瘤。光热疗法会产生大量的热量，导致肿瘤局部温度升高，会显著提高细胞膜的通透性和细胞的代谢速率，从而使得肿瘤组织对药物的摄取速率增加，从而显著提高化疗的效果。因此，热化疗协同治疗肿瘤，有着更好的疗效，是目前肿瘤研究的一个热门方向。
[0003]铜的硫属化合物制备简单、价格便宜，在近红外有着强烈的吸收，同时具有较好的生物相容性和光照稳定性，在纳米医学领域有着广泛的应用。其中，碲化铜是一种重要的P型半导体，在热电材料、太阳能电池、气敏传感器等方面都有着广泛的应用。但是碲化铜在生物方面的应用的相关报道比较少，尤其在肿瘤治疗方面的报道。碲化铜纳米颗粒水溶液具有良好的生物相容性，不仅可以作为肿瘤光热治疗的材料，能在较低的激光强度和较低的浓度下有效的杀死癌细胞;而且还可以作为药物的载体，从而实现了热化疗的协同治疗，可以有效提高肿瘤治疗效率。迄今为止，碲化铜纳米药物载体的构建及其在热化疗中的应用还没有过相关报道。因此，碲化铜纳米颗粒在药物传送、肿瘤治疗方面有着广阔的应用前景。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种热化疗用碲化铜纳米复合药物颗粒及其构建方法，以解决传统临床过程中单一治疗效果不佳的问题。
[0005]本发明为实现发明目的，采用如下技术方案:
[0006]本发明首先公开了以油酸包裹的碲化铜纳米颗粒在制备热化疗药物中的应用，SP以油酸包裹的碲化铜纳米颗粒作为热化疗药物中的药物载体，装载、转运、缓释疏水性药物。所述油酸包裹的碲化铜纳米颗粒的平均粒径为5?20nm，用808nm激光器照射1min后其溶液温度可以达到25°C?60°C，具有良好的生物相容性和较强的光热转换效率，实现了热化疗的协同治疗，显著提高了肿瘤的治疗效果。
[0007]本发明热化疗用碲化铜纳米复合药物颗粒，其特点在于:所述热化疗用碲化铜纳米复合药物颗粒是以油酸包裹的碲化铜纳米颗粒为内核，在所述内核外表面包裹有一层疏水性药物;所述纳米复合药物颗粒的表面用两亲性分子进行修饰。
[0008]所述热化疗用碲化铜纳米复合药物颗粒的构建方法是:
[0009]将油酸包裹的碲化铜纳米颗粒、疏水性药物和两亲性分子超声溶解在有机溶剂中，减压旋转蒸发以去除有机溶剂，形成薄膜;加入磷酸盐缓冲液后再次进行超声分散，即获得热化疗用碲化铜纳米复合药物颗粒。
[0010]其中:所述疏水性药物为疏水性抗癌药物;所述疏水性抗癌药物为羟基喜树碱、喜树碱、紫杉醇、多烯紫杉醇、依托泊苷、多柔比星、疏水阿霉素、顺铂中的一种。所述两亲性分子为烯丙基聚乙二醇、巯基乙酸、巯基聚乙二醇、磷脂聚乙二醇、巯基丙酸、甲氧基聚乙二醇中的一种。
[0011]在所述纳米复合药物颗粒中，所述油酸包裹的碲化铜纳米颗粒与所述疏水性药物的质量比为I?100: I;所述油酸包裹的碲化铜纳米颗粒与所述两亲性分子的质量比为1:1
?50
[0012]以疏水阿霉素(DOX)和磷脂聚乙二醇(DSPE-PEG)为例，本发明的热化疗用碲化铜纳米复合药物颗粒的结构形式如如图1所示。首先合成出了油酸保护的碲化铜纳米颗粒，通过疏水-疏水相互作用包上疏水阿霉素，再通过磷脂聚乙二醇(DSPE-PEG)进行表面修饰，使其具有良好的生物相容性，从而可以将油酸包裹的碲化铜纳米颗粒的光热特性和抗癌药物结合起来，实现了热化疗协同治疗肿瘤。
[0013]本发明的有益效果体现在:
[0014]本发明将油酸包裹的碲化铜纳米颗粒的光热特性和抗癌药物联合起来，实现了热化疗协同治疗肿瘤，克服了单一治疗效果不佳的问题，显著提高了肿瘤的治疗效果。本发明的操作简单，对环境污染小，而且以油酸包裹的碲化铜纳米颗粒作为药物载体具有良好的稳定性，所以碲化铜纳米颗粒在药物传送、肿瘤治疗方面有着广阔的应用前景。
【附图说明】
[0015]图1为本发明热化疗用碲化铜纳米复合药物颗粒的结构形式图；
[0016]图2a为油酸包裹的碲化铜纳米颗粒的透射电镜照片；图2b为磷脂聚乙二醇修饰的碲化铜纳米颗粒的透射电镜照片；
[0017]图3a是不同浓度油酸包裹的碲化铜纳米颗粒的甲苯溶液的紫外-可见吸收光谱图，图3b是不同浓度油酸包裹的碲化铜纳米颗粒的甲苯溶液在808nm吸光度的线性拟合图；
[0018]图4a是不同浓度磷脂聚乙二醇修饰的碲化铜纳米颗粒水溶液的紫外-可见吸收光谱图，图4b是不同浓度磷脂聚乙二醇修饰的碲化铜纳米颗粒水溶液在808nm吸光度的线性拟合图；
[0019]图5是不同浓度磷脂聚乙二醇修饰的碲化铜纳米颗粒水溶液的升温效果图；
[0020]图6是浓度为250yg/mL的磷脂聚乙二醇修饰的碲化铜纳米颗粒水溶液的光热稳定性效果图；
[0021]图7是浓度为250yg/mL的磷脂聚乙二醇修饰的碲化铜纳米颗粒水溶液在光照循环前后的紫外-可见吸收光谱图；
[0022]图8是磷脂聚乙二醇修饰的碲化铜纳米颗粒对人宫颈癌细胞的杀伤效果比较图；
[0023]图9是游离阿霉素、磷脂聚乙二醇修饰的碲化铜纳米颗粒、及装载阿霉素的碲化铜纳米复合药物颗粒的紫外-可见吸收光谱图；
[0024]图10是游离阿霉素及装载阿霉素的碲化铜纳米复合药物颗粒在37°C下的药物释放曲线。
[0025]图11是以MTT法表征的经过近红外激光照射不同时间后，分别加入有游离阿霉素、磷脂聚乙二醇修饰的碲化铜纳米颗粒、及装载阿霉素的碲化铜纳米复合药物颗粒的人宫颈癌细胞培养基中的细胞活性图(a为激光照射Omin;b为激光照射3min; c为激光照射5min)。
【具体实施方式】
[0026]下面通过附图及【具体实施方式】对本发明进行更深一步的说明，但不是以此来限制本发明，仅仅是为了更好的解释本发明。
[0027]实施例1制备油酸包裹的碲化铜纳米颗粒
[0028]在手套箱中，将0.256g碲粉和2mL三辛基膦溶液混合在1mL的单口烧瓶中，在磁力搅拌中升温至200 0C并保持2h，待其自然冷却至室温，获得Imo I /L的碲的三辛基膦溶液以备待用。
[0029]将Immol乙酰丙酮铜、1mL油酸和5mL正十二硫醇装入50mL三口烧瓶中，在磁力搅拌和氮气保护下，将温度升高至180°C，保持1min后得到一个澄清的红棕色溶液;随后向其中注射0.5 m L浓度为I m ο I / L的碲的三辛基膦溶液，溶液瞬间变成黑色，在此温度下反应2min，S卩获得油酸包裹的碲化铜纳米颗粒。
[0030]如图2a所示为油酸包裹的碲化铜纳米颗粒的透射电子显微镜照片，可以看出油酸包裹的碲化铜纳米颗粒的平均粒径为5?20nm。
[0031]将油酸包裹的碲化铜纳米颗粒分散在甲苯中，获得不同浓度的溶液，测试其紫外-可见吸收光谱图。图3a所示是不同浓度油酸包裹的碲化铜纳米颗粒的甲苯溶液的紫外-可见吸收光谱图，可以看出油酸包裹的碲化铜纳米颗粒在近红外区域有着一个宽吸收，并且随着浓度增大，其吸光数值也相应增加；图3b为不同浓度油酸包裹的碲化铜纳米颗粒的甲苯溶液在808 nm吸光度的线性拟合图，有着很好的线性关系，其中线性相关度为0.99928。[0032 ]实施例2磷脂聚乙二醇修饰的碲化铜纳米颗粒的制备
[0033]取含5mg油酸包裹的碲化铜纳米颗粒的甲苯溶液，然后加入含5mg磷脂聚乙二醇的氯仿溶液，超声1min使得磷脂聚乙二醇充分溶解;减压旋转蒸发以去除有机溶剂，形成一层绿色薄膜，再加入5mL磷酸盐缓冲液并超声5min，使薄膜在缓冲液中分散均匀，即获得磷脂聚乙二醇修饰的碲化铜纳米颗粒。
[0034]图2b为磷脂聚乙二醇修饰的碲化铜纳米颗粒的透射电子显微镜照片，其平均粒径为5?20nm。
[0035]将磷脂聚乙二醇修饰的碲化铜纳米颗粒分散在水中，获得不同浓度的溶液，测试其紫外-可见吸收光谱图。图4a为不同浓度磷脂聚乙二醇修饰的碲化铜纳米颗粒水溶液的紫外-可见吸收光谱图，可以看出随着浓度增大，其吸光数值也相应增加；图4b为不同浓度磷脂聚乙二醇修饰的碲化铜纳米颗粒水溶液在808nm吸光度的线性拟合图，有着很好的线性关系，其中线性相关度为0.9987。
[0036]图5为不同浓度磷脂聚乙二醇修饰的碲化铜纳米颗粒水溶液的升温效果图。具体测试方法是将不同浓度的水溶液均取3mL置于粒度池中，用808nm激光以2W的功率照射I Omin。实验表明随着水溶液浓度的增加，其升温效果也更加明显。
[0037]图6是浓度为250yg/mL的磷脂聚乙二醇修饰的碲化铜纳米颗粒水溶液的光热稳定性效果图。具体测试方法是取3mL磷脂聚乙二醇修饰的碲化铜纳米颗粒水溶液置于粒度池中，用808nm激光以2W的功率照射1min，用数显温度计记录温度变化，然后关掉激光器，让其冷却至起始温度，如此反复照射冷却循环5次。可以看出磷脂聚乙二醇修饰的碲化铜纳米颗粒水溶液有着良好的光热稳定性。
[0038]图7是浓度为250yg/mL的磷脂聚乙二醇修饰的碲化铜纳米颗粒水溶液照射冷却循环5次前后的紫外-可见吸收光谱图。从图中看出来光照后水溶液在808nm处的紫外吸收曲线只有稍微的降低，说明了磷脂聚乙二醇修饰的碲化铜纳米颗粒水溶液有着良好的光热稳定性。
[0039]图8为磷脂聚乙二醇修饰的碲化铜纳米颗粒对人宫颈癌细胞的杀伤效果比较。癌细胞用钙黄绿素染色，活细胞可以发出绿色荧光。其中a为含人宫颈癌细胞的培养基用808nm激光照射5min后的照片，可以看出所有癌细胞都发出绿色荧光，表明癌细胞依然存活;b为在含人宫颈癌细胞的培养基中加入500yg/mL磷脂聚乙二醇修饰的碲化铜纳米颗粒，然后再用808nm激光照射5min后的照片，可以看出虚线内的癌细胞没有发出绿色荧光，表明癌细胞已经死亡，证明了磷脂聚乙二醇修饰的碲化铜纳米颗粒是一种理想的光热纳米材料。
[0040 ]实施例3碲化铜纳米复合药物颗粒的制备
[0041]取含3mg油酸包裹的碲化铜纳米颗粒的甲苯溶液，加入含3mg磷脂聚乙二醇的氯仿溶液，接着再加入含0.3mg疏水阿霉素的氯仿和甲醇的混合溶液，超声15min使其完全混合；减压旋转蒸发以去除有机溶剂，形成薄膜;再加入3mL磷酸盐缓冲液，超声5min，即获得装载阿霉素的碲化铜纳米复合药物颗粒。
[0042]图9为浓度为30yg/mL的阿霉素氯仿溶液、300yg/mL磷脂聚乙二醇修饰的碲化铜纳米颗粒水溶液及浓度为300yg/mL的装载阿霉素的碲化铜纳米复合药物颗粒水溶液的紫外-可见吸收光谱图。从图中可知，游离阿霉素溶液在490nm处有一个很强的吸收峰，装载阿霉素的碲化铜纳米复合药物颗粒的紫外在490nm处有明显的提高，证明磷脂聚乙二醇修饰的碲化铜纳米颗粒上成功装载了阿霉素。
[0043]图10为游离疏水阿霉素和装载阿霉素的碲化铜纳米复合药物颗粒在37°C下的药物释放曲线。从图中可以看出，聚乙二醇修饰的碲化铜纳米颗粒对阿霉素有着更慢的释放速率，更适合缓控释放体系。
[0044]图11是以MTT法表征的经过近红外激光照射不同时间后，游离阿霉素、磷脂聚乙二醇修饰的碲化铜纳米颗粒、及装载阿霉素的碲化铜纳米复合药物颗粒所对应的人宫颈癌细胞的活性图，其中图a、b、c分别对应等量阿霉素浓度下808nm激光照射0min、3min、5min的细胞活性图。
[0045]具体测试方法是:在含人宫颈癌细胞的培养基中分别加入游离亲水阿霉素的水溶液(得到培养基A)、磷脂聚乙二醇修饰的碲化铜纳米颗粒水溶液(得到培养基B)及装载阿霉素的碲化铜纳米复合药物颗粒水溶液(得到培养基C)，并使培养基A中阿霉素质量浓度与培养基C所含纳米复合药物颗粒中阿霉素的质量浓度相同，且培养基B中碲化铜纳米颗粒的质量浓度与培养基C所含纳米复合药物颗粒中碲化铜纳米颗粒的质量浓度相同。也即保持培养基A和培养基C有等量的阿霉素浓度，以此条件下培养基C中对应的碲化铜纳米颗粒浓度来定培养基B的浓度。完成后，然后对培养基用808nm激光照射不同时间。
[0046]以阿霉素的含量5yg/mL为例，从图中可以看出，激光照射3min后，加入有磷脂聚乙二醇修饰的碲化铜纳米颗粒和游离阿霉素的培养基中人宫颈癌细胞的细胞活性分别为43.94%和25.73%，而在相同条件下，加入有纳米复合药物颗粒的培养基中人宫颈癌细胞的细胞活性为15.4 7 % ;在激光照射5 m i η的情况下，与三者相对应的细胞活性分别为30.77%,20.77%,7.12%。以上分析表明随着装载阿霉素的碲化铜纳米复合药物颗粒的浓度和激光照射时间的增加，细胞活力明显下降，有效的证明了热化疗的协同作用。
【主权项】
1.一种油酸包裹的碲化铜纳米颗粒的应用，其特征在于:用于作为热化疗药物中的药物载体。2.—种热化疗用碲化铜纳米复合药物颗粒，其特征在于:所述热化疗用碲化铜纳米复合药物颗粒是以油酸包裹的碲化铜纳米颗粒为内核，在所述内核外表面包裹有一层疏水性药物;所述热化疗用碲化铜纳米复合药物颗粒的表面用两亲性分子进行修饰。3.根据权利要求2所述的热化疗用碲化铜纳米复合药物颗粒，其特征在于:所述疏水性药物为疏水性抗癌药物。4.根据权利要求3所述的热化疗用碲化铜纳米复合药物颗粒，其特征在于:所述疏水性抗癌药物为羟基喜树碱、喜树碱、紫杉醇、多烯紫杉醇、依托泊苷、多柔比星、疏水阿霉素、顺铀中的一种。5.根据权利要求2所述的热化疗用碲化铜纳米复合药物颗粒，其特征在于:所述两亲性分子为烯丙基聚乙二醇、巯基乙酸、巯基聚乙二醇、磷脂聚乙二醇、巯基丙酸、甲氧基聚乙二醇中的一种。6.根据权利要求2所述的热化疗用碲化铜纳米复合药物颗粒，其特征在于:在所述热化疗用碲化铜纳米复合药物颗粒中，所述油酸包裹的碲化铜纳米颗粒与所述疏水性药物的质量比为I?100:1;所述油酸包裹的碲化铜纳米颗粒与所述两亲性分子的质量比为1:1?5。7.—种权利要求2?6中任意一项所述的热化疗用碲化铜纳米复合药物颗粒的构建方法，其特征在于: 将油酸包裹的碲化铜纳米颗粒、疏水性药物和两亲性分子超声溶解在有机溶剂中，减压旋转蒸发以去除有机溶剂，形成薄膜;加入磷酸盐缓冲液后再次进行超声分散，即获得热化疗用碲化铜纳米复合药物颗粒。
【文档编号】A61K31/704GK105963712SQ201610502862
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年6月29日
【发明人】查正宝, 王咸文, 陈华健
【申请人】合肥工业大学