金丝桃素介孔硅纳米载药体系及其制备方法和应用

本发明专利涉及生物医药，尤其是指一种金丝桃素介孔硅纳米载药体系及其制备方法和应用。

背景技术：

1、抗菌药物的长期使用会导致细菌的耐药性，限制了它们的广泛使用，因此，开发新型抗菌剂得到了广泛关注。金丝桃素作为一种天然光敏剂，其在590～595nm光的作用下，可以产生活性氧，破坏细菌内的蛋白质、核酸及其结构，导致细菌死亡，且不易产生耐药性，但是金丝桃素溶解度低，在水溶液中容易发生聚集，从而不能发挥其光动力活性。

2、因此，研发一种增加金丝桃素水溶性和分散性，使其更好的发挥光动力抗菌作用的制剂显得很有必要。

技术实现思路

1、发明人在研究过程中，发现介孔二氧化硅因其良好的生物相容性与分散性、弱毒性、易于合成、可调孔径、孔体积大、比表面积大和易进行表面修饰等特性而引起了广泛关注。聚乙二醇具有良好的水溶性和生物相容性，通常被用于修饰纳米颗粒和难溶性化合物，以提高其分散性、生物相容性和溶解度。抗菌光动力疗法(apdt)是治疗细菌感染的一种新兴策略，该技术具有选择性、无痛、侵入性小等特点。这种策略的抗菌效果依赖于光敏剂暴露在特定波长的光下时产生的活性氧(ros)，ros可作用于多种细胞靶点，通过破坏脂质、蛋白质、核酸和细菌结构，导致病原体死亡。基于金丝桃素的光动力抗菌活性及介孔二氧化硅和聚乙二醇的优良特性，创新性设计并制备了一种金丝桃素纳米载药体系，在抗菌领域具有潜在的应用前景。

2、本发明旨在至少在一定程度上解决现有技术中存在的技术问题之一，由此，在本发明的第一方面，本发明提供金丝桃素介孔硅纳米载药体系，包括peg修饰的介孔二氧化硅和金丝桃素，所述金丝桃素与所述peg修饰的介孔二氧化硅的质量比1：(14～20)。

3、peg为聚乙二醇。

4、在本发明的一个或多个实施方案中，所述peg修饰的介孔二氧化硅通过如下步骤制备得到：

5、1)peg与马来酸酐反应，纯化，得到两端羧基修饰的聚乙二醇(hooc-peg-cooh)；

6、2)正硅酸四乙酯(teos)与3-氨丙基三乙氧基硅烷(aptes)反应，得到氨基修饰介孔二氧化硅(msn-nh2)；

7、3)将步骤1)得到的两端羧基修饰的聚乙二醇(hooc-peg-cooh)和步骤2)得到的氨基修饰介孔二氧化硅(msn-nh2)混合，调节体系ph至碱性，反应，得到所述peg修饰的介孔二氧化硅(msn-peg-cooh)。

8、在本发明的一个或多个实施方案中，所述步骤1)中，peg与马来酸酐的摩尔比为1：(3～6)；

9、优选地，peg为peg-2000，即数均分子量为2000的聚乙二醇。

10、优选地，所述步骤1)包括：取peg加入反应容器中，加入dmf，通入保护气体，peg溶解后，加入马来酸酐，搅拌，加入吡啶，反应，除去dmf，将所得油状物透析后，浓缩，冻干，得到两端羧基修饰的聚乙二醇(hooc-peg-cooh)。

11、在本发明的一个或多个实施方案中，所述步骤2)中，aptes与teos的体积比为1：(6～8)。

12、在本发明的一个或多个实施方案中，所述步骤2)包括：将水、乙醇和ctab(十六烷基三甲基溴化铵)加入反应容器中，加入tea(三乙醇胺)，搅拌，加入正硅酸四乙酯(teos)，继续搅拌，加入3-氨丙基三乙氧基硅烷(aptes)，反应，冷却，离心，用乙醇、水洗涤，将所得的固体分散于乙醇和浓盐酸的混合溶剂中，回流(除去模板剂ctab)，离心，用乙醇和去离子水洗涤，得到氨基修饰介孔二氧化硅(msn-nh2)；

13、优选地，乙醇、水与三乙醇胺的的体积比为1：(6～8)：(1～1.1)；ctab(十六烷基三甲基溴化铵)与水的质量比为1：(22～28)；所述步骤2)中，混合溶剂中浓盐酸与乙醇的体积比为1：(8～10)。

14、在本发明的一个或多个实施方案中，所述步骤3)中，氨基修饰介孔二氧化硅(msn-nh2)与两端羧基修饰的聚乙二醇(hooc-peg-cooh)的质量比为1：(1.5～2)；调节体系ph至8.5～9；

15、优选地，所述步骤3)包括：将hooc-peg-cooh加入反应容器中，加入水，溶解，加入edc，搅拌，加入nhs，反应，将msn-nh2加入反应体系中，用三乙胺调节体系ph至碱性，反应，离心，用水洗涤，得到peg修饰的介孔二氧化硅(msn-peg-cooh)；

16、优选地，两端羧基修饰的聚乙二醇(hooc-peg-cooh)、edc与nhs的摩尔比为1：(2～3)：(1～1.5)。

17、在本发明的第二方面，本发明提供一种在本发明第一方面所述的金丝桃素介孔硅纳米载药体系的制备方法，包括将peg修饰的介孔二氧化硅(msn-peg-cooh)与金丝桃素避光反应，纯化，得到所述金丝桃素介孔硅纳米载药体系。

18、在本发明的一个或多个实施方案中，金丝桃素介孔硅纳米载药体系的制备方法，包括，取peg修饰的介孔二氧化硅(msn-peg-cooh)加入反应容器中，加入dmf，搅拌，加入edc，继续搅拌，加入dmap，继续搅拌，将金丝桃素溶于dmf中，加入反应体系中，避光反应，离心，乙醇洗涤2～3次，得到金丝桃素介孔硅纳米载药体系(msn-peg-hypericin)；

19、优选地，edc与dmap的摩尔比为(1～1.5)：1；peg修饰的介孔二氧化硅(msn-peg-cooh)与edc的质量比为(2.5～3.5)：1。

20、在本发明的第三方面，本发明提供一种在本发明第一方面所述的金丝桃素介孔硅纳米载药体系在制备革兰氏阳性菌金黄色葡萄球菌(s.aureus)和/或革兰氏阴性菌大肠杆菌(e.coli)抑制剂中的应用。

21、在本发明的一个或多个实施方案中，金丝桃素纳米载药体系在制备革兰氏阳性菌金黄色葡萄球菌抑制剂时，金丝桃素的浓度为2.5～5μg/ml，抑制剂抑制革兰氏阳性菌金黄色葡萄球菌光动力条件为：光照时间为4～8min，孵育时间为8～12h；

22、金丝桃素纳米载药体系在制备革兰氏阴性菌大肠杆菌抑制剂时，金丝桃素浓度为5～10μg/ml，抑制剂抑制革兰氏阴性菌大肠杆菌的光动力条件为：光照时间为4～8min，孵育时间为8～12h。

23、本发明的有益效果在于：

24、1、本发明提供一种金丝桃素介孔硅纳米载药体系的制备方法，先对msn-nh2进行peg修饰，以增加其稳定性和分散性，然后通过共价偶联的方式接枝金丝桃素，得到msn-peg-hypericin。介孔二氧化硅具有良好的分散性和生物相容性，peg修饰后可进一步改善其分散性和生物相容性以及金丝桃素的水溶性，因此制备的msn-peg-hypericin具有良好的分散性和生物相容性，在产生抗菌作用时，对细胞的毒性低，达到了安全高效的抗菌目的。

25、2、本发明将金丝桃素接枝到纳米载体表面，不仅增加了其水溶性，而且增加了金丝桃素与细菌表面的相互接触，光动力效应产生的活性氧可以近距离损害细菌，破坏细菌结构，导致细菌死亡。此外，将金丝桃素接枝到纳米载体表面，改善了其容易发生聚集的特性，与游离的金丝桃素相比，制备的msn-peg-hypericin在相同的条件下，可以产生更多的活性氧，产生更好的光动力抗菌作用。

26、3、本发明提供金丝桃素介孔硅纳米载药体系的制备方法制备得到的金丝桃素介孔硅纳米载药体系是通过光动力效应产生的活性氧发挥抗菌作用，与传统的抗生素相比，减少了耐药菌的发生，为治疗细菌感染提供了一种新的策略。