一种肝靶向的pH/ROS双响应型纳米氧化石墨烯基药物递送系统及其制备方法

一种肝靶向的ph/ros双响应型纳米氧化石墨烯基药物递送系统及其制备方法
技术领域
1.本发明涉及一种肝靶向的ph/ros双响应型纳米氧化石墨烯基药物递送系统及其制备方法，属于生物医药和高分子材料技术领域。


背景技术：

2.为了解决多数天然抗肿瘤药物水溶性差、半衰期短、毒副作用大等问题，很多研究采用高分子材料对其进行修饰，得到药物偶联前药。常用的高分子材料有聚乙二醇、聚乙烯醇等合成高分子材料、纤维素、壳聚糖、透明质酸、果胶等天然高分子材料。经高分子材料修饰后的药物偶联前药的水溶性明显提高、半衰期有效延长，但存在载药量低、缺乏靶向性等缺点。
3.针对载药量低的问题，二维材料(如石墨烯、mxene等)因其独特的优势成为研究的热点。其中，纳米氧化石墨烯(ngo)作为纳米尺度的二维材料，具有大的比表面积、优异的机械性能和良好的光热性能，且片层结构中存在大量的羟基、羧基、环氧基等亲水性基团，在生物医药领域具有巨大的应用潜力。ngo可以通过共价键和非共价键等多种方式负载药物，显著提高药物递送系统的载药量。同时，研究表明ngo具有较强的增强滞留与渗透(enhanced permeability and retention，epr)效应，且表现出肿瘤被动靶向性。
4.此外，作为从甘草中得到的有效活性成分，甘草酸(gl)为五环三萜类皂苷，表现出保肝、抗炎、抗肿瘤、抗病毒等药理活性。研究表明，当甘草酸用于肿瘤治疗时，展示出低的细胞毒性和对肝脏的特异性结合，使其成为肝癌靶向和治疗一体的药物。
5.基于上述研究基础，本发明以羧基化的纳米药物石墨烯(ngo-cooh)为二维骨架材料，经酰胺化反应偶联聚乙二醇柔性链后，通过具有ph、ros双响应性的硼酸酯键负载甘草酸，得到纳米氧化石墨烯基药物递送系统(ngo-peg-cpba-gl)。该药物递送系统具有肝靶向性、且具有高的载药量、低的细胞毒性，在肝癌治疗方面具有广阔的应用前景。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供一种肝靶向的ph/ros双响应型纳米氧化石墨烯基药物递送系统及其制备方法：首先羧基化的纳米氧化石墨烯(ngo-cooh)通过酰胺化反应连接聚乙二醇，进一步通过酰胺化反应连接4-羧基苯硼酸(cpba)，而后通过硼酸酯键负载具有顺式二醇结构的甘草酸(gl)，得到纳米氧化石墨烯基药物递送系统(ngo-peg-cpba-gl)。
7.所述的ngo-peg-cpba-gl结合物的结构如式i所示：
[0008][0009]
本发明的技术方案如下：
[0010]
纳米氧化石墨烯基药物递送系统的合成：
[0011][0012]
本发明采用羧基化的纳米氧化石墨烯为骨架，4-羧基苯硼酸为ph/ros响应单体，具有顺式二醇结构的甘草酸为靶向和治疗肝癌的药物，制备得到肝靶向的ph/ros双响应型纳米氧化石墨烯基药物递送系统，该药物递送系统具有肝靶向性、且具有高的载药量、低的细胞毒性，在肝癌治疗中具有良好的应用潜力。
附图说明
[0013]
图1为纳米氧化石墨烯基药物递送系统的合成示意图；
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图2为纳米氧化石墨烯-聚乙二醇-苯硼酸-甘草酸结合物的红外谱图；
[0015]
图3为纳米氧化石墨烯基药物递送系统的药物释放曲线
[0016]
图4为纳米氧化石墨烯基药物递送系统的体外细胞毒性评价。
具体实施方式
[0017]
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制。
[0018]
实施例1：
[0019]
纳米氧化石墨烯-聚乙二醇(ngo-peg)的合成：取ngo-cooh 0.1g(羧基含量约为0.1mmol)溶于20ml水中，超声充分分散，得到ngo分散液。加入nh
2-peg2000-nh
2 0.4g，室温搅拌反应2h。充分分散后，加入edc 0.0959g、nhs 0.0691g，反应48h。反应结束后获得的粗产品离心洗涤3次(9000rpm，15min)，弃去澄清上清液。而后超纯水重悬，在透析袋中透析(mwco 2500)，冷冻干燥得到ngo-peg结合物。
[0020]
纳米氧化石墨烯-聚乙二醇-苯硼酸(ngo-peg-cpba)的合成：称取ngo-peg 0.15g溶于25ml水中。称取cpba0.0166g溶于5ml水中，加入edc 0.0383g、nhs 0.0345g，室温搅拌2h以活化羧基。而后将ngo-peg溶液加入到cpba溶液中，室温反应48h。而后获得的粗产品离心洗涤3次(9000rpm，15min)，弃去澄清上清液。而后超纯水重悬，在透析袋中透析(mwco 300)，冷冻干燥得到ngo-peg-cpba结合物。
[0021]
纳米氧化石墨烯-聚乙二醇-苯硼酸-甘草酸(ngo-peg-cpba-gl)的合成：取ngo-peg-cpba结合物0.1g溶解在10ml ph 8.5的pbs中，而后加入gl 0.1234g，常温反应24h。而后透析(mwco 1000da)纯化产品，冷冻干燥得到ngo-peg-cpba-gl结合物。
[0022]
实施例2：
[0023]
纳米氧化石墨烯-聚乙二醇(ngo-peg)的合成：取ngo-cooh 0.1g(羧基含量约为0.1mmol)溶于20ml水中，超声充分分散，得到ngo分散液。加入nh
2-peg2000-nh
2 0.8g，室温搅拌反应2h。充分分散后，加入edc 0.0959g、nhs 0.0691g，反应48h。反应结束后获得的粗产品离心洗涤3次(9000rpm，15min)，弃去澄清上清液。而后超纯水重悬，在透析袋中透析(mwco 2500)，冷冻干燥得到ngo-peg结合物。
[0024]
纳米氧化石墨烯-聚乙二醇-苯硼酸(ngo-peg-cpba)的合成：称取ngo-peg 0.15g溶于25ml水中。称取cpba0.0083g溶于5ml水中，加入edc 0.0192g、nhs 0.0173g，室温搅拌2h以活化羧基。而后将ngo-peg溶液加入到cpba溶液中，室温反应48h。而后获得的粗产品离心洗涤3次(9000rpm，15min)，弃去澄清上清液。而后超纯水重悬，在透析袋中透析(mwco 300)，冷冻干燥得到ngo-peg-cpba结合物。
[0025]
纳米氧化石墨烯-聚乙二醇-苯硼酸-甘草酸(ngo-peg-cpba-gl)的合成：取ngo-peg-cpba结合物0.1g溶解在10ml ph 8.5的pbs中，而后加入gl 0.0494g，常温反应24h。而后透析(mwco 1000da)纯化产品，冷冻干燥得到ngo-peg-cpba-gl结合物。


技术特征：
1.一种肝靶向的ph/ros双响应型纳米氧化石墨烯基药物递送系统及其制备方法，其特征在于，选择羧基化的纳米氧化石墨烯为骨架材料，经酰胺化反应修饰聚乙二醇后，连接4-羧基苯硼酸，通过硼酸酯键结合天然药物—甘草酸，制备得到肝靶向的ph/ros双响应型纳米氧化石墨烯基药物递送系统。2.根据权利要求1所述的肝靶向的ph/ros双响应型纳米氧化石墨烯基药物递送系统及其制备方法，包括如下步骤：(1)取一定质量的羧基化纳米氧化石墨烯(ngo-cooh)溶于去离子水中，超声充分分散后，加入一定质量的nh
2-peg2000-nh2，充分分散后，加入1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐(edc)和n-羟基琥珀酰亚胺(nhs)，反应48h后获得的粗产品，离心洗涤3次，弃去澄清上清液，而后超纯水重悬，在透析袋中透析(mwco 2500)，冷冻干燥得到纳米氧化石墨烯-聚乙二醇(ngo-peg)结合物；(2)一定质量的ngo-peg结合物溶于水中，一定质量的4-羧基苯硼酸(cpba)溶于水中，加入edc和nhs，室温搅拌2h以活化羧基，而后将ngo-peg溶液加入到cpba溶液中，室温反应48h，在透析袋中透析(mwco 300)，冷冻干燥得到纳米氧化石墨烯-聚乙二醇-苯硼酸(ngo-peg-cpba)结合物；(3)取ngo-peg-cpba结合物溶解在ph 8.5的pbs缓冲液中，加入甘草酸常温反应24h，而后透析(mwco 1000da)纯化产品，冷冻干燥得到纳米氧化石墨烯-聚乙二醇-苯硼酸-甘草酸(ngo-peg-cpba-gl)结合物。3.根据权利要求1和2所述的肝靶向的ph/ros双响应型纳米氧化石墨烯基药物递送系统及其制备方法，其特征在于，步骤(1)中羧基化纳米氧化石墨烯的羧基和4-羧基苯硼酸的摩尔比为1：2～1：4。4.根据权利要求1和2所述的肝靶向的ph/ros双响应型纳米氧化石墨烯基药物递送系统及其制备方法，其特征在于，步骤(2)中纳米氧化石墨烯-聚乙二醇结合物的氨基和苯硼酸的摩尔比为1：0.5～1：2。5.根据权利要求1和2所述的肝靶向的ph/ros双响应型纳米氧化石墨烯基药物递送系统及其制备方法，其特征在于，步骤(3)中纳米氧化石墨烯-聚乙二醇-苯硼酸结合物的硼羟基和甘草酸的摩尔比为1：0.5～1：2。6.根据权利要求1、2、3、4、5所述的肝靶向的ph/ros双响应型纳米氧化石墨烯基药物递送系统，可用作肝癌治疗。

技术总结
本发明公开了一种肝靶向的pH/ROS双响应型纳米氧化石墨烯基药物递送系统及其制备方法，其特征在于，以羧基化纳米氧化石墨烯为骨架材料，通过酰胺化反应修饰聚乙二醇后，连接4-羧基苯硼酸，通过具有ROS响应性的硼酸酯键连接甘草酸，制备得到肝靶向的pH/ROS双响应型纳米氧化石墨烯基药物递送系统。纳米氧化石墨烯基药物递送系统。纳米氧化石墨烯基药物递送系统。


技术研发人员：雷建都 赵静养 朱华泰
受保护的技术使用者：北京林业大学
技术研发日：2022.11.08
技术公布日：2023/1/19