本发明涉及纳米药物制备,特别涉及一种具备抗肿瘤潜力的cus@bsa纳米复合材料及其制备方法和应用。
背景技术:
1、自2005年,以蛋白质为载体的纳米递送药物首次在临床治疗肿瘤中取得成功后,以蛋白质为载体用于构建肿瘤治疗药物递送体系逐步成为新兴肿瘤治疗方案的研究热点。蛋白质作为一种生物大分子,具有良好的生物相容性以及稳定性,可作为多种药物以及金属离子的载体,表现出较强的载药能力以及靶向性。其中,牛血清蛋白(bsa)最具代表性,bsa分子由583个氨基酸残基构成,分子量为66.43kda,等电点为4.7,是疏水性药物的天然载体,可以穿透血脑屏障。另外,bsa作为生物模板参与的纳米药物制备所需条件绿色、温和,且具有良好的重现性。因此,利用bsa作为载体在抗肿瘤药物递送体系构建中具有良好的发展潜力。
2、光热治疗(ptt)和化学动力学治疗(cdt)是近几年被广泛研究的两种新型肿瘤治疗方法。其中,ptt利用具有较高光热转换效率的材料在近红外光照射下将光能转化为热能的特性,来杀死肿瘤细胞。硫化铜纳米粒子(cus nps)因其优异的吸附性、高效的光热转换效率和其简易的制备方法而被广泛用于肿瘤的光热治疗。但是,作为无机纳米粒子的cusnps在合成过程中需要苛刻的反应条件,如高温(150-180℃)、无氧和有毒的有机溶剂等。因此,亟需开发一种简便、温和、生物相容且经济高效的策略来制备用于肿瘤ptt的cus基纳米复合材料。除ptt以外,cdt可以通过芬顿/类芬顿反应的发生,即金属离子与肿瘤内源性过氧化氢反应生成有毒性的羟基自由基(·oh),导致氧化应激从而诱导细胞凋亡。根据之前报道,cu+可通过类芬顿反应生成·oh,在肿瘤cdt中的表现出巨大的应用价值。
3、另一方面,肿瘤内部含有过表达的gsh,导致细胞凋亡的通路受到抑制,且gsh对·oh具有清除作用,进一步影响了cdt对肿瘤细胞的杀伤作用。而cus能够与肿瘤内部过表达的gsh反应,降低gsh含量的同时生成cu+,提升cdt治疗效率。
技术实现思路
1、针对上述问题,本发明提供一种具备抗肿瘤潜力的cus@bsa纳米复合材料及其制备方法和应用。本发明所制备的cus@bsa纳米复合材料具有良好的生物相容性,并同时具备肿瘤的光热治疗和化学动力学治疗的能力。
2、本发明为解决技术问题所采用的技术方案如下:
3、本发明的一种具备抗肿瘤潜力的cus@bsa纳米复合材料的制备方法,包括以下步骤:
4、步骤一、将8-10mg/ml cucl2·2h2o溶液和50mg/ml bsa溶液混合搅拌3-5分钟;待混合液出现浅绿色浑浊时,加入naoh溶液将混合液的ph调至强碱性,此时混合液变成透明的深蓝色;以特定速度加入240-250mg/ml na2s·9h2o溶液,水浴锅加热至37-45℃并搅拌3-5小时,混合液变为透明的深褐色;
5、步骤二、将步骤一反应完全的混合液注入透析袋中透析24-36小时;
6、步骤三、将透析后的混合液放置冻干机中进行冻干,直到混合液完全变成深绿色的棉花蓬松状固体粉末,成功制得cus@bsa纳米复合材料。
7、作为优选的实施方式,步骤一中,所述cucl2·2h2o溶液、bsa溶液和na2s·9h2o溶液的体积比为5:5:2。
8、作为优选的实施方式,步骤一中,所述naoh溶液的浓度为1m。
9、作为优选的实施方式,步骤一中,加入naoh溶液将混合液的ph调至11-12。
10、作为优选的实施方式,步骤一中,采用注射泵以5-8ml/min的速度滴加na2s·9h2o溶液。
11、作为优选的实施方式,步骤二中,所述透析袋的规格为:mwco=8000-14000da。
12、作为优选的实施方式,步骤三中,所述冻干机的温度设为-10~-20℃。
13、本发明的一种具备抗肿瘤潜力的cus@bsa纳米复合材料的制备方法所制备的一种具备抗肿瘤潜力的cus@bsa纳米复合材料。
14、作为优选的实施方式,该cus@bsa纳米复合材料的粒径为8-12nm,呈规则球形颗粒。
15、本发明的一种具备抗肿瘤潜力的cus@bsa纳米复合材料在制备光热治疗药物、化学动力学治疗药物和抗肿瘤药物中的应用。
16、本发明的有益效果是:
17、本发明利用牛血清白蛋白(bsa)、cu2+作为原材料,同时利用牛血清白蛋白(bsa)的载体优势,通过生物矿化法成功制备了一种多功能金属离子-蛋白质纳米复合材料即cus@bsa纳米复合材料,制备过程的合成条件温和,步骤简单,实验试剂价廉易得,制得的cus@bsa纳米粒子尺寸均一,形貌稳定,具有良好的生物相容性。
18、另外,在体外生成羟基自由基能力评估及gsh消耗实验中,得出了以下结论:cus@bsa纳米复合材料中的cu2+可以在高效消耗gsh的同时,产生可发生类芬顿反应的cu+,生成剧毒性的·oh用于杀伤肿瘤细胞,并且只有在肿瘤微环境的弱酸性条件(ph=5.5)下才具有较强的催化能力,证明了该cus@bsa纳米复合材料具有较高的特异性和安全性。同时,在光热性能评估中cus@bsa纳米复合材料有较好的光热转化能力,证明其具有光热治疗的潜力。综合来看,本发明所制备的cus@bsa纳米复合材料作为一种多功能金属离子-蛋白质纳米复合材料,将在化学动力学治疗(cdt)-光热治疗(ptt)的肿瘤联合治疗中展现出巨大潜力,在肿瘤治疗的应用领域具有广阔的应用前景。
1.一种具备抗肿瘤潜力的cus@bsa纳米复合材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的一种具备抗肿瘤潜力的cus@bsa纳米复合材料的制备方法,其特征在于,步骤一中,所述cucl2·2h2o溶液、bsa溶液和na2s·9h2o溶液的体积比为5:5:2。
3.根据权利要求1所述的一种具备抗肿瘤潜力的cus@bsa纳米复合材料的制备方法,其特征在于,步骤一中,所述naoh溶液的浓度为1m。
4.根据权利要求1所述的一种具备抗肿瘤潜力的cus@bsa纳米复合材料的制备方法,其特征在于,步骤一中,加入naoh溶液将混合液的ph调至11-12。
5.根据权利要求1所述的一种具备抗肿瘤潜力的cus@bsa纳米复合材料的制备方法,其特征在于,步骤一中,采用注射泵以5-8ml/min的速度滴加na2s·9h2o溶液。
6.根据权利要求1所述的一种具备抗肿瘤潜力的cus@bsa纳米复合材料的制备方法,其特征在于,步骤二中,所述透析袋的规格为:mwco=8000-14000da。
7.根据权利要求1所述的一种具备抗肿瘤潜力的cus@bsa纳米复合材料的制备方法,其特征在于,步骤三中,所述冻干机的温度设为-10~-20℃。
8.如权利要求1至7中任意一项所述的一种具备抗肿瘤潜力的cus@bsa纳米复合材料的制备方法所制备的一种具备抗肿瘤潜力的cus@bsa纳米复合材料。
9.根据权利要求8所述的一种具备抗肿瘤潜力的cus@bsa纳米复合材料,其特征在于,该cus@bsa纳米复合材料的粒径为8-12nm,呈规则球形颗粒。
10.如权利要求8所述的一种具备抗肿瘤潜力的cus@bsa纳米复合材料在制备光热治疗药物、化学动力学治疗药物和抗肿瘤药物中的应用。