专利名称：模板法制备单分散性疏水药物纳米颗粒的方法
技术领域：
本发明涉及一种纳米材料的制备方法，具体涉及一种模板法制备单分散性疏水药物纳米颗粒的方法。所制备的纳米药物具有高的载药量和良好的生物学性能。
背景技术：
癌症是当今社会危害人类健康的三大杀手之一，化疗是主要的治疗手段。理想的药物治疗应该是只对宿主的特定靶细胞发挥作用，而对正常细胞不产生毒副作用。但目前的抗癌药物大多存在水溶性差、对肿瘤组织的选择性差、疗效低、毒性大的缺点。为了增加抗癌效果并减小毒副作用，全球许多科学家都竞相研发最新型的纳米药物载体材料和技术，包括初期的癌症诊断、准确的肿瘤定位、向病灶部位准确输送抗癌药物、药物发挥疗效的实时体内监测等，以便从根本上改变目前癌症诊断、治疗和预防的状况。近年来，随着生物技术的不断发展，各种新型的药物载体层出不穷，其制备工艺逐步完善，作用机制进一步阐明，剂型逐步改善，毒性和免疫原性大幅降低，特别是大量实验数据证明大多数的药物载体可以提高药物治疗指数、降低药物毒性、减小药物副作用、减小剂量。尽管药物载体发展迅速，且具备了许多优点和特点，其临床应用并不像预期的那样广泛。主要原因在于载体的引入极大的降低了载药量，载体的存在给机体增加了额外的代谢负担，载体的合成成本高且耗时，多组分药物或成像造影剂很难同时且定量成比例的进入同一剂型。另外，载体基药物在体液环境中的分布和稳定存在也面临着极大的挑战。随着癌症诊断和治疗业的发展，制备高载药量、尺寸均一的多组分协同体系成为必要。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种模板法制备单分散性疏水药物纳米颗粒的方法；该方法以多孔阳极氧化铝模板(以后简称ΑΑ0模板)为硬模板，辅助生长各种疏水抗癌药物和造影剂的单组分或多组分纳米药物，改变制备条件可以得到形貌和尺寸均匀的纳米颗粒、纳米棒、纳米管，所制备的纳米药物具有优异的抗癌活性。为解决上述技术问题，本发明一种模板法制备单分散性疏水药物纳米颗粒的方法，包括如下步骤采用阳极氧化法制备AAO模板，并对其进行表面改性，改变表面的亲溶剂性质；把改性模板放置到抗癌药物溶液中，在常压或减压条件下辅助制备纳米药物；用酸或碱溶解除去模板，得到单分散且形貌可控的药物纳米结构；清洗后得到纯的单分散纳米药物。具体步骤如下I)制备AAO模板；2)纳米颗粒的制备将疏水药物或成像造影剂加入到有机溶剂中，配制成浓度为I毫摩尔/升溶液至饱和溶液，得到药物溶液；将AAO表面改性后浸泡在药物溶液中> 5分钟，取出硬模板晾干，重复浸泡和晾干步骤> 10次；
3)去除模板用O. l-10mol/L的Na0H、5wt%_50wt%的H3PO4或磷酸+铬酸混合酸溶解去除模板；4)收获纳米颗粒用水清洗去模板后的溶液体系，除去反应副产物，得到单分散的纳米药物或纳米成像造影剂。优选地，步骤I)中，制备AAO模板的条件如下取纯度> 99. 999%的铝片并对其进行预处理，电解液为3wt%-20wt%的硫酸、磷酸或草酸溶液；加入适量乙醇调控模板的制备过程；氧化电压20-200V，氧化温度0-32°C，氧化时间为O. 5-12小时。优选地，所述预处理包括退火、去油溃、抛光和清洗步骤。优选地，步骤2)中，所述有机溶剂选自下列物质中的一种或几种乙醇、丙酮、异丙醇、四氢呋喃、二氯甲烷、三氯甲烷、N，N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜。选择有机溶剂时，应当是所选药物分子的良溶剂；也即药物分子在有机溶剂中溶解度高。优选地，步骤2 )中，所述AAO表面改性是指将AAO置于在下列物质中的一种或多种中进行超声处理8-12分钟水、乙醇、丙酮、异丙醇、四氢呋喃、二氯甲烷、三氯甲烷、N，N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜中，且表面改性最后选择的溶剂与药物溶液中的有机溶剂相同。优选地，步骤4)中，除去反应副产物的方法是通过高速离心后弃去上层清液；所述高速离心的转速为4000-24800转/分钟。本发明的有益效果是I)实验条件温和，操作简单，不需要使用大量的毒性溶剂和添加剂，不需要复杂的合成和制备过程；2)制备时间短，效率高；
3)形貌和尺寸均匀可调且易于控制(其中纳米颗粒的粒径为10_200nm，纳米棒直径10-200nm，长度500nm_100 μ m)，适合产业化生产；4)载药量大于90%;5)该方法应用面广，适用于多种疏水药物和成像造影剂。综上所述，本发明是一种操作简单、成本低、产率高、纳米药物组分和比例可调、形貌可控、尺寸小、粒径分布窄、对环境无污染的纳米药物制备方法，为新一代高载药量的抗癌药物制剂的研制及应用研究提供物质基础与技术保障，可用于癌症诊断和治疗领域，具有广泛的应用前景。
本发明所包含的附图用于提供对本发明的进一步理解。图1 :空白AAO模板的扫描电子显微镜(SEM)图片(a.正面图，b.侧面图)；图2 =AAO模板法制备的几种疏水抗癌药物和成像造影剂的SEM图片(a.吉非替尼(GET)，b.羟基喜树碱(HCPT)，c.紫杉醇(PTX)，d.疏水性红光染料(DCJTB));图3 =AAO模板法制备吉非替尼纳米药物形貌调控过程的SHM图片(a.纳米颗粒，b, c.纳米颗粒和纳米棒的混合体系，d.纳米棒)；图4 :未采用模板法制备的药物纳米结构的微观形貌。
具体实施方式
为了更好的理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。实施例1 :模板法制备单分散性吉非替尼纳米颗粒的方法，它包括如下步骤I)制备AAO模板用高纯铝片(99. 999wt%)作为原料，丙酮溶液中超声lOmin，除去表面污染物；然后在IOV电压下，高氯酸/乙醇(1:4，V/V)溶液中电解30min，进行电化学抛光，清除表面的氧化物，得到光亮的铝片；再以铝片为阳极，钼片为阴极，在180V电压下，5%H3P04+C2H50H (1:3，V/V)为电解液，15° C电解7小时；再用CuCl2溶液除去Al基底；10%H3P04溶液除掉阻挡层，得到两端开口的模板；2)药物纳米颗粒的制备选择疏水抗癌药物吉非替尼(GET)，在N，N-二甲基甲酰胺(DMF)中配制成30mM/L的药物溶液，对AAO模板做表面处理，表面处理的方法是依次在水-乙醇-丙酮-四氢呋喃-DMF中超声lOmin，处理后的AAO模板在药物溶液中浸泡5分钟，然后晾干，重复该操作10次，得到处理后AAO模板；3)去除模板用2-5mL的1M/L的NaOH溶液溶解步骤2)得到的处理后AAO模板2小时，彻底除去AAO模板；4)纯化纳米颗粒用去离子水清洗去除模板后的混合溶液体系,高速离心后弃去上层清液，重复水洗5次得到纯的单分散药物纳米颗粒。经检测，所得到的单分散吉非替尼纳米颗粒的粒径为30-35纳米；载药量为90%。
实施例2 模板法制备单分散性10-羟基喜树碱纳米颗粒的方法，它包括如下步骤I)制备AAO模板用高纯铝片(99. 999wt%)作为原料，丙酮溶液中超声lOmin，除去表面污染物；然后在IOV电压下，高氯酸/乙醇(1:4，V/V)溶液中电解30min，进行电化学抛光，清除表面的氧化物，得到光亮的铝片；再以铝片为阳极，钼片为阴极，在180V电压下，5%H3P04+C2H50H (1:3，V/V)为电解液，15° C电解7小时；再用CuCl2溶液除去Al基底；10%H3P04溶液除掉阻挡层，得到两端开口的模板；2)药物纳米颗粒的制备选择疏水抗癌药物10-羟基喜树碱(HCPT)，在N，N_ 二甲基甲酰胺(DMF)中配制成40mM/L的HCPT溶液，对AAO模板做表面处理，表面处理的方法是依次在水-乙醇-丙酮-四氢呋喃-DMF中超声lOmin，处理后的AAO模板在药物溶液中浸泡7分钟，然后晾干，重复该操作15次，得到处理后AAO模板；3 )去除模板2_5mL的IOwt%的H3PO4溶解步骤2 )得到的处理后的AAO模板4小时，彻底除去AAO模板；4)纯化纳米颗粒用去离子水清洗去除模板后的混合溶液体系,高速离心后弃去上层清液，重复水洗5次得到纯的单分散药物纳米颗粒。经检测，所得到的单分散吉非替尼纳米颗粒的粒径为85-100纳米；载药量为93%。实施例3 模板法制备单分散性紫杉醇(PTX)纳米颗粒的方法，它包括如下步骤I)制备AAO模板用高纯铝片(99. 999wt%)作为原料，丙酮溶液中超声lOmin，除去表面污染物；然后在IOV电压下，高氯酸/乙醇(1:4，V/V)溶液中电解30min，进行电化学抛光，清除表面的氧化物，得到光亮的铝片；再以铝片为阳极，钼片为阴极，在180V电压下，5%H3P04+C2H50H (1:3，V/V)为电解液，15° C电解7小时；再用CuCl2溶液除去Al基底；10%H3P04溶液除掉阻挡层，得到两端开口的模板；2)药物纳米颗粒的制备选择疏水抗癌药物紫杉醇(PTX)，在乙醇中配制成30mM/L的PTX溶液，对AAO模板做表面处理，表面处理的方法是依次在水-乙醇-丙酮-四氢呋喃-乙醇中超声lOmin，处理后的AAO模板在药物溶液中浸泡9分钟，然后晾干，重复该操作15次，得到处理后AAO模板；3)分离模板把生长有PTX纳米颗粒的模板在2mL去离子水中超声30min，使模板与PTX纳米颗粒分离；4)纯化纳米颗粒从纳米颗粒溶液中移去模板，低速离心彻底分离残留模板，收集上层清液即得到纯的单分散药物纳米颗粒。经检测，所得到的单分散吉非替尼纳米颗粒的粒径为90-120纳米；载药量为93%。实施例4
模板法制备单分散性疏水红光染料DCJTB纳米颗粒的方法，它包括如下步骤I)制备AAO模板用高纯铝片(99. 999wt%)作为原料，丙酮溶液中超声lOmin，除去表面污染物；然后在IOV电压下，高氯酸/乙醇(1:4，V/V)溶液中电解30min，进行电化学抛光，清除表面的氧化物，得到光亮的铝片；再以铝片为阳极，钼片为阴极，在180V电压下，5%H3P04+C2H50H (1:3，V/V)为电解液，15° C电解7小时；再用CuCl2溶液除去Al基底；10%H3P04溶液除掉阻挡层，得到两端开口的模板；2) DCJTB纳米颗粒的制备选择疏水红光染料DCJTB，在乙醇中配制成饱和DCJTB溶液，对AAO模板做表面处理,表面处理的方法是依次在水-乙醇-丙酮-四氢呋喃-乙醇中超声lOmin，处理后的AAO模板在DCJTB溶液中浸泡10分钟，然后晾干，重复该操作10次，得到处理后AAO模板；3 )去除模板用NaOH (1M/L) 2 — 5mL溶解2小时彻底除去AAO模板；4)纯化纳米颗粒用去离子水清洗去除模板后的混合溶液体系，高速离心后弃去上层清液，重复水洗5次得到纯的单分散的纳米颗粒。经检测，所得到的单分散吉非替尼纳米颗粒的粒径为50-60纳米；载药量为91%。实施例5 模板法制备单分散性GET+HCPT双药协同纳米颗粒的方法，它包括如下步骤I)制备AAO模板用高纯铝片(99. 999wt%)作为原料，丙酮溶液中超声lOmin，除去表面污染物；然后在IOV电压下，高氯酸/乙醇(1:4，V/V)溶液中电解30min，进行电化学抛光，清除表面的氧化物，得到光亮的铝片；再以铝片为阳极，钼片为阴极，在180V电压下，5%H3P04+C2H50H (1:3，V/V)为电解液，15° C电解7小时；再用CuCl2溶液除去Al基底；10%H3P04溶液除掉阻挡层，得到两端开口的模板；2)双药协同纳米颗粒的制备选择疏水抗癌药物GET和HCPT，在N，N_ 二甲基甲酰胺(DMF)中配制成40mM/L的GET和HCPT溶液(摩尔比1:1 )，对AAO模板做表面处理，表面处理的方法是依次在水-乙醇-丙酮-四氢呋喃-DMF中超声lOmin，处理后的AAO模板在药物溶液中浸泡6分钟，然后晾干，重复该操作15次，得到处理后AAO模板；3)去除模板用H3P04 (10%) 2 — 5mL溶解4小时彻底除去AAO模板；4)纯化纳米颗粒用去离子水清洗去除模板后的混合溶液体系,高速离心后弃去上层清液，重复水洗5次得到纯的单分散药物纳米颗粒。经检测，所得到的单分散吉非替尼纳米颗粒的粒径为150-190纳米；载药量为90%。实施例6 模板法制备定量和比例可调GET+HCPT双药协同纳米颗粒的方法，它包括如下步骤I)制备AAO模板用高纯铝片(99. 999wt%)作为原料，丙酮溶液中超声lOmin，除去表面污染物；然后在IOV电压下，高氯酸/乙醇(1:4，V/V)溶液中电解30min，进行电化学抛光，清除表面的氧化物，得到光亮的铝片；再以铝片为阳极，钼片为阴极，在180V电压下，5%H3P04+C2H50H (1:3，V/V)为电解液，15° C电解7小时；再用CuCl2溶液除去Al基底；10%H3P04溶液除掉阻挡层，得到两端开口的模板；2)定量和比例可调双药协同纳米颗粒的制备选择疏水抗癌药物GET和HCPT，在N，N-二甲基甲酰胺(DMF)中配制成40mM/L的GET和HCPT溶液(摩尔比分别为4:1，2:1，1:1,1:2, 1:4),对AAO模板做表面处理,表面处理的方法是依次在水-乙醇-丙酮-四氢呋喃-DMF中超声IOmin,处理后的AAO模板在药物溶液中浸泡8分钟,然后晾干,重复该操作15次，得到处理后AAO模板；3)去除模板用H3P04 (10%) 2_5mL溶解4小时彻底除去AAO模板；4)纯化 纳米颗粒用去离子水清洗去除模板后的混合溶液体系,高速离心后弃去上层清液，重复水洗5次得到纯的单分散双药协同纳米颗粒。实施例7 模板法调控吉非替尼纳米结构的方法，它包括如下步骤重复实例1，其不同之处仅在于步骤2)中；选择疏水抗癌药物吉非替尼(GET)，在N，N-二甲基甲酰胺(DMF)中配制成30mM/L的GET溶液，处理后的AAO模板在药物溶液中浸泡一晾干，每次浸泡5min，浸泡10次，最终得到单分散的纳米颗粒；30mM/L的GET溶液中每次浸泡5min，浸泡30次，最终得到纳米颗粒和纳米棒的混合体系；60mM/L的GET溶液中每次浸泡30min，浸泡30次，最终得到单分散的纳米棒体系。通过上述参数的变化，可以得到不同粒径尺寸的吉非替尼纳米颗粒。显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。
权利要求
1.一种模板法制备单分散性疏水药物纳米颗粒的方法，其特征在于，包括如下步骤 采用阳极氧化法制备AAO模板，并对其进行表面改性，改变表面的亲溶剂性质；把改性模板放置到抗癌药物溶液中，在常压或减压条件下辅助制备纳米药物；用酸或碱溶解除去模板，得到单分散且形貌可控的药物纳米结构；清洗后得到纯的单分散纳米药物。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，具体步骤如下 1)制备AAO模板； 2)纳米颗粒的制备将疏水药物或成像造影剂加入到有机溶剂中，配制成浓度为I毫摩尔/升溶液至饱和溶液，得到药物溶液；将AAO表面改性后浸泡在药物溶液中> 5分钟，取出硬模板晾干，重复浸泡和晾干步骤> 10次； 3)去除模板用O.l-10mol/L的Na0H、5wt%-50wt%的H3PO4或磷酸+铬酸混合酸溶解去除模板； 4)收获纳米颗粒用水清洗去模板后的溶液体系，除去反应副产物，得到单分散的纳米药物或纳米成像造影剂。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于优选地，步骤I)中，制备AAO模板的条件如下取纯度> 99. 999%的铝片并对其进行预处理，电解液为3wt%-20wt%的硫酸、磷酸或草酸溶液；加入适量乙醇调控模板的制备过程；氧化电压20-200V，氧化温度0-32°C，氧化时间为O. 5-12小时。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于优选地，所述预处理包括退火、去油溃、抛光和清洗步骤。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于优选地，步骤2)中，所述有机溶剂选自下列物质中的一种或几种乙醇、丙酮、异丙醇、四氢呋喃、二氯甲烷、三氯甲烷、N，N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜。
6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于优选地，步骤2)中，所述AAO表面改性是指将AAO置于在下列物质中的一种或多种中进行超声处理8-12分钟乙醇、丙酮、异丙醇、四氢呋喃、二氯甲烷、三氯甲烷、N，N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜中；且表面改性最后选择的溶剂与药物溶液中的有机溶剂相同。
7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于优选地，步骤4)中，除去反应副产物的方法是通过高速离心后弃去上层清液。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于所述高速离心的转速为4000-24800转/分钟。
全文摘要
本发明涉及一种模板法制备单分散性疏水药物纳米颗粒的方法，包括如下步骤采用阳极氧化法制备AAO模板，并对其进行表面改性，改变表面的亲溶剂性质；把改性模板放置到抗癌药物溶液中，在常压或减压条件下辅助制备纳米药物；用酸或碱溶解除去模板，得到单分散且形貌可控的药物纳米结构；清洗后得到纯的单分散纳米药物。本发明是一种操作简单、成本低、产率高、纳米药物组分和比例可调、形貌可控、尺寸小、粒径分布窄、对环境无污染的纳米药物制备方法，为新一代高载药量的抗癌药物制剂的研制及应用研究提供物质基础与技术保障，可用于癌症诊断和治疗领域，具有广泛的应用前景。
文档编号B82Y5/00GK103027897SQ20131000275
公开日2013年4月10日 申请日期2013年1月6日 优先权日2013年1月6日
发明者张晓宏, 李亚楠, 欧雪梅 申请人:中国科学院理化技术研究所