一种硫酸软骨素和姜黄素共载的二氧化硅纳米粒子及其制备方法

本发明涉及介孔二氧化硅纳米粒子，尤其是涉及一种硫酸软骨素和姜黄素共载的二氧化硅纳米粒子及其制备方法。

背景技术：

1、介孔二氧化硅纳米粒子(mesoporous silica nano，msn)由于其具有高生物相容性、高表面积、高稳定性、靶向性，易于表面修饰和较高的载药率等特点，在智能药物运送领域引起了巨大关注。作为一种优秀的纳米药物载体，msn能够对机体环境或生理变化敏锐感知，在肿瘤中富集并调控药物进行精准释放。近年来，靶向和持续治疗剂的概念已转变为触发药物释放，从而迎来了“按需”药物递送时代，msn由于其可调节的表面功能已出现在触发释放系统的最前沿。目前，良好的药物运送功能使msn可用于疾病的诊断、肿瘤治疗、抗菌治疗等领域。

2、msn可自动吸附天然抗菌剂，作为天然产物的运输载体，可合成抑菌活性良好的介孔二氧化硅纳米材料。许多天然产物本身如姜黄素(curcumin,cur)，具有很好的生物活性，其药理作用广且毒性低，因而具有广阔的应用前景。其对多种细菌、病毒和肿瘤细胞都有毒性，能通过抑制细胞生长增殖、阻断细胞周期、诱导细胞凋亡等多种机制达到抗菌和抗肿瘤的目的。与此同时，姜黄素还具有天然黄绿色荧光，染色力较好，能够作为荧光标志物应用在各类实验中实现荧光成像功能。因此，姜黄素成为了生物医药领域热门的天然抗菌剂，但由于其极低的水溶性、快速的系统清除、极低的组织吸收和生理ph值下极易降解，严重降低了其生物利用度，限制了其临床应用。

3、硫酸软骨素(chondroitin sulfate，cs)作为结缔组织中天然含有的成分，生物相容性好，具有抗炎、抗氧化、抗凝血等重要生物活性，又因为具有优异的抗肿瘤且无毒副作用等关键特性，探究其抗菌效果成为一个新兴研究领域。硫酸软骨素吸水性强易溶于水的特性，能够很好地与各类物质结合，改善其亲水性能，从而稳定存在于水性环境中并发挥作用。

4、药物与msn复合可实现药物高度分散。msn的孔结构高度有序，孔体积与比表面积巨大，且其合成程序较为简单易控，可作为药物全身传递系统载体，用msn材料运载这些药物，可提高药物溶解度，改善稳定性，增大其应用范围。

5、目前，并未有硫酸软骨素与姜黄素共同负载的msn的相关报道，为扩大msn及姜黄素和硫酸软骨素的应用范围，提出本发明。

技术实现思路

1、本发明的第一目的在于提供一种硫酸软骨素和姜黄素共载的二氧化硅纳米粒子，该二氧化硅纳米粒子能够扩大二氧化硅纳米粒子、硫酸软骨素及姜黄素在生物医药领域的功能化应用。本发明的第二目的在于提供一种硫酸软骨素和姜黄素共载的二氧化硅纳米粒子的制备方法。

2、本发明提供的一种硫酸软骨素和姜黄素共载的二氧化硅纳米粒子，包括姜黄素基二氧化硅纳米粒子和硫酸软骨素，所述姜黄素基二氧化硅纳米粒子与所述硫酸软骨素的质量之比为2-2.5:1-1.5。更优选为2:1。

3、优选地，所述姜黄素基二氧化硅纳米粒子采用以下方法制备得到：

4、(1)将十六烷基三甲基溴化铵溶于蒸馏水中，加入氢氧化钠，在室温下搅拌均匀，得到混合溶液；

5、(2)边搅拌边往上述混合溶液中滴加正硅酸乙酯和姜黄素饱和二氯甲烷溶液，滴加完后继续搅拌，反应完成后抽滤，用蒸馏水洗涤，干燥；

6、(3)干燥后将产品重新分散在蒸馏水中，加入盐酸反应除去十六烷基三甲基溴化铵后，抽滤，再次用蒸馏水洗涤，离心收集沉淀物，干燥后得到所述姜黄素基二氧化硅纳米粒子。

7、优选地，步骤(1)所述的混合溶液中：十六烷基三甲基溴化铵的浓度为2-2.1mg/ml，氢氧化钠的浓度为0.5-0.6mg/ml。

8、优选地，步骤(2)中滴加正硅酸乙酯和姜黄素饱和二氯甲烷溶液时，控制滴加速率为20秒/滴。

9、优选地，步骤(3)中加入盐酸在58-62℃反应2-2.2小时除去十六烷基三甲基溴化铵。

10、优选地，步骤(2)中正硅酸乙酯和姜黄素饱和二氯甲烷溶液体积比为5-5.5:10-10.5。更优选为5.3:10。

11、优选地，步骤(2)和步骤(3)中干燥均采用48-52℃真空干燥。

12、本发明提供的上述硫酸软骨素和姜黄素共载的二氧化硅纳米粒子的制备方法，包括以下步骤：

13、将硫酸软骨素、姜黄素基二氧化硅纳米粒子、1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺和n-羟基琥珀酰亚胺加入蒸馏水中，在室温下搅拌反应，离心收集，真空干燥后，得到硫酸软骨素和姜黄素共载的二氧化硅纳米粒子。

14、优选地，所述1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺和所述n-羟基琥珀酰亚胺的质量之比为1:1。

15、优选地，所述姜黄素基二氧化硅纳米粒子与所述n-羟基琥珀酰亚胺的质量之比为8:1。

16、综上所述，本发明与现有技术相比具有以下优点：

17、本发明提供的硫酸软骨素和姜黄素共载的二氧化硅纳米粒子，将姜黄素与介孔二氧化硅纳米材料复合，使姜黄素以纳米级形态被限制在二氧化硅材料孔隙内表面，使姜黄素无法相互接触团聚，同时纳米级的粒径和巨大的比表面积，可显著提高姜黄素的溶出度及生物利用度。姜黄素优良的抗菌性能使二氧化硅纳米材料具备抗炎、抗菌、抗氧化等药理价值，其ph响应性荧光成像可以表征伤口ph状态，实时跟踪伤口愈合情况。再将生物相容性好、抗炎抗氧化性能良好、亲水性能优良的硫酸软骨素负载在纳米粒子孔径中，既提高了二氧化硅纳纳米材料及姜黄素的亲水性，又提升了其抗菌效果。

18、本发明提供的技术方案通过将水溶性低的姜黄素和水溶性高的硫酸软骨素负载在纳米粒子中，制备出一种亲水性优良、具有ph响应性的抗菌荧光介孔二氧化硅纳米粒子，构建了一类能够实现细胞内药物释放药物载体，控制药物姜黄素和硫酸软骨素的定点释放，在药物输送领域具有一定的应用价值，同时扩大了姜黄素和硫酸软骨素的应用范围。

技术特征：

1.一种硫酸软骨素和姜黄素共载的二氧化硅纳米粒子，其特征在于，包括姜黄素基二氧化硅纳米粒子和硫酸软骨素，所述姜黄素基二氧化硅纳米粒子与所述硫酸软骨素的质量之比为2-2.5:1-1.5。

2.根据权利要求1所述的二氧化硅纳米粒子，其特征在于，所述姜黄素基二氧化硅纳米粒子采用以下方法制备得到：

3.根据权利要求2所述的二氧化硅纳米粒子，其特征在于，步骤(1)所述的混合溶液中：十六烷基三甲基溴化铵的浓度为2-2.1mg/ml，氢氧化钠的浓度为0.5-0.6mg/ml。

4.根据权利要求2所述的二氧化硅纳米粒子，其特征在于，步骤(2)中滴加正硅酸乙酯和姜黄素饱和二氯甲烷溶液时，控制滴加速率为20秒/滴。

5.根据权利要求2所述的二氧化硅纳米粒子，其特征在于，步骤(3)中加入盐酸在58-62℃反应2-2.2小时除去十六烷基三甲基溴化铵。

6.根据权利要求2所述的二氧化硅纳米粒子，其特征在于，步骤(2)中正硅酸乙酯和姜黄素饱和二氯甲烷溶液体积比为5-5.5:10-10.5。

7.根据权利要求2所述的二氧化硅纳米粒子，其特征在于，步骤(2)和步骤(3)中干燥均采用48-52℃真空干燥。

8.一种权利要求1-7任一所述的硫酸软骨素和姜黄素共载的二氧化硅纳米粒子的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺和所述n-羟基琥珀酰亚胺的质量之比为1:1。

10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述姜黄素基二氧化硅纳米粒子与所述n-羟基琥珀酰亚胺的质量之比为8:1。

技术总结
本发明涉及介孔二氧化硅纳米粒子技术领域，尤其是涉及一种硫酸软骨素和姜黄素共载的二氧化硅纳米粒子及其制备方法。CUR‑MSN‑CS包括姜黄素基二氧化硅纳米粒子和硫酸软骨素，所述姜黄素基二氧化硅纳米粒子与所述硫酸软骨素的质量之比为2‑2.5:1‑1.5。通过将水溶性低的姜黄素和水溶性高的硫酸软骨素负载在纳米粒子中，制备出一种亲水性优良、具有pH响应性的抗菌荧光介孔二氧化硅纳米粒子，构建了一类能够实现细胞内药物释放药物载体，控制药物姜黄素和硫酸软骨素的定点释放，在药物输送领域具有一定的应用价值，同时扩大了姜黄素和硫酸软骨素的应用范围。

技术研发人员：徐秀彬,谢明慧,吴旭
受保护的技术使用者：广州大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14