经光触发释放金属离子配合物的化合物金属纳米颗粒复合物及其应用的制作方法

本发明属于医药技术领域，具体涉及经光触发释放金属离子配合物的化合物金属纳米颗粒复合物及其应用。该化合物金属纳米颗粒复合物可以作为一种药物控制释放给药系统，在光触发条件下，将结合于金属纳米颗粒表面的化合物与金属离子一同释放，从而以金属离子配合物的形式发挥药效作用，起到定位释放药物、增强药效以及降低毒副作用等效果。

背景技术：

在先导药物研究中，金属离子配合物是指金、银、铂、铜等金属的离子(中心离子)与含有孤对电子基团的化合物(配体)通过配位键结合而成的新产物。

金属离子可以影响许多药物分子的活性、稳定性、体内药理作用和代谢途径(李在威、杨频，“青霉素-金属络合物的合成、结构及其抗耐药金葡菌的活性研究”，科学通报，1987，15:1160-1163；王元凤、金征宇、魏新林，“茶多糖金属络合物的制备及清除自由基活性研究”，天然产物研究与开发，2009，3:382-387)。活性化合物与金属离子形成金属离子配合物后，常会表现出比该化合物本身更强的抗肿瘤、抗菌、抗病毒等生物活性，因此化合物与金属离子形成金属离子配合物的机制被广泛应用于先导化合物的药物应用的研究与开发中(samsonowiczm；regulskae；kalinowskam.“hydroxyflavonemetalcomplexes–molecularstructure,antioxidantactivityandbiologicaleffects”,chemico-biologicalinteractions.2017,273(1):245-256)。

但是由于酶、ph值和其他金属离子等原因，金属离子配合物在体内极易被水解或被破坏而失去活性，大大降低了其在体内的药理药效作用。一些应用在抗肿瘤方面的金属离子配合物药物，由于缺乏有效的靶向和定位起效机制，还会对正常细胞造成不可避免的细胞毒作用，从而产生严重的毒副反应。

关于金属离子配合物药物的体内靶向和定位释放的研究的国内外相关文献报道很少，尚未有良好的给药系统适合用于金属离子配合物药物的靶向和定位治疗。另一方面，金属离子配合物药物中的配位金属多为重金属，如果大量使用含有这样的金属离子的金属离子配合物药物，还有可能引起重金属中毒。因此，如何提高金属离子配合物药物的稳定性以及定位或靶向效果，降低金属离子配合物药物的使用剂量从而降低其毒性，精准控制金属离子配合物药物的定位释放已经成为亟待研究的课题。

技术实现要素：

本发明的目的在于针对现有技术中存在的金属离子配合物药物的稳定性差、缺乏靶向和定位释放机制以及毒副作用大等缺点，提供一种经光触发靶向和定位释放金属离子配合物药物的给药系统，从而达到了提高金属离子配合物药物的稳定性和靶向性，以及降低毒副作用的效果。

用于实现上述目的的技术方案如下：

一种用于预防和/或治疗疾病的化合物金属纳米颗粒复合物，其中所述化合物与金属经光触发能够形成并释放金属离子配合物，并且与所述化合物相比，所述金属离子配合物具有预防和/或治疗疾病的活性，或所述金属离子配合物的预防和/或治疗疾病的活性提高，或所述金属离子配合物的预防和/或治疗疾病的毒副作用降低。

在上述化合物金属纳米颗粒复合物中，所述化合物为没有预防和/或治疗疾病的活性的化合物，或具有低预防和/或治疗疾病的活性的化合物。所述化合物可以为天然化合物和/或合成化合物，例如选自环己二胺、氨、叶酸、硫代葡萄糖、槲皮素或黄芩苷等含有易于与金属离子形成配位键基团的合成化合物或天然化合物。

在上述化合物金属纳米颗粒复合物中，所述化合物通过吸附和/或络合作用负载在金属纳米颗粒的表面，形成化合物金属纳米颗粒复合物。

在上述化合物金属纳米颗粒复合物中，所述金属为经光触发产生表面等离子共振效应的金属，例如所述金属可以选自金、银、铂、铁或铝中的一种或多种。

在上述化合物金属纳米颗粒复合物中，所述金属纳米颗粒的径向尺寸可以为1～999nm，而对于所述金属纳米颗粒的形状并无限制。

就上述化合物金属纳米颗粒复合物而言，所述光为能够触发纳米金属纳米颗粒表面等离子共振效应的光，例如可以选自γ射线、紫外光、红外光、近红外光、可见光或微波中的一种或多种，优选为近红外光，更优选波长为700～900nm，例如波长为750或808nm的红外光。可以根据化合物和金属纳米颗粒的理化性质来选择用于触发的光的种类或波长。另外，还可以根据化合物和金属纳米颗粒的性质以及治疗目的来选择所述光触发的光照强度和时间，例如所述光触发可以为在0.1-10瓦的光照强度下照射0.1-10分钟，照射距离1-10厘米；优选为在3瓦的光照强度下照射1-5分钟，照射距离5厘米。

优选地，上述化合物金属纳米颗粒复合物用于预防和/或治疗癌症、类风湿关节炎、消化系统疾病或红斑狼疮等疾病。

上述化合物金属纳米颗粒复合物的制备方法可以包括以下步骤：

将化合物溶解后与金属纳米颗粒混合，超声或充分搅拌后离心、洗涤，并分散在超纯水中。

本发明还提供了一种药物组合物，其包含上述化合物金属纳米颗粒复合物，和任选的药学上可接受的辅料。其中，所述药学上可接受的辅料例如助悬剂和/或稳定剂等。

上述药物组合物可以为口服给药制剂或静脉给药制剂。

本发明还提供了一种控制释放给药装置，其包括上述化合物金属纳米颗粒复合物和光照装置。

本发明还提供了上述化合物金属纳米颗粒复合物或药物组合物在制备药物或控制释放给药装置中的用途。

本发明还提供了一种预防和/或治疗疾病的方法，其包括给予有需要的对象上述化合物金属纳米颗粒复合物，或使用上述控制释放给药装置。例如，当本发明所述的化合物金属纳米颗粒复合物经给药达到特定部位，例如肿瘤区域时，使用一定波长的光进行局部照射，从而触发作为药物的金属离子配合物的释放，发挥治疗作用。

纳米级别的金属颗粒在表面效应、量子尺寸效应、小尺寸效应及介电限域效应的影响下，会表现出许多宏观材料所不具有的性能，其中就包括表面等离子共振效应(樊慧庆、韩志江、史运则、李进，“纳米金属粉体的制备及表面等离子共振技术的应用”，功能材料，2007，38(a06)：2015-2017)。其中，在一定波长的光照下，金属纳米颗粒表面的电子产生共振，即表面等离子共振。在金属纳米颗粒表面产生表面等离子共振时，会伴随产生热效应等效应。目前，已有应用表面等离子共振效应进行肿瘤热治疗的相关报道，表明了纳米金属颗粒应用于临床治疗的可行性。

本发明的发明人通过大量的实验研究意外地发现，载有药物的金属纳米颗粒在一定波长的光照条件下，对癌症细胞的杀伤力高于单纯的药物治疗效果和纳米金属颗粒的热疗效果的简单叠加。进一步的研究表明，这种对癌症细胞的高杀伤效果来自于药物与金属离子的形成了新的金属离子配合物的作用。接下来，本发明的发明人采用无活性或活性较低的化合物作为配体结合于纳米金属颗粒表面形成复合物，并选择一定的波长进行光照，实现了较好的药理活性，并且这种药理活性与金属离子配合物药物的药理活性相当。

为此，本发明的发明人通过实验在物质基础上验证了在光触发下，结合了化合物的金属纳米颗粒复合物可以释放出化合物与金属离子的配合物药物的事实。基于这一首次发现的现象，本发明的发明人首次设计并制备了利用低活性或无活性化合物和金属离子的配合物的光触发释放的定位给药系统，这一给药系统有望应用在肿瘤的定位治疗和其它需要定位释放药物和金属离子的配合物药物的疾病的预防和/或治疗领域。这一给药系统的最大优点是，在光触发下能释放金属离子配合物药物，而无活性或活性较低的配体化合物的脱落或意外释放，不会导致毒副作用的产生。

附图说明

以下，结合附图来详细说明本发明的实施方案，其中：

图1显示配体化合物、配体化合物-金纳米颗粒复合物、金纳米颗粒在光触发和未光触发情况下的细胞毒实验比较结果；

图2显示配体化合物、配体化合物-铂纳米颗粒复合物、铂纳米颗粒在光触发和未光触发情况下的细胞毒实验比较结果；

图3为光触发前后的配体化合物-金属纳米颗粒复合物的高分辨-质谱(hr-ms)；其中，(a)为正离子模式-硫代葡萄糖钠标准品；(b)为负离子模式-葡糖硫金标准品；(c)为负离子模式-未光触发的硫代葡萄糖-纳米金复合物；(d)为正离子模式-光触发后的硫代葡萄糖-纳米金复合物；(e)为负离子模式-光触发后的硫代葡萄糖-纳米金复合物。

具体实施方式

下面结合实施例和附图进一步说明本发明，应当理解，实施例仅用于进一步说明和阐释本发明，并非用于限制本发明。

实施例1：配体化合物-金纳米颗粒复合物的制备

1)金纳米颗粒的制备：精密称取10mghaucl4粉末溶解于100ml超纯水中，将烧杯放置于恒温磁力搅拌器上，加热至80℃，边加热边进行搅拌。将3ml1％的柠檬酸三钠和新鲜的0.075％的硼氢化钠溶液一次性加入到烧杯中，持续搅拌至溶液变成红色后恒温保持10min。停止搅拌，离心，水洗，重新分散在100ml超纯水中，制得纳米金胶体。

2)配体化合物-金纳米颗粒复合物的制备方法：取上述得到的纳米金胶体，进行复合物的制备。取10mg硫代葡萄糖钠用10ml水溶解，与等体积纳米金胶体混合，置于超声环境中，超声40khz5min，离心，洗涤，干燥，重新分散于10ml的超纯水中。

实施例2：配体化合物-铂纳米颗粒复合物的制备

取10nm的铂纳米颗粒分散在超纯水中。

取10mg的环己二胺用10ml水溶解，与等体积铂纳米颗粒的水溶液混合，置于超声环境中，超声40khz5min，离心，洗涤，干燥，重新分散于10ml的超纯水中。

实施例3：光照触发

取实施例1所制得的配体化合物-金纳米颗粒复合物置于额定功率3w，波长808nm的近红外光下，距离5cm，照射时间1min。

实施例4：光照触发

取实施例1所制得的配体化合物-金纳米颗粒复合物置于额定功率3w，波长808nm的近红外光下，距离5cm，照射时间3min。

实施例5：光照触发

取实施例1所制得的配体化合物-金纳米颗粒复合物置于额定功率3w，波长808nm的近红外光下，距离5cm，照射时间5min。

实施例6：光照触发

取实施例1所制得的配体化合物-金纳米颗粒复合物置于额定功率3w，波长750nm的近红外光下，距离5cm，照射时间1min。

实施例7：光照触发

取实施例1所制得的配体化合物-金纳米颗粒复合物置于额定功率3w，波长750nm的近红外光下，距离5cm，照射时间3min。

实施例8：光照触发

取实施例1所制得的配体化合物-金纳米颗粒复合物置于额定功率3w，波长750nm的近红外光下，距离5cm，照射时间5min。

实施例9：光照触发

取实施例2所制得的配体化合物-铂纳米颗粒复合物置于额定功率3w，波长808nm的近红外光下，距离5cm，照射时间1min。

实施例10：光照触发

取实施例2所制得的配体化合物-铂纳米颗粒复合物置于额定功率3w，波长808nm的近红外光下，距离5cm，照射时间3min。

实施例11：光照触发

取实施例2所制得的配体化合物-铂纳米颗粒复合物置于额定功率3w，波长808nm的近红外光下，距离5cm，照射时间5min。

实施例12：活性实验

1、细胞毒作用：

1)使用mtt法，采用肺癌细胞a549，取实施例1所制得的配体化合物-金纳米颗粒复合物分别按照实施例3-8所述的光照触发条件对配体化合物-金纳米颗粒复合物进行细胞毒试验，配体化合物、配体化合物-金纳米颗粒复合物以及纳米金颗粒的光触发组和未光触发组的细胞毒实验结果参见表1和图1。

2)使用mtt法，采用肺癌细胞a549，取实施例2所制得的配体化合物-铂纳米颗粒复合物分别按照实施例9-11所述的光照触发条件对配体化合物-铂纳米颗粒复合物进行细胞毒试验，配体化合物、配体化合物-铂纳米颗粒复合物及纳米铂颗粒的光触发组和未光触发组的细胞毒实验结果参见表2和图2。

实验结果表明：1)光触发前，单独的纳米金属颗粒、配体化合物和配体化合物-纳米金属颗粒复合物均未表现出细胞毒作用。

2)在光触发后，单独的纳米金属表现出轻微的细胞毒作用，配体化合物依然没有活性或活性很低，但配体化合物-纳米金属颗粒复合物却表现出明显的细胞毒活性。

3)选择纳米金属颗粒的制备方法、光触发的照射波长、功率和时间可以增加具有活性的金属配合物药物产生的比例。

2、高分辨-质谱(hr-ms)实验：将触发前后的药物配体化合物-纳米金属颗粒复合物用高分辨质谱进行分析，得到结果如图3所示。219.0299为硫代葡萄糖钠的[m+h]⁺离子峰，587.0317为葡糖硫金的[2m-au]^-离子峰。在光触发前仅含有硫代葡萄糖钠的离子峰，未发现葡糖硫金的峰，但在光触发后出现此峰，证实光触发后配体化合物硫代葡萄糖与金离子以金离子配合物的形式释放。

表1：细胞毒实验结果

表2：细胞毒实验结果

尽管本发明已进行了一定程度的描述，明显地，在不脱离本发明的精神和范围的条件下，可进行各个条件的适当变化。可以理解，本发明不限于所述实施方案，而归于权利要求的范围，其包括所述每个因素的等同替换。