一种具有pH响应的木质素-组氨酸载药纳米粒子及其制备方法与流程

本发明涉及一种组氨酸调控的具有ph响应的木质素-组氨酸载药纳米粒子及其制备方法，属于生物医药和高分子纳米材料技术领域。

背景技术：

近年来，随着对纳米药物载体的不断研究，智能纳米药物载体成为研究的热点。智能纳米药物载体是指利用特殊的结构或分子，通过人为的设计，合成能够识别微环境、并在特定环境、物理或化学因素的刺激下，通过载体结构、构型等特征的变化迅速释放药物的新型载体。智能纳米药物载体除了具有增强药物水溶性，延长其体循环时间，提高其生物利用度，使药物载体克服生物屏障，调整体内的药物分布，提高肿瘤细胞摄取率等纳米药物载体本身的优势以外，还可以实现在病灶部位按需给药，显著提高了药物的利用率，降低了药物的毒性。

木质素(lignin)是仅次于纤维素的第二大生物质资源，目前工业上主要作为制浆造纸的副产物排出，其中碱木质素含量最高。尽管碱木质素作为减水剂、吸附剂及添加助剂大量应用于低附加值的工业产品，但是在高附加值的纳米技术领域中的应用较少被研究。作为生物质资源，木质素具有安全性、无毒性、生物可降解性、来源广泛、成本低等特点，同时，其本身具有羟基、羧基等亲水性基团，且具有苯环等疏水性基团，故其为天然的两亲聚合物，为其自组装形成纳米粒子提供了可能。

研究表明，组氨酸作为一种氨基酸，具有防治贫血、扩张血管、降低血压等药理作用，同时其化学结构中含有咪唑环结构。组氨酸中咪唑环是一种具有ph响应性的官能团，在生理环境下其为质子供体，表现出疏水性，在酸性环境下会发生质子化，表现为亲水性。人体正常组织的ph为7.4，是中性环境，而肿瘤部位为酸性环境，利用组氨酸的ph响应性和肿瘤细胞的特殊环境，可构建ph响应型纳米药物载体。

在上述研究的基础上，本发明以碱木质素为原料，通过mannich反应得到胺化木质素，进一步与组氨酸通过酰胺键连接，制备得到木质素-组氨酸结合物，随后采用纳米沉淀法制备得到具有ph响应的载药纳米粒子。该方法可以在水溶液中自组装形成具有ph响应的载药纳米粒子，同时也为木质素的高值化利用提高了新的方向。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种具有ph响应的木质素-组氨酸载药纳米粒子及其制备方法：首先将碱木质素通过mannich反应得到胺化木质素，再将组氨酸与胺化木质素反应合成木质素-组氨酸结合物，最后将疏水性药物10-羟基喜树碱包封于自组装形成具有ph响应性能载药纳米粒子的内部。

所述的木质素-组氨酸结合物的结构如式i所示：

本发明的技术方案如下：

(1)木质素-组氨酸结合物的合成：

(2)载药纳米粒子的制备

沉淀法自组装制备纳米粒子。具体方法为：将合成的木质素-组氨酸结合物与疏水性药物10-羟基喜树碱分别溶于dmso中，然后逐滴加入到高速搅拌的水溶液中，使其自组装20min后，然后在去离子水中透析24h，冷冻干燥得到木质素-组氨酸/10-羟基喜树碱载药纳米粒子(al-his/hcpt)。

本发明以来源广泛、成本低的木质素作为原料，利用其作为生物质资源具有无毒无害、可降解等特点，同时利用木质素本身为两亲性高分子聚合物这一独特的优势，制备了一种具有ph响应的木质素-组氨酸结合物的载药纳米粒子，提高了药物稳定性、降低了药物低毒性。同时，ph响应性可实现靶向作用于肿瘤部位，实现了药物在细胞内的智能控制释放。

附图说明

图1为胺化木质素的红外谱图；

图2为木质素-组氨酸结合物的核磁谱图；

图3为木质素-组氨酸/10-羟基喜树碱载药纳米粒子的透射电镜图；

图4为木质素-组氨酸/10-羟基喜树碱载药纳米粒子的粒径分布图。

具体实施方式

下面给出的实例对本发明进行具体描述，但不限制本发明，本发明的范围由权利要求限定。

实施例1：

碱木质素的胺化：称取碱木质素5g，充分溶于50ml水中，形成碱木质素水溶液，加入6g二乙烯三胺(deta)，调ph至12，然后缓慢滴加4.7ml37％甲醛溶液。滴加完毕后，加热升温至60℃，反应4h。反应结束后，用25％硫酸调至酸性，使胺化木质素析出，离心后取沉淀，透析36h，冷冻干燥48h得到胺化木质素。

木质素-组氨酸的合成：取胺化木质素10mg，溶于10ml水中，使其完全溶解，加入7.12mgedc和4.28mgnhs，充分混合后，加入5.76mg组氨酸，磁力搅拌，室温下反应3h。反应结束后，于去离子水中透析24h，冷冻干燥得到木质素-组氨酸结合物。

木质素-组氨酸/10-羟基喜树碱载药纳米粒子的制备：取木质素-组氨酸结合物5mg充分溶解于0.5mldmso中，取1mghcpt加入dmso中，充分混合后，将得到的溶液逐滴滴加到4.5ml高速搅拌的水溶液中，转速为600r/min，反应20min。随后将反应液转移至3500d的透析袋中透析24h，冷冻干燥得到木质素-组氨酸/10-羟基喜树碱载药纳米粒子(al-his/hcpt)。

实施例2：

碱木质素的胺化：称取碱木质素3g，充分溶于50ml水中，形成碱木质素水溶液，加入3.6g二乙烯三胺(deta)，调ph至12，然后缓慢滴加2.8ml37％甲醛溶液。滴加完毕后，加热升温至60℃，反应4h。反应结束后，用25％硫酸调至酸性，使胺化木质素析出，离心后取沉淀，透析36h，冷冻干燥48h得到胺化木质素。

木质素-组氨酸的合成：取胺化木质素6mg，溶于10ml水中，使其完全溶解，加入4.27mgedc和2.57mgnhs，充分混合后，加入3.46mg组氨酸，磁力搅拌，室温下反应3h。反应结束后，于去离子水中透析24h，冷冻干燥得到木质素-组氨酸结合物。

木质素-组氨酸/10-羟基喜树碱载药纳米粒子的制备：取木质素-组氨酸结合物10mg充分溶解于0.5mldmso中，取2mghcpt加入dmso中，充分混合后，将得到的溶液逐滴滴加到4.5ml高速搅拌的水溶液中，转速为500r/min，反应20min。随后将反应液转移至3500d的透析袋中透析24h，冷冻干燥得到木质素-组氨酸/10-羟基喜树碱载药纳米粒子(al-his/hcpt)。

实施例3：

碱木质素的胺化：称取碱木质素4g，充分溶于50ml水中，形成碱木质素水溶液，加入4.8g二乙烯三胺(deta)，调ph至12，然后缓慢滴加3.8ml37％甲醛溶液。滴加完毕后，加热升温至60℃，反应4h。反应结束后，用25％硫酸调至酸性，使胺化木质素析出，离心后取沉淀，透析36h，冷冻干燥48h得到胺化木质素。

木质素-组氨酸的合成：取胺化木质素4mg，溶于10ml水中，使其完全溶解，加入2.85mgedc和1.71mgnhs，充分混合后，加入2.31mg组氨酸，磁力搅拌，室温下反应3h。反应结束后，于去离子水中透析24h，冷冻干燥得到木质素-组氨酸结合物。

木质素-组氨酸/10-羟基喜树碱载药纳米粒子的制备：取木质素-组氨酸结合物10mg充分溶解于1mldmso中，取2mghcpt加入dmso中，充分混合后，将得到的溶液逐滴滴加到4ml高速搅拌的水溶液中，转速为600r/min，反应20min。随后将反应液转移至3500d的透析袋中透析24h，冷冻干燥得到木质素-组氨酸/10-羟基喜树碱载药纳米粒子(al-his/hcpt)。