CN111821283A - 一种癌细胞膜包裹负载三苯基膦-氯尼达明的谷氨酸锌包裹普鲁士蓝纳米粒及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种癌细胞膜包裹负载三苯基膦‑氯尼达明的谷氨酸锌包裹普鲁士蓝纳米粒及其制备方法,包括普鲁士蓝纳米核心,该普鲁士蓝纳米核心的表面包覆至少一谷氨酸锌层,处于最外层的谷氨酸锌层的表面具有负载三苯基膦‑氯尼达明的一负载层,该负载层外包覆一肿瘤细胞膜层。本发明具有靶向肿瘤细胞的能力,体内循环时间长,且能够聚集于线粒体并造成功能障碍,降低ATP的合成,下调多种热休克蛋白的合成,同时造成细胞凋亡,有效增强肿瘤低温光热治疗的疗效。
Description
技术领域
本发明属于药物载体技术领域,具体涉及一种癌细胞膜包裹负载三苯基膦-氯尼达明的谷氨酸锌包裹普鲁士蓝纳米粒及其制备方法。
背景技术
癌症作为恶性肿瘤的一类,是一种在全球范围内发病率和死亡率都非常高的非传染性疾病,据国际癌症研究所预计,2025年全球将新增约2千万癌症病例。目前传统癌症治疗手段依然占据着主要地位,如化疗、放疗和手术,它们存在高复发率和副作用强等缺点。光热疗法作为一种新型治疗手段,是利用光热转换制剂将光能迅速转化为热能杀死肿瘤细胞的治疗方式。相比于传统治疗手段光热治疗具备诸多优势,但是受限于激光的穿透深度,肿瘤组织较深的部位受热较低,通常通过加大光热转换制剂的用量和/或激光功率来达到满意的治疗效果。然而由于非选择性的热扩散,高温可能导致肿瘤附近的正常组织非可逆受损,并可能引起一系列炎症、肿瘤转移等副作用。低温虽不会引起肿瘤附近的正常组织损伤或其它副作用,但其治疗效果较差,因此实现低温的光热治疗是其迈向临床转化急需解决的问题。
相比于正常细胞,肿瘤细胞过量表达热休克蛋白,使得其热敏感性降低,维持了肿瘤细胞在高温下的活性。因此,为了提高肿瘤细胞对热的敏感型,将热休克蛋白抑制剂和光热转换制剂组合在同一纳米系统中进行光热治疗是一种有效的途径。威利数据库(先进材料,2017年,29卷,1703588页)报道了刘庄课题组设计并构建了一种吲哚菁绿作为配体的一维纳米MOF材料,负载藤黄酸来抑制热休克蛋白90的作用,实现了在低温(~43℃)光热治疗下优异的抗肿瘤效果。威利数据库(先进功能材料,2016年,26卷,3480-3489页)报道了周晶课题组利用上转换纳米粒作为载体,siRNA阻断热休克蛋白70的合成,提高光热转换制剂对肿瘤细胞的作用。这两种方案虽然很好的解决了热休克蛋白的活性和表达量问题,但是他们只能针对一种热休克蛋白,而热休克蛋白种类繁多且在光热治疗治疗中都能发挥作用影响光热治疗效果。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术缺陷,提供一种癌细胞膜包裹负载三苯基膦-氯尼达明的谷氨酸锌包裹普鲁士蓝纳米粒。
本发明的另一目的在于提供上述癌细胞膜包裹负载三苯基膦-氯尼达明的谷氨酸锌包裹普鲁士蓝纳米粒的制备方法。
本发明的再一目的在于提供上述癌细胞膜包裹负载三苯基膦-氯尼达明的谷氨酸锌包裹普鲁士蓝纳米粒的应用。
本发明的技术方案如下:
一种癌细胞膜包裹负载三苯基膦-氯尼达明的谷氨酸锌包裹普鲁士蓝纳米粒,包括普鲁士蓝纳米核心,该普鲁士蓝纳米核心的表面包覆至少一谷氨酸锌层,处于最外层的谷氨酸锌层的表面具有负载三苯基膦-氯尼达明的一负载层,该负载层外包覆一肿瘤细胞膜层。
在本发明的一个优选实施方案中,所述肿瘤细胞膜层由提取的HepG2细胞膜制成。
在本发明的一个优选实施方案中,所述三苯基膦-氯尼达明通过(2-溴甲基)二甲胺氢溴酸盐连接三苯基膦和氯尼达明而制成。
在本发明的一个优选实施方案中,其粒径为100-200nm。
进一步优选的,所述普鲁士蓝纳米核心的粒径为70-90nm。
如图1所示,上述癌细胞膜包裹负载三苯基膦-氯尼达明的谷氨酸锌包裹普鲁士蓝纳米粒的制备方法,包括如下步骤:
(1)用水热合成法制备普鲁士蓝纳米粒;
(2)制备谷氨酸锌包裹普鲁士蓝纳米粒,包括:
a、将上述普鲁士蓝纳米粒与聚乙烯吡咯烷酮水溶液混合后,逐滴加入硝酸锌溶液进行反应,离心后水洗后分散;
b、在步骤a所得的物料中逐滴加入谷氨酸二钠溶液进行反应,离心水洗收集沉淀,如此反复1-3次,离心收集得到谷氨酸锌包裹普鲁士蓝纳米粒;
(3)制备负载三苯基膦-氯尼达明的谷氨酸锌包裹普鲁士蓝纳米粒:将步骤(2)所得的谷氨酸锌包裹普鲁士蓝纳米粒分散于甲醇中,再加入三苯基膦-氯尼达明的甲醇溶液,经充分搅拌、离心和水洗后,再加入谷氨酸二钠溶液进行反应,获得负载三苯基膦-氯尼达明的谷氨酸锌包裹普鲁士蓝纳米粒;
(4)制备癌细胞膜包裹负载三苯基膦-氯尼达明的谷氨酸锌包裹普鲁士蓝纳米粒:将步骤(3)所得的负载三苯基膦-氯尼达明的谷氨酸锌包裹普鲁士蓝纳米粒超声分散于超纯水中,在超声的过程中逐滴加入提取的肿瘤细胞膜,2-5min后离心收集并充分水洗,即成。
在本发明的一个优选实施方案中,所述步骤(1)为:将六水合氯化铁和一水柠檬酸溶于超纯水中配制成氯化铁溶液;再将三水合亚铁氰化钾和一水柠檬酸溶于超纯水中配制成亚铁氰化钾溶液;在58-62℃下,边搅拌边向氯化铁溶液中缓慢滴加亚铁氰化钾溶液;滴加完后在58-62℃恒温下继续搅拌0.8-1.2min,然后转移至室温下搅拌4-6min,接着缓慢倒入120mL丙酮诱导结晶,依次经离心收集、充分水洗和真空冷冻干燥后,得到所述普鲁士蓝纳米粒。
在本发明的一个优选实施方案中,所述步骤(4)中的超声分散的频率为35-45kHz。
本发明的另一技术方案如下:
上述癌细胞膜包裹负载三苯基膦-氯尼达明的谷氨酸锌包裹普鲁士蓝纳米粒在制备肿瘤低温光热治疗药物中的应用。
本发明的再一技术方案如下:
上述癌细胞膜包裹负载三苯基膦-氯尼达明的谷氨酸锌包裹普鲁士蓝纳米粒在制备靶向线粒体的药物中的应用。
本发明的有益效果是:
1、本发明具有靶向肿瘤细胞的能力,体内循环时间长,且能够聚集于线粒体并造成功能障碍,降低ATP的合成,下调多种热休克蛋白的合成,同时造成细胞凋亡,有效增强肿瘤低温光热治疗的疗效。
2、本发明可以通过癌细胞膜上CD47蛋白和磷脂双分子层组分延长纳米粒体内的循环时间,并且癌细胞膜上表面粘附因子能够主动靶向同种癌细胞。
3、本发明可以改善氯尼达明在细胞基质中扩散缓慢从而导致药效低下的问题,线粒体的高电位通过静电吸引三苯基膦-氯尼达明快速累积,进而增加药效。
4、本发明具有优良的光热性能,既可通过光声成像诊断小鼠体内的肿瘤面积,又可通过光热成像对纳米粒在肿瘤部位进行判断。
附图说明
图1为本发明的制备原理的示意图。
图2为本发明实施例2中的普鲁士蓝纳米粒和谷氨酸锌包裹普鲁士蓝纳米粒的X射线衍射图。
图3为本发明实施例2中的普鲁士蓝纳米粒的透射电镜照片。
图4为本发明实施例2中的谷氨酸锌包裹普鲁士蓝纳米粒的透射电镜照片。
图5为本发明实施例4中的癌细胞膜包裹负载氯尼达明的谷氨酸锌包裹普鲁士蓝纳米粒的透射电镜照片。
图6为本发明实施例4中的癌细胞膜包裹负载三苯基膦-氯尼达明的谷氨酸锌包裹普鲁士蓝纳米粒的透射电镜照片。
图7为本发明实施例5中的癌细胞膜包裹负载三苯基膦-氯尼达明的谷氨酸锌包裹普鲁士蓝纳米粒在不同pH(7.4和5.0)和不同温度(42℃和37℃)下药物释放曲线图。
图8为本发明实施例6中的HepG2细胞与氯尼达明共培养(a)24h和(b)48h,以及与三苯基膦-氯尼达明共培养(c)24h和(d)48h下的相对存活率的结果图(先于37℃下培养10h,然后于42℃下培养0、0.5、1、2h,最后于37℃下培养)。
图9为本发明实施例7中HepG2细胞对谷氨酸锌包裹普鲁士蓝纳米粒和癌细胞膜包裹的谷氨酸锌包裹普鲁士蓝纳米粒的摄取的实验结果图。
图10为本发明实施例8中不同条件处理下HepG2细胞的细胞存活率结果图(1.0W/cm2功率密度的808nm激光照射10min,药物浓度为20μg/mL)
图11为本发明实施例9中不同条件处理后HepG2细胞表达热休克蛋白90和热休克蛋白70的(a)Western Blot图和(b)相对表达量图。
图12为本发明实施例10中的荷瘤裸鼠肿瘤部位在0、4、8、12、24h的光声成像图。
图13为本发明实施例11中的治疗16天内每隔一天的(a)肿瘤体积变化曲线图和(b)裸鼠体重变化曲线图。
图14为本发明实施例12中的不同方式治疗16天后的(a)肿瘤的平均重量对比图和(b)肿瘤大小照片(n=5,*p<0.05,**P<0.01,***P<0.001)
具体实施方式
以下通过具体实施方式结合附图对本发明的技术方案进行进一步的说明和描述。
实施例1:普鲁士蓝纳米粒的制备
称量135mg的六水合氯化铁和2625mg的一水柠檬酸溶于500mL超纯水中配制成氯化铁溶液;再称取210mg的三水合亚铁氰化钾和2625mg的一水柠檬酸溶于500mL超纯水中配制成溶液。量取60mL的氯化铁溶液于烧杯中,在60℃水浴搅拌下缓慢滴加60mL的亚铁氰化钾溶液。滴加完后在60℃恒温下继续搅拌1min,然后转移至室温下搅拌5min,再缓慢倒入120mL丙酮诱导结晶,最后离心收集并水洗3次,真空冷冻干燥后即得到普鲁士蓝纳米粒。
实施例2:谷氨酸锌包裹普鲁士蓝纳米粒的制备
称量3mg的实施例1中的普鲁士蓝纳米粒分散于超纯水中,加入0.5mg/mL的聚乙烯吡咯烷酮溶液10mL,搅拌30min充分混合。然后逐滴加入8mL浓度为5mol/L的硝酸锌溶液,搅拌30min组装第1层。离心后水洗,再次分散。逐滴加入5mol/L的谷氨酸二钠溶液5mL,搅拌30min组装第2层,离心水洗收集沉淀。如此反复共组装4层,离心收集并水洗2次,真空冷冻干燥后得到谷氨酸锌包裹普鲁士蓝纳米粒。
根据本实施例1和实施例2产物的X射线衍射图(图2),所有衍射峰位置分别对应普鲁士蓝纳米粒和谷氨酸锌包裹普鲁士蓝纳米粒的衍射面,显示谷氨酸锌包裹普鲁士蓝纳米粒的形成;普鲁士蓝纳米粒的透射电镜照片(图3)可以看出普鲁士蓝纳米粒为均匀的方形结构;谷氨酸锌包裹普鲁士蓝纳米粒的透射电镜照片(图4)可以看出为均匀的核壳结构,通过动态光散射对粒子的尺寸分布进行统计可知普鲁士蓝纳米粒的平均粒径为80nm,谷氨酸锌包裹普鲁士蓝纳米粒的平均粒径为120nm。
实施例3:药物的负载
称取5mg的实施例2制得的谷氨酸锌包裹普鲁士蓝纳米粒分散于甲醇中,加入硝酸锌的甲醇溶液组装第5层,然后加入2mg氯尼达明的甲醇溶液搅拌2h,离心并水洗2遍,得到负载氯尼达明的谷氨酸锌包裹普鲁士蓝纳米粒。
各称量38.1mmol的三苯基膦和2-氨基溴乙烷氢溴酸盐于100mL的圆底烧瓶中,加入50mL的乙腈82℃下回流搅拌反应24h。反应结束后,干燥沉淀得到产物三苯基膦-氨基乙烷氢溴酸盐。称量3mmol的氯尼达明、3mmol的4-二甲氨基吡啶和3mmol的1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐于圆底烧瓶中,加入10mL的二甲亚砜室温下避光搅拌6h。再加入3mmol的三苯基膦-氨基乙烷氢溴酸,室温下避光连续搅拌72h。反应结束后,用二氯甲烷和超纯水(体积比为5∶1)萃取得到三苯基膦-氯尼达明。
称取5mg的实施例2制得的谷氨酸锌包裹普鲁士蓝纳米粒分散于甲醇中,加入2mg的上述三苯基膦-氯尼达明的甲醇溶液,搅拌2h,离心并水洗2遍。再加入5mol/L的谷氨酸二钠溶液5mL组装第5层,得到负载三苯基膦-氯尼达明的谷氨酸锌包裹普鲁士蓝纳米粒。
测定上清液中未载上的氯尼达明和三苯基膦-氯尼达明吸光度,根据标准曲线计算出浓度,同时计算出氯尼达明的载药量和包封率分别为21.0±2.2%和51.8±3.5%,三苯基膦-氯尼达明的载药量和包封率分别为23.5±2.9%和59.3±2.5%。
实施例4:制备癌细胞膜包裹的载药纳米粒
取实施例3制备的2mg负载氯尼达明的谷氨酸锌包裹普鲁士蓝纳米粒和负载三苯基膦-氯尼达明的谷氨酸锌包裹普鲁士蓝纳米粒于超纯水中,并装于离心管,置于超声清洗仪中在40kHz频率下超声分散,在超声的过程中加入50μL提取的HepG2细胞膜,3min后离心并水洗2次,得到癌细胞膜包裹负载氯尼达明的谷氨酸锌包裹普鲁士蓝纳米粒和癌细胞膜包裹负载三苯基膦-氯尼达明的谷氨酸锌包裹普鲁士蓝纳米粒。
根据透射电镜照片(图5和图6),本实施例制得的产物呈现为立方体结构,可以看出外表面包裹了一层细胞膜,厚度大约为10nm;通过动态光散射对粒子的尺寸分布进行统计可知纳米粒的平均粒径为150nm。
实施例5:药物不同条件下的释放
分别将2mg实施例3制得的负载三苯基膦-氯尼达明的谷氨酸锌包裹普鲁士蓝纳米粒和2mg实施例4制得的癌细胞膜包裹负载三苯基膦-氯尼达明的谷氨酸锌包裹普鲁士蓝纳米粒装入截留分子量为3500Da的透析袋中,使用透析袋夹夹上后装入离心管,加入30mL的pH 7.4或5.0的PBS。分别设置摇床温度为43℃和37℃,进行药物释放。在不同的时间点0.5、1、2、4、6、9、12、24、36、48......h取3mL药物释放的PBS测定吸光度,并补充3mL新的PBS,每组三次平行。根据标准曲线计算对应的浓度,计算药物的累积释放率。
图7中显示药物释放曲线展示在120h内,在pH 5.0和42℃的条件下,癌细胞膜包裹负载三苯基膦-氯尼达明的谷氨酸锌包裹普鲁士蓝纳米粒对三苯基膦-氯尼达明的累积释放率约为50%,其释放速率最快;在pH 5.0和37℃下累积释放率约为40%;在pH 7.4和42℃下累积释放率约为35%;在pH 7.4和37℃下累积释放率约为20%,释放最慢,表现出pH响应和温度响应药物释放。
实施例6:游离药物的抗肿瘤作用
将HepG2细胞以8×103个/孔的细胞密度接种到96孔板中,每孔加入100μL的DMEM完全培养基,37℃、5%的CO2条件下培养24h。然后更换含有氯尼达明和三苯基膦-氯尼达明的DMEM完全培养基,药物浓度分别为2、5、10、20、50μg/mL。96孔板先放置在37℃的培养箱中培养10h,再转移到42℃的培养箱中,分别在42℃下培养0.5h、1h和2h,最后转移到37℃的培养箱中培养。培养总时间为24h和48h后,CCK-8法测定细胞存活率。
图8中,氯尼达明作为一种抗肿瘤药效较低的药物,即使在浓度高达50μg/mL时,HepG2细胞与其共培养24h和48h后的细胞存活率也依然保持很高;经过42℃下孵育后,细胞存活率下降了约25%,说明在氯尼达明的作用下HepG2细胞对高温的敏感性显著增高了,也证实了氯尼达明具有克服肿瘤细胞耐热性的功效。而当三苯基膦-氯尼达明的浓度为20μg/mL时就高出了氯尼达明在50μg/mL时对HepG2细胞的抑制作用,说明三苯基膦-氯尼达明具有更强的药效,使得HepG2细胞对于高温更敏感;说明在连接靶向线粒体基团三苯基膦后其抗肿瘤作用增强了。
实施例7:细胞摄取
将HepG2细胞接种到24孔板中的爬片上,细胞密度为1×105个/孔。24h后,更换为含有50μg/mL实施例2产物谷氨酸锌包裹普鲁士蓝纳米粒和实施例3产物癌细胞膜包裹的谷氨酸锌包裹普鲁士蓝纳米粒的新培养基。37℃培养箱中继续孵育2h和4h,然后用PBS洗3遍,每孔加入4%多聚甲醛0.5mL固定15min。EB染料避光染色细胞核5-10min,滴加10μL抗荧光淬灭剂于载破片上,放置爬片后封片,在CLSM下观察。
图9中,HepG2细胞分别与谷氨酸锌包裹普鲁士蓝纳米粒和癌细胞膜包裹的谷氨酸锌包裹普鲁士蓝纳米粒孵育2h后,肿瘤细胞经过染料EB染色后,在CLSM下观察,405nm激光下激发普鲁士蓝纳米粒产生蓝色荧光。谷氨酸锌包裹普鲁士蓝纳米粒组的蓝色荧光更强,说明进入HepG2细胞中更多,证实了普鲁士蓝纳米粒包裹HepG2细胞膜后获得了靶向能力。
实施例8:低温光热对肿瘤细胞的作用
将HepG2细胞以8×103个/孔的细胞密度接种到96孔板中,加入含有三苯基膦-氯尼达明和实施例3的产物癌细胞膜包裹负载三苯基膦-氯尼达明的谷氨酸锌包裹普鲁士蓝纳米粒的培养基,浓度分别为10、20、50、100、150、200μg/mL。10h后用808nm激光在1.0W/cm2下照射10min,再在37℃条件下培养。培养的总时间分别为24h,更换为100μL的DMEM培养基和10μL的CCK-8试剂,其中空白对照为CCK-8试剂。在培养箱中继续培养1-4h,在450nm波长下通过酶标仪检测,计算细胞存活率。
图10中,在不同的处理条件下,三苯基膦-氯尼达明的当量浓度保持不变为20μg/mL,对肿瘤细胞的作用较弱。癌细胞膜包裹负载三苯基膦-氯尼达明的谷氨酸锌包裹普鲁士蓝纳米粒在激光照射下,HepG2细胞的存活率为39.7±6.1%,比三苯基膦-氯尼达明和光热单独处理对细胞抑制的效果更好。在激光照射癌细胞膜包裹的谷氨酸锌包裹普鲁士蓝纳米粒组后,光热作用造成的温度上升有限,所以没有造成大量细胞死亡。而在癌细胞膜包裹负载三苯基膦-氯尼达明的谷氨酸锌包裹普鲁士蓝纳米粒组中,激光照射温度相同,却造成大片的细胞死亡,说明了药物三苯基膦-氯尼达明使HepG2细胞对热更敏感。这些实验结果及以上的实验结果,充分说明了癌细胞膜包裹负载三苯基膦-氯尼达明的谷氨酸锌包裹普鲁士蓝纳米粒能够增强肿瘤光热治疗效果。
实施例9:ATP水平检测
将HepG2细胞以1×105个/孔种于6孔板中,培养24h。吸除培养基,加入含有氯尼达明、三苯基膦-氯尼达明、实施例4产物癌细胞膜包裹负载氯尼达明的谷氨酸锌包裹普鲁士蓝纳米粒和癌细胞膜包裹负载三苯基膦-氯尼达明的谷氨酸锌包裹普鲁士蓝纳米粒的培养基,其中药物浓度为20μg/mL。培养12h后,每孔加入200μL裂解液,反复吹打裂解细胞,然后在4℃下12000g离心5min,取上清测定。加100μL的ATP检测工作液到96孔板中,再加入20μL样品,迅速混匀,用化学发光仪测定荧光信号。
图11中,当药物浓度为20μg/mL时,氯尼达明组和癌细胞膜包裹负载氯尼达明的谷氨酸锌包裹普鲁士蓝纳米粒组的ATP水平较高,而三苯基膦-氯尼达明组和癌细胞膜包裹负载三苯基膦-氯尼达明的谷氨酸锌包裹普鲁士蓝纳米粒组的ATP水平较低,说明连接了靶向基团三苯基膦后氯尼达明的药效增强。
实施例10:Western Blot
HepG2细胞种于6孔板中,待细胞培养12h贴壁后,加入各组溶液进行处理,分为第一组阴性对照组,不进行任何处理;第二组,在42℃温度下孵育30min;第三组加入癌细胞膜包裹的谷氨酸锌包裹普鲁士蓝纳米粒后在808nm激光下照射10min;第四组加入三苯基膦-氯尼达明的药物浓度为20μg/mL;第五组对应三苯基膦-氯尼达明的浓度为20μg/mL。继续培养24h,然后小心吸弃旧培养基,以免除去贴壁不牢的细胞,并用PBS洗2遍除尽DMEM培养基。按照1mL裂解液和10μL PMSF(100mM)的比例配制,并摇匀置于冰上。加入裂解液置于冰上充分裂解后,用高速离心机在4℃下离心5min,上清液为提取的HepG2细胞全蛋白置于-20℃冰箱中保存,通过Western blot检测热休克蛋白70和热休克蛋白90的表达量。
图12中,在高温42℃以及激光照射癌细胞膜包裹的谷氨酸锌包裹普鲁士蓝纳米粒组中,以GADPH作为内标蛋白,热休克蛋白70和热休克蛋白90的表达量增加了约30%,说明热休克蛋白在热刺激的诱导下大量合成以保护细胞免受损伤。在三苯基膦-氯尼达明的作用下,ATP含量下降,导致细胞中用于合成热休克蛋白的能量不足,热休克蛋白70和热休克蛋白90的含量大大减少,降低到了阴性对照组的1/4左右。Western Blot实验结果与线粒体膜电位和ATP水平含量变化相对应,证实了三苯基膦-氯尼达明的作用机理,通过降低ATP含量从而使热休克蛋白的合成减少,达到提高光热治疗效果的目的。
实施例11:体内光声成像
当肿瘤体积生长到约200mm3时,接种HepG2细胞肿瘤的BALB/c裸鼠尾静脉分别注射200μL的PBS、实施例3产物负载三苯基膦-氯尼达明的谷氨酸锌包裹普鲁士蓝纳米粒的PBS悬液和实施例4产物癌细胞膜包裹负载三苯基膦-氯尼达明的谷氨酸锌包裹普鲁士蓝纳米粒的PBS悬液,相对普鲁士蓝纳米粒浓度为1mg/mL,每组三只。分别在不同的时间点0、4、8、12、24h通过小动物光声成像仪检测肿瘤部位的光声信号,以观察在肿瘤组织的富集。
图13尾静脉注射负载三苯基膦-氯尼达明的谷氨酸锌包裹普鲁士蓝纳米粒和癌细胞膜包裹负载三苯基膦-氯尼达明的谷氨酸锌包裹普鲁士蓝纳米粒后的12h内,随着纳米粒在小鼠体内的血液循环,肿瘤组织中的光声信号逐渐增加。到12h时光声信号面积最大且最强,而到24h后光声信号强度和面积都减弱。另外肿瘤组织产生强烈的光声信号,显示出肿瘤组织的形貌,从而与正常组织区分开,大大增大了光声信号的信噪比,对于肿瘤的诊断提供了一定的参考。包裹了癌细胞膜后在肿瘤组织的光声信号更强分布更大,证实了癌细胞膜的靶向性。
实施例12:动物水平验证增强光热治疗效果
将30只接种HepG2细胞肿瘤的BALB/c裸鼠随机分成6组,每组5只。待肿瘤体积长到200mm3左右时,经过不同的处理方式,尾静脉注射200μL溶液:第一组尾静脉注射PBS;第二组尾静脉注射PBS再照射5min的808nm激光;第三组尾静脉注射癌细胞膜包裹的谷氨酸锌包裹普鲁士蓝纳米粒;第四组尾静脉注射癌细胞膜包裹的谷氨酸锌包裹普鲁士蓝纳米粒再照射5min的808nm激光;第五组尾静脉注射癌细胞膜包裹负载三苯基膦-氯尼达明的谷氨酸锌包裹普鲁士蓝纳米粒;第六组尾静脉注射癌细胞膜包裹负载三苯基膦-氯尼达明的谷氨酸锌包裹普鲁士蓝纳米粒再照射5min的808nm激光。其隔一天再处理1次,一共2次,记录裸鼠的体重以及肿瘤体积变化。16天治疗结束后,解剖小鼠得到肿瘤组织,称量其重量,计算抑瘤率。
图14经过16d治疗后,第一组的肿瘤体积大小由约200mm3增加到985.5±165.5mm3,第二组的肿瘤体积增大到964.7±119.9mm3,说明近红外激光照射下对肿瘤组织的生长几乎没有影响。观察三苯基膦-氯尼达明对肿瘤细胞的抑制作用,癌细胞膜包裹负载三苯基膦-氯尼达明的谷氨酸锌包裹普鲁士蓝纳米粒组的肿瘤体积大小为874.4±189.9mm3,肿瘤体积稍微减小了一点,说明三苯基膦-氯尼达明在单独使用时对肿瘤抑制作用不大。治疗结束后,安乐死小鼠并解剖取出肿瘤组织称重并拍照。PBS对照组的平均肿瘤重量为1.02g,在第六组中肿瘤的平均质量为0.11g,其抑瘤率为89.2%。而激光照射和癌细胞膜包裹负载三苯基膦-氯尼达明的谷氨酸锌包裹普鲁士蓝纳米粒单独作用下的平均质量为0.58g和0.89g。在治疗前后每组小鼠的体重并没有明显的变化,也说明纳米载药体系具有良好的生物安全性。从荷瘤小鼠的联合治疗结果来看,癌细胞膜包裹负载三苯基膦-氯尼达明的谷氨酸锌包裹普鲁士蓝纳米粒对荷HepG2肿瘤小鼠具有良好的治疗效果,说明其在生物医药领域具有一定的应用潜能。
以上所述,仅为本发明的较佳实施例而已,故不能依此限定本发明实施的范围,即依本发明专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰,皆应仍属本发明涵盖的范围内。
Claims (10)
1.一种癌细胞膜包裹负载三苯基膦-氯尼达明的谷氨酸锌包裹普鲁士蓝纳米粒,其特征在于:包括普鲁士蓝纳米核心,该普鲁士蓝纳米核心的表面包覆至少一谷氨酸锌层,处于最外层的谷氨酸锌层的表面具有负载三苯基膦-氯尼达明的一负载层,该负载层外包覆一肿瘤细胞膜层。
2.如权利要求1所述的一种癌细胞膜包裹负载三苯基膦-氯尼达明的谷氨酸锌包裹普鲁士蓝纳米粒法,其特征在于:所述肿瘤细胞膜层由提取的HepG2细胞膜制成。
3.如权利要求1所述的一种癌细胞膜包裹负载三苯基膦-氯尼达明的谷氨酸锌包裹普鲁士蓝纳米粒法,其特征在于:所述三苯基膦-氯尼达明通过(2-溴甲基)二甲胺氢溴酸盐连接三苯基膦和氯尼达明而制成。
4.如权利要求1至3中任一所述的一种癌细胞膜包裹负载三苯基膦-氯尼达明的谷氨酸锌包裹普鲁士蓝纳米粒,其特征在于:其粒径为100-200nm。
5.如权利要求4所述的一种癌细胞膜包裹负载三苯基膦-氯尼达明的谷氨酸锌包裹普鲁士蓝纳米粒,其特征在于:所述普鲁士蓝纳米核心的粒径为70-90nm。
6.权利要求1至5中任一权利要求所述的一种癌细胞膜包裹负载三苯基膦-氯尼达明的谷氨酸锌包裹普鲁士蓝纳米粒的制备方法,其特征在于:包括如下步骤:
(1)用水热合成法制备普鲁士蓝纳米粒;
(2)制备谷氨酸锌包裹普鲁士蓝纳米粒,包括:
a、将上述普鲁士蓝纳米粒与聚乙烯吡咯烷酮水溶液混合后,逐滴加入硝酸锌溶液进行反应,离心后水洗后分散;
b、在步骤a所得的物料中逐滴加入谷氨酸二钠溶液进行反应,离心水洗收集沉淀,如此反复1-3次,离心收集得到谷氨酸锌包裹普鲁士蓝纳米粒;
(3)制备负载三苯基膦-氯尼达明的谷氨酸锌包裹普鲁士蓝纳米粒:将步骤(2)所得的谷氨酸锌包裹普鲁士蓝纳米粒分散于甲醇中,再加入三苯基膦-氯尼达明的甲醇溶液,经充分搅拌、离心和水洗后,再加入谷氨酸二钠溶液进行反应,获得负载三苯基膦-氯尼达明的谷氨酸锌包裹普鲁士蓝纳米粒;
(4)制备癌细胞膜包裹负载三苯基膦-氯尼达明的谷氨酸锌包裹普鲁士蓝纳米粒:将步骤(3)所得的负载三苯基膦-氯尼达明的谷氨酸锌包裹普鲁士蓝纳米粒超声分散于超纯水中,在超声的过程中逐滴加入提取的肿瘤细胞膜,2-5min后离心收集并充分水洗,即成。
7.如权利要求6所述的制备方法,其特征在于:所述步骤(1)为:将六水合氯化铁和一水柠檬酸溶于超纯水中配制成氯化铁溶液;再将三水合亚铁氰化钾和一水柠檬酸溶于超纯水中配制成亚铁氰化钾溶液;在58-62℃下,边搅拌边向氯化铁溶液中缓慢滴加亚铁氰化钾溶液;滴加完后在58-62℃恒温下继续搅拌0.8-1.2min,然后转移至室温下搅拌4-6min,接着缓慢倒入丙酮诱导结晶,依次经离心收集、充分水洗和真空冷冻干燥后,得到所述普鲁士蓝纳米粒。
8.如权利要求6所述的制备方法,其特征在于:所述步骤(4)中的超声分散的频率为35-45kHz。
9.权利要求1至5中任一权利要求所述的癌细胞膜包裹负载三苯基膦-氯尼达明的谷氨酸锌包裹普鲁士蓝纳米粒在制备肿瘤低温光热治疗药物中的应用。
10.权利要求1至5中任一权利要求所述的癌细胞膜包裹负载三苯基膦-氯尼达明的谷氨酸锌包裹普鲁士蓝纳米粒在制备靶向线粒体的药物中的应用。
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| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |