一种光控纳米粒子组装体及其制备方法与应用与流程

文档序号:17091746发布日期:2019-03-13 23:32阅读:276来源:国知局
一种光控纳米粒子组装体及其制备方法与应用与流程

本发明属于药物控释领域,更具体地,涉及一种光控纳米粒子组装体及其制备方法与应用。



背景技术:

癌症(即恶性肿瘤)是危害人类健康和生命的重大疾病之一。作为癌症治疗方法之一的化学治疗(即化疗)因身体的物理环境会对抗癌药物产生障碍及毒副作用,因此很大程度地限制了化疗效果。近年来,纳米载药系统的快速发展,大大提高了药物到达病灶的效率,为肿瘤治疗带来了新的机遇。因此,设计、制备新型纳米载药系统逐渐成为治疗肿瘤的有效途径之一。

在一系列新型纳米载药系统中,功能性杂化纳米材料结合了无机纳米材料和有机材料的特性,具有良好的生物相容性、高效的治疗率等优势,有良好的应用前景。然而,将纳米组装体作为纳米载体时,一方面要求它能够负载药物分子,还要可控地将药物分子释放到肿瘤细胞或者组织内。但现有方法制备的纳米粒子组装体虽然能够很好地包覆药物分子,但难以可控地释放其中的药物分子,进而限制了其应用范围。



技术实现要素:

本发明解决了现有技术中纳米粒子组装体释放包覆的分子不可控制的技术问题。

为实现上述目的,按照本发明的第一方面,提供了一种接枝光响应性聚合物的纳米粒子,所述纳米粒子表面接枝有光响应性聚合物;所述光响应性聚合物为两亲性嵌段共聚物;所述两亲性嵌段共聚物含有亲水链段和疏水链段;光响应分子以共价键的形式连接到所述两亲性嵌段共聚物的主链上,或者光响应分子以共价键的形式连接到所述亲水链段或疏水链段的侧链上;所述光响应性聚合物通过配位作用、主客体相互作用或共价键与纳米粒子连接;所述纳米粒子为无机纳米粒子。

优选地,所述无机纳米粒子为金属纳米粒子、氧化物纳米粒子、硫化物纳米粒子或上转换纳米粒子;所述无机纳米粒子的体积为0.5nm3-550000nm3;所述无机纳米粒子的形状为球形、棒状、星形、多边形或janus结构;所述光响应分子为偶氮苯、螺吡喃、偶氮萘醌、二芳基乙烯、邻硝基苯甲酰、香豆素、古柯间二酸、偶氮苯衍生物、螺吡喃衍生物、偶氮萘醌衍生物、二芳基乙烯衍生物、邻硝基苯甲酰衍生物、香豆素衍生物和古柯间二酸衍生物中的至少一种;所述光响应性聚合物通过二硫键、巯基、羧基、氨基、吡啶、羰基、乙二胺、硫氰根、异硫氰根、环糊精和偶氮苯中的至少一种与纳米粒子连接;

优选地,所述无机纳米粒子为金纳米粒子、银纳米粒子、镍纳米粒子、二氧化硅纳米粒子、四氧化三铁纳米粒子、氧化钆纳米粒子、氧化铈纳米粒子和硫化铜纳米粒子和中的至少一种。

优选地,所述亲水链段的摩尔质量为1kg/mol-50kg/mol,所述疏水链段的摩尔质量为10kg/mol-1000kg/mol;所述亲水链段与疏水链段的质量之比为1:(1-20);所述亲水链段为聚乙烯醇、聚丙烯酸、聚丙烯酰胺、聚-4-乙烯基吡啶、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇衍生物、聚丙烯酸衍生物、聚丙烯酰胺衍生物、聚-4-乙烯基吡啶衍生物和聚乙烯吡咯烷酮衍生物中的至少一种;所述疏水链段为聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、左旋聚乳酸、右旋聚乳酸、聚丙烯、聚乙烯、聚丁二烯、聚苯乙烯衍生物、聚甲基丙烯酸甲酯衍生物、左旋聚乳酸衍生物、右旋聚乳酸衍生物、聚丙烯衍生物、聚乙烯衍生物和聚丁二烯衍生物至少一种;

优选地,所述亲水链段的摩尔质量为3kg/mol-10kg/mol;所述亲水链段与疏水链段的质量之比为1:(3-10)。

按照本发明的另一方面,提供了所述接枝光响应性聚合物的纳米粒子的制备方法,含有以下步骤:

(1)光响应性聚合物的制备:利用活性聚合或阴离子聚合制备得到亲水性聚合物和疏水性聚合物;将光响应分子连接到所述亲水性聚合物或疏水性聚合物的任意一端,得到中间亲水性聚合物和中间疏水性聚合物;再将能与纳米粒子发生配位作用、主客体相互作用或化学反应的基团连接到中间亲水性聚合物或中间疏水性聚合物的任意一端,得到修饰后的亲水性聚合物和疏水性聚合物;将该修饰后的疏水性聚合物和亲水性聚合物连接起来,使光响应分子以共价键的形式连接到所述亲水性聚合物和疏水性聚合物之间,形成亲水链段和疏水链段之间含有光响应分子的光响应性聚合物;

或者步骤(1)为以下技术方案:利用活性聚合制备得到两亲性嵌段共聚物,在该两亲性嵌段共聚物的末端连接上光响应分子,然后在该光响应分子上连接能与纳米粒子发生配位作用、主客体相互作用或化学反应的基团,得到两亲性嵌段共聚物末端含有光响应分子的光响应聚合物;

或者步骤(1)为以下技术方案:利用活性聚合制备末端含有能与纳米粒子发生配位作用、主客体相互作用或化学反应的基团的两亲性嵌段共聚物,再利用有机合成反应将光响应分子连接到两亲性嵌段共聚物的亲水链段或疏水链段的侧链,得到亲水链段或疏水链段的侧链上含有光响应分子的光响应性你聚合物;

(2)无纳米粒子的制备:利用水热法、种子生长法、气相沉积法、沉淀法、溶胶凝胶法或乳液法制备得到无机纳米粒子;

(3)接枝光响应性聚合物的纳米粒子的制备:将步骤(1)所述光响应性聚合物与步骤(2)所述的无纳米粒子发生配位作用、主客体相互作用或化学反应后,得到接枝光响应性聚合物的纳米粒子。

按照本发明的另一方面,提供了一种光控纳米粒子组装体的制备方法,由所述的接枝光响应性聚合物的纳米粒子通过自组装,得到光控纳米粒子组装体。

按照本发明的另一方面,提供了所述的光控纳米粒子组装体的制备方法制备得到的光控纳米粒子组装体,其特征在于,所述光控纳米粒子组装体为囊泡状、球状、半碗状、棒状、饼状、层状、线条状和行星状中的至少一种;所述光控纳米粒子组装体的体积为525nm3-6.5×1010nm3

按照本发明的另一方面,提供了一种包覆药物分子的光控纳米粒子组装体的制备方法,由所述的接枝光响应性聚合物的纳米粒子与药物分子自组装,得到所述包覆药物分子的光控纳米粒子组装体;所述接枝光响应性聚合物的纳米粒子与药物分子通过亲疏水作用力连接。

优选地,所述药物分子为亲水性药物分子或疏水性药物分子;

优选地,所述药物分子为抗癌药物、退热药物、防止心脏骤停的药物、镇痛药、降血压药、单克隆抗体、表皮生长因子、干扰素、生长激素、牛血清蛋白、胰岛素、疫苗、赖安匹林和尼美舒利中的至少一种。

优选地,所述抗癌药物为阿霉素、紫杉醇、喜树碱、红豆杉多糖、大蒜素和柔红霉素中的至少一种;所述防止心脏骤停的药物为利多卡因、硝酸甘油、多巴胺、去甲肾上腺素和肾上腺素中的至少一种;所述镇痛药为扑热息痛、保泰松、罗非昔布和吗啡中的至少一种。

按照本发明的另一方面,提供了所述的包覆药物分子的光控纳米粒子组装体的制备方法制备得到的包覆药物分子的光控纳米粒子组装体,其特征在于,所述包覆药物分子的光控纳米粒子组装体为囊泡状、球状、半碗状、棒状、饼状、层状、线条状和行星状中的至少一种;所述光控纳米粒子组装体的体积为525nm3-6.5×1010nm3

按照本发明的另一方面,提供了所述的接枝光响应性聚合物的纳米粒子在制备光控释放药物方面的应用。

总体而言,通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比,主要具备以下的技术优点:

(1)本发明通过选择特定种类的响应基团,制备了响应性药物控释的纳米粒子组装体。该纳米粒子组装体可以在光刺激下可控地释放其中包覆的药物分子。该纳米粒子组装体在使用过程中可在特定时间或特定条件,光响应操作简单、易于控制且可重复使用。如果光响应基团位于主链中间,光照条件下,光响应基团发生解离,聚合物的亲疏水段分开。聚合物链结构发生变化,组装体发生解组装,便可控地释放其中负载的药物分子,使药物仅在病灶部位发挥作用。如果光响应基团位于主链末端,光照条件下,光响应基团发生解离,聚合物链断开,与纳米粒子发生分离,组装体发生解组装,便可控地释放其中负载的药物分子,使药物仅在病灶部位发挥作用。如果光响应基团位于侧链上,光照条件下,光响应基团亲疏水性发生反转,聚合物链亲疏水性发生变化,组装体发生解组装,便可控地释放其中负载的药物分子,使药物仅在病灶部位发挥作用。解决了现有技术制备的纳米载体难以在特定时间或者特定条件下智能调控药物释放的问题。

(2)本发明提供了一种纳米粒子组装体的制备方法,选择特定种类的嵌段共聚物及纳米粒子,利用表面活性剂对不同嵌段的选择性,在共混体系中制备组装体,并通过调控其嵌段比、嵌段长度、纳米粒子大小等因素调节组装体形貌,与现有的组装方式相比,制备时间短,操作简单,可重复性强,便于大规模制备。

(3)本发明制备的纳米粒子组装体除了能够可控解组装释放药物之外,无机纳米粒子其自身的光热效应,表面拉曼增强效应、光声效应等,在生物成像,光电器件、高密度存储、生物传感等领域中有一定潜在应用价值,且纳米粒子本身的光热特性对肿瘤细胞也有一定的作用。

附图说明

图1为实施例1流程图。

图2为实施例1紫外光响应释放药物的金纳米粒子组装体结构;图2(a)为金纳米粒子组装体的透射电镜图,图2(b)为金纳米粒子组装体的扫描电镜图。

图3为紫外光响应释放药物的金纳米粒子组装体在辐射3次,每次10min紫外光后的流体动力学直径变化(dls)数据。

图4为实施例1紫外光响应释放药物的金纳米粒子组装体的光热效果图。将金纳米粒子组装体分散在水中,分别测试了其在0μg/ml、25μg/ml、50μg/ml、75μg/ml、100μg/ml时的光热效应。

图5为实施例1紫外光响应释放药物的金纳米粒子组装体在无紫外光辐射以及在紫外光辐射3次,每次10min后的药物控制释放曲线。

图6为实施例1负载阿霉素的紫外光响应释放药物的金纳米粒子组装体在hela细胞中的药物分布图;图6(a)为hela细胞在无紫外光辐射时孵育2h后的药物分布图;图6(b)为hela细胞在紫外光辐射3min后孵育2h的药物分布图;图6(c)为hela细胞在紫外光辐射10min后孵育2h的药物分布图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。此外,下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

实施例1紫外光控释药的金纳米粒子囊泡的制备方法

该制备方法主要包括以下步骤:

1、光响应性聚合物的合成:值得注意的是,光响应聚合物中的光响应性基团以古柯间二酸为例,古柯间二酸在波长<260nm的紫外光辐射下,四元环会发生断裂,使亲疏水链段发生分离,改变聚合物的链结构,进而达到光控释药的目的。

1.1、光响应基团的合成:肉桂酸在365nm紫外光照射下关环形成紫外光响应基团古柯间二酸。

1.2、含(s-s)键以及古柯间二酸的聚合物的合成:

1.2.1、古柯间二酸封端的聚苯乙烯(ps-古柯间二酸)的合成:

(a)单羟基封端的聚苯乙烯(ps20k-oh,20kg/mol)可以用阴离子聚合或者活性聚合的方法合成或者购买得到。

(b)将1g上述ps20k-oh、0.1g二环己基碳二亚胺(dcc)及0.06g4-二甲氨基吡啶(dmap)溶于4ml二氯甲烷中并缓慢滴入溶于0.2ml三乙胺以及0.146g古柯间二酸的二氯甲烷溶液中,室温下搅拌24h,利用酯化反应得到ps20k-古柯间二酸。之后将ps20k-古柯间二酸二氯甲烷溶液于无水乙醇中析出后,抽滤,30℃真空干燥48h,密封保存备用。

1.2.2、胱胺封端的聚乙烯醇(peg-胱胺)的合成:

(a)在洁净的烧瓶中放入5g分子量为5kg/mol单羟基封端的聚乙烯醇(peg5k-oh)、0.4g丁二酸酐、4ml二氯甲烷、4.5ml吡啶,室温下搅拌24h,得到单羧基封端的聚乙烯醇(peg5k-cooh)。将peg5k-cooh二氯甲烷溶液于无水乙醚中析出后,抽滤,30℃真空干燥48h,密封保存备用。

(b)将1g上述peg5k-cooh、0.1g1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐(edci.hcl)、0.06gn-羟基琥珀酰亚胺(nhs)溶于5ml二氯甲烷中并缓慢滴入溶于0.45g胱胺以及0.63ml三乙胺的二氯甲烷溶液中,室温下搅拌24h,利用酰胺化反应得到peg5k-胱胺。将peg5k-胱胺二氯甲烷溶液于无水乙醚中析出后,抽滤,30℃真空干燥48h,密封保存备用。

1.2.3含(s-s)键以及古柯间二酸ps20k-b-peg5k的合成:

在洁净烧瓶中加入1gps20k-古柯间二酸、0.25gpeg5k-胱胺、0.1gedci.hcl、0.06gnhs、0.08ml三乙胺及5ml二氯甲烷,室温下搅拌24h,再次利用酰胺化反应得到含(s-s)键以及古柯间二酸ps20k-b-peg5k。将ps20k-b-peg5k二氯甲烷溶液于无水乙醇中析出后,抽滤,30℃真空干燥48h,密封保存备用。聚合物的分子量、分子量分布通过凝胶渗透色谱多角激光光散射联用技术(gpc-malls)测定,聚合物的结构信息通过红外光谱(ir)和核磁共振谱(nmr)确定。

(1)亲水链段和疏水链段之间含有光响应分子的光响应性聚合物的制备:利用活性聚合或阴离子聚合制备得到亲水性聚合物和疏水性聚合物;采用方案a、方案b、方案c、方案d、方案e或方案f,形成亲水链段和疏水链段之间含有光响应分子的光响应性聚合物;

方案a:将光响应分子连接到所述亲水性聚合物的末端,将能与纳米粒子发生配位作用、主客体相互作用或化学反应的基团连接到所述疏水性聚合物的末端;将得到的疏水性聚合物和亲水性聚合物连接起来,使光响应分子以共价键的形式连接到所述亲水性聚合物和疏水性聚合物之间,形成亲水链段和疏水链段之间含有光响应分子的光响应性聚合物;

方案b:将光响应分子连接到所述疏水性聚合物的末端,将能与纳米粒子发生配位作用、主客体相互作用或化学反应的基团连接到所述亲水性聚合物的末端;将得到的疏水性聚合物和亲水性聚合物连接起来,使光响应分子以共价键的形式连接到所述亲水性聚合物和疏水性聚合物之间,形成亲水链段和疏水链段之间含有光响应分子的光响应性聚合物;

方案c:将光响应分子和能与纳米粒子发生配位作用、主客体相互作用或化学反应的基团分别连接到亲水性聚合物的两端;疏水性聚合物保持不变;将得到的疏水性聚合物和亲水性聚合物连接起来,使光响应分子以共价键的形式连接到所述亲水性聚合物和疏水性聚合物之间,形成亲水链段和疏水链段之间含有光响应分子的光响应性聚合物;

方案d:将光响应分子和能与纳米粒子发生配位作用、主客体相互作用或化学反应的基团分别连接到疏水性聚合物的两端;亲水性聚合物保持不变;将得到的疏水性聚合物和亲水性聚合物连接起来,使光响应分子以共价键的形式连接到所述亲水性聚合物和疏水性聚合物之间,形成亲水链段和疏水链段之间含有光响应分子的光响应性聚合物;

方案e:将光响应分子连接到亲水性聚合物的其中一端,然后将能与纳米粒子发生配位作用、主客体相互作用或化学反应的基团连接到光响应分子上;疏水性聚合物保持不变;将得到的疏水性聚合物和亲水性聚合物连接起来,使光响应分子以共价键的形式连接到所述亲水性聚合物和疏水性聚合物之间,形成亲水链段和疏水链段之间含有光响应分子的光响应性聚合物;

方案f:将光响应分子连接到疏水性聚合物的其中一端,然后将能与纳米粒子发生配位作用、主客体相互作用或化学反应的基团连接到光响应分子上;亲水性聚合物保持不变;将得到的疏水性聚合物和亲水性聚合物连接起来,使光响应分子以共价键的形式连接到所述亲水性聚合物和疏水性聚合物之间,形成亲水链段和疏水链段之间含有光响应分子的光响应性聚合物。

(2)两亲性嵌段共聚物末端含有光响应分子的光响应聚合物的制备:利用活性聚合制备得到两亲性嵌段共聚物,在该两亲性嵌段共聚物的末端连接上光响应分子,然后在该光响应分子上连接能与纳米粒子发生配位作用、主客体相互作用或化学反应的基团,得到两亲性嵌段共聚物末端含有光响应分子的光响应聚合物。

(3)亲水链段或疏水链段的侧链上含有光响应分子的光响应性你聚合物的制备:利用活性聚合制备末端含有能与纳米粒子发生配位作用、主客体相互作用或化学反应的基团的两亲性嵌段共聚物,再利用有机合成反应将光响应分子连接到两亲性嵌段共聚物的亲水链段或疏水链段的侧链,得到亲水链段或疏水链段的侧链上含有光响应分子的光响应性你聚合物。

2、金纳米粒子的合成:可以选用种子生长法或者水热法合成金纳米粒子,以种子生长法为例进行说明。首先在20ml样品瓶中依次加入h2o(19ml)、haucl4(0.5ml,10mm)和柠檬酸钠(0.5ml,10mm)混合均匀;搅拌下迅速加入新鲜配制的nabh4冰水溶液(0.6ml,0.1m),溶液颜色瞬间变为亮橘红色,继续搅拌2-5min后室温下静置3h,使残余的nabh4水解完全得到尺寸为3.5nm的金种。接下来,在100ml锥形瓶中依次加入h2o(28.5ml),ctab(24ml,0.2m)和haucl4(1.5ml,10mm),并混合均匀;在剧烈搅拌下加入新鲜配制的抗坏血酸溶液(0.4ml,0.1m),待溶液变为无色后,迅速加入20ml新制备的金种溶液,持续搅拌1h,室温下静置12h可得到8nm的金纳米粒子。通过调节金种和haucl4比例可以调节金纳米粒子的尺寸。

3、光响应性聚合物接枝金纳米粒子:将步骤1合成的含s-s键以及古柯间二酸的ps20k-b-peg5k溶解在200ml氯仿溶液(~0.25mg/ml)中。并向其中滴加200ml上述8nm金纳米粒子溶液。室温下搅拌1h后静置熟化24h,得到分层的混合溶液。弃去上层透明的水溶液,收集下层深红色的有机相离心提纯,除去溶液中游离的聚合物,最后将ps20k-b-peg5k修饰的金纳米粒子分散在thf(2mg/ml)中备用。

光响应性聚合物通过配位作用、主客体相互作用或化学反应的基团与纳米粒子连接。其中通过配位作用与纳米粒子连接的基团有二硫键、巯基、吡啶羰基、乙二胺、硫氰根、异硫氰根;通过主客体相互作用与纳米粒子连接的基团有环糊精或偶氮苯;通过化学反应与纳米粒子连接的基团有氨基或羧基。

4、金纳米粒子组装体的制备与疏水性抗癌药物的负载:包括如下步骤:将上述表面接枝光响应聚合物的金纳米粒子分散在能与水互溶的有机溶剂中(2mg/ml),取50μl并快速加入到200μl的含表面活性剂(5mg/ml)的水溶液中,摇匀分散后静置12h,待有机溶剂完全挥发后离心两次提纯,得到金纳米粒子组装体。所需表面活性剂为聚乙烯醇;所需与水互溶的有机溶剂为四氢呋喃。

取5μl(10mg/ml阿霉素的n,n-二甲基甲酰胺溶液)加入到200μl的聚乙烯醇(5mg/ml)水溶液中混合均匀,再取50μl上述分散在四氢呋喃中的金纳米粒子,用移液枪快速加入到溶有阿霉素的聚乙烯醇水溶液中,摇匀分散后静置12h,待四氢呋喃完全挥发后,在10000rpm下高速离心5min,弃去上清液后,用去离子水分散。重复上述离心-分散步骤2次,得到包覆抗癌药物的金纳米粒子组装体。图2(a)和图2(b)分别为金纳米粒子组装体的透射电镜图和扫描电镜图,可以得知,我们构建的金纳米粒子组装体形貌为囊泡结构。

图1为实施例1流程图。首先将接枝光响应聚合物的纳米粒子及药物分子作为组装基元,利用纳米沉淀法制备包覆药物分子的光响应性组装体,该组装体置于紫外光照下会发生解组装,进而释放其中包覆的药物分子,达到药物释放的目的。

本实施例制备得到的紫外光响应金纳米粒子囊泡,其载药量为15%,紫外响应波长为254nm。

实施例2-5不同性能参数的光响应释放药物的纳米粒子组装体。

通过改变实施例1中光响应聚合物种类及分子量、光响应基团、药物种类,纳米粒子种类及尺寸,可得到多种不同参数的光响应释放药物的纳米粒子组装体,实施例2-5所采用的具体条件、参数及相应制得的纳米粒子组装体其性能参数如表1所示。其中plla10k-b-paa10k表示左旋聚乳酸10k-b-聚丙烯酸10k、ps50k-b-peg1k表示聚苯乙烯50k-b-聚乙烯醇1k、pmma100k-b-pan5k表示聚甲基丙烯酸甲酯100k-b-聚丙烯酰胺5k、pdla1000k-b-p4vp50k表示右旋聚乳酸1000k-b-聚4-乙烯基吡啶50k。本发明光响应性聚合物纳米粒子可以包裹现有技术中的药物,疏水性药物分子通过亲疏水作用与光响应性聚合物中疏水链段连接,亲水性药物通过亲疏水作用与光响应性聚合物中亲水链段连接。

组装方法包括手动膜挤出乳化法、自组织沉淀法、薄膜水化法、纳米沉淀法或选择性溶液组装法。所述手动膜挤出乳化法和纳米沉淀法中所需表面活性剂包括阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、两性离子表面活性剂、非离子表面活性剂。具体包括高级脂肪酸盐、硫酸化物、磺酸化物、苯扎氯铵、苯扎溴铵、卵磷脂、脂肪酸甘油酯、脂肪酸山梨坦(司盘)、聚乙烯醇(pva)、十六烷基三甲基溴化铵(ctab)、十二烷基硫酸钠(sds)、聚山梨酯-80(吐温-80);所述自组织沉淀法、纳米沉淀法、溶液法所需与水互溶的有机溶剂包括四氢呋喃(thf)、二氧六环、n,n-二甲基甲酰胺(dmf)、二甲基亚砜(dmso)。

实施例6紫外光响应释放药物的金纳米粒子囊泡的解组装测试

将实施例1所述的紫外光响应释放药物的金纳米粒子囊泡分散在水中,用动态光散射(dls)实时检测金纳米粒子囊泡解组装过程。分别监测了金纳米粒子囊泡在紫外光辐射0min、10min、20min、30min后的粒径变化,即图3。结果表明,囊泡尺寸在每次紫外光辐射后依次递减,所以可通过调节紫外光辐射时间,进一步控制囊泡解组装过程。

实施例7紫外光响应释放药物的纳米粒子囊泡的光热效应测试

将实施例1所述的紫外光响应释放药物的金纳米粒子囊泡分散在水中,并测得其在0μg/ml、25μg/ml、50μg/ml、75μg/ml、100μg/ml时的光热效应,即图4。结果显示,金纳米粒子囊泡随着浓度增加,光热效果越来越好,说明该金纳米粒子囊泡有较好的光热效应。

实施例8紫外光响应释放药物的金纳米粒子的药物控制释放

将实施例1所述的紫外光响应释放药物的金纳粒子囊泡置于装有25ml磷酸缓冲盐溶液(pbs溶液,ph=7.4)的离心管中,并置于37℃的水浴摇床中,实验分为空白对照组和实验组,空白组在72h内不辐射紫外光,实验组在72h内照射三次紫外光,每次10min。每组都间隔一定的时间从离心管中取出2mlpbs溶液,并补加2ml的新鲜pbs溶液,分别测定取出溶液中阿霉素的含量,计算出不同时间点阿霉素的释放速率。实验结果表明,在无紫外光照射时,阿霉素在72h内均维持缓慢的释放速率,且最终只可释放约至50%。而在每次辐射紫外光后,阿霉素释放速率都会增加,并且累计照射30min后,在72h内便可释放约至80%,即图5。从图5中可以看出,在无紫外光照射时,包覆的药物阿霉素在72h内均维持缓慢的释放速率,且最终只可释放约至50%。而在每次辐射紫外光后,阿霉素释放速率都会增加,并且累计照射30min后,在72h内便可释放约至80%。说明所述的可程序性释放药物的金纳米粒子囊泡实现了药物的程序性药物释放。

实施例9紫外光响应释放药物的金纳米粒子囊泡在癌细胞内的药物控制释放

在实施例1所述的紫外光响应释放药物的金纳米粒子囊泡负载10μg阿霉素,将hela细胞以5×104细胞/孔铺在24孔板中,培养过夜后将负载阿霉素的金纳米粒子囊泡(~0.2nm)与hela细胞共同孵育0.5h后去除培养液,并用pbs洗3次并对不同的样品辐射不同时长的紫外光,继续孵育0.5h,1h,2h。然后用4%多聚甲醛固定15min,并用5μg/mldapi染色15min后用激光共聚焦显微镜成像。dapi通过ex=334nm、em=350nm的滤光片进行观察,而阿霉素则通过ex=488nm、em=560nm的滤光片进行观察。如图6(a)所示,未进行紫外光照的hela细胞的阿霉素荧光非常弱,在孵育2h后仅有少量分布在细胞质中,而辐射3min紫外光后的hela细胞,阿霉素的荧光变强,但孵育2h后大部分还停留在细胞质中图6(b),辐射10min紫外光后的hela细胞,阿霉素的荧光变的更强,且孵育2h后大部分已经进入到了细胞核中图6(c),说明所述的紫外光响应释放药物的金纳米粒子囊泡能够有效地通过辐射紫外光释放药物并能通过调节紫外光辐射时长调节药物释放速率。除上述实施例中所使用的金纳米粒子外,适用于本发明的纳米粒子还包括二氧化硅纳米粒子、四氧化三铁纳米粒子、氧化钆纳米粒子、氧化铈纳米粒子、镍纳米粒子。纳米粒子的形状可以为球形、棒状、星形、多边形、janus的结构。

本发明中的纳米粒子组装体,是以纳米粒子颗粒形成的组装体,通过调节纳米粒子浓度,可以调节纳米粒子组装体的大小;通过调节纳米粒子表面接枝两亲性嵌段共聚物亲疏水嵌段、纳米粒子大小比及聚合物种类,可以调节纳米粒子组装体形貌。

本发明中光响应释放药物的纳米粒子组装体可用于人体或其他动物体,如提前将药物负载到光响应纳米粒子组装体中并一起注入体内,当到达病灶部位时通过外部给予光刺激使药物释放并发挥药效,将有效地缩短药物作用时间,抓住最佳的治疗时机。本发明还可利用纳米粒子自身的光热、表面增强拉曼散射和细胞成像等效应,以金纳米粒子组装体为例,由于金纳米粒子组装体其自身有着良好的光热效应,在近红外激光的照射下,具有光热效应,可产生热量,并对肿瘤细胞有一定作用。

本领域的技术人员容易理解,以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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