一種磁性納米鏈及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種具有載藥功效的磁性納米鏈及其制備方法，這種磁性納米鏈為多單元鏈狀組裝載體，其基本單元為油酸修飾的四氧化三鐵；分散介質(zhì)為水或緩沖溶液；表面活性劑為大豆磷脂、卵磷脂、合成磷脂、氫化磷脂、聚乙二醇化磷脂、泊洛沙姆、月桂醇醚磷酸酯鉀或椰油酰胺丙基甜菜堿中的一種或幾種。由單個分散的具有超順磁性的油酸修飾的四氧化三鐵納米粒子在磁場誘導(dǎo)下自組裝形成，可以作為靶向制劑和核磁共振造影劑，從而觀察納米尺度的載體在細(xì)胞和生物體內(nèi)的過程，同時在磁靶向、磁熱療等方面有廣泛的應(yīng)用前景。
【專利說明】一種磁性納米鏈及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種納米鏈及其制備方法，特別涉及一種磁性納米鏈及其制備方法，屬于醫(yī)藥【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]近年來，小尺寸、單分散、窄分布、高飽和磁化強(qiáng)度、超順磁性以及表面修飾的磁性納米粒子的研制成功，為其在生物醫(yī)學(xué)診斷和治療方面的基礎(chǔ)和應(yīng)用研究提供了新的機(jī)遇。磁性納米粒子在生物體內(nèi)的應(yīng)用主要包括核磁共振造影劑、磁熱療、磁靶向三方面；也可以觀察納米尺度的載體在細(xì)胞和生物體內(nèi)的過程，達(dá)到診療一體化的目的。
[0003]磁性納米藥物載體的設(shè)計通常選用高飽和磁化強(qiáng)度的超順磁性磁性納米粒子作為藥物載體，因為高飽和磁化強(qiáng)度有利于提高磁控的可操作性以及降低磁性納米粒子因表面修飾所帶來的磁損失；剩余磁化強(qiáng)度為零的超順磁性納米顆?？上判詧F(tuán)聚。這些磁響應(yīng)特性將有利于磁靶向藥物載體的靶向定位與藥物控制釋放、生物磁分離的富集提純與檢測分析、磁熱療與磁共振成像。
[0004]此外，選擇帶有功能基團(tuán)表面修飾磁性藥物載體，不僅可使其具有良好的穩(wěn)定性、可分散性、生物相容性，而且因其顆粒表面偶聯(lián)有特異性靶向分子(如生物抗體和特異性配體等)、藥物和生物標(biāo)記物，可以安全有效地實現(xiàn)靶向藥物治療和生物檢測。
[0005]磁性納米粒子的設(shè)計中，其粒徑、表面化學(xué)性質(zhì)通常被認(rèn)為是影響其體內(nèi)行為的重要因素，然而對于納米粒子形貌這一重要參數(shù)，卻研究的很少，這可能是由于制備各種形貌納米粒子技術(shù)有限所導(dǎo)致。近年來，有大量報道解決該技術(shù)瓶頸。
[0006]制備有序納米結(jié)構(gòu)有兩種主要的方式，第一種是將較大尺寸(從微米級到厘米級)的物質(zhì)通過各種刻蝕技術(shù)來制備我們所需要的納米結(jié)構(gòu)，這就是所謂的“自上而下”(Top-Down)的方法，一般統(tǒng)稱為納米刻印技術(shù)。第二種是將一些簡單的、較小的結(jié)構(gòu)單元(如原子、分子、納米粒子等)通過弱的相互作用自組裝構(gòu)成納米尺度上相對較大、較復(fù)雜的結(jié)構(gòu)體系，人們將這種方法稱之為“自下而上”(Bottom-Up)，最典型的方法就是自組裝(Self-assembly)。Top-Down方法中制備有序的磁性納米結(jié)構(gòu)常用的方法非浸潤模板(particlereplicat1ninnon-wetting templates, PRINT)技術(shù)，它雖然能獲得不同形狀的磁性納米結(jié)構(gòu)，但效率比較低、產(chǎn)量小，同時昂貴的設(shè)備和復(fù)雜的工藝過程也是其不足之處。而Bottom-Up方法中自主裝法是另一種獲得有序磁性納米結(jié)構(gòu)的有效途徑，它不需要昂貴的設(shè)備、操作簡便。
[0007]就鏈狀結(jié)構(gòu)而言，科學(xué)工作者報道了通過化學(xué)共沉淀方法制備的Fe304剛性納米蠕蟲結(jié)構(gòu)，通過聚電解質(zhì)組裝的磁性納米線結(jié)構(gòu)等。
[0008]通過設(shè)計高效的鏈狀的磁性納米藥物載體，小尺寸的磁性納米粒子具有與病毒(20?450nm)、蛋白質(zhì)(5?50nm)、DNA或基因(2nm寬和10?100nm長)尺度相比擬的大小，因此，當(dāng)它們用作磁靶向藥物載體時，不僅能進(jìn)入到病變器官或組織靶向部位，而且能夠進(jìn)入到腫瘤細(xì)胞的內(nèi)部。
[0009]實驗證明，納米粒子的粒徑影響其在血液中循環(huán)時間、生物分布、清除、靶部位聚集以及細(xì)胞的內(nèi)吞作用，表面性質(zhì)影響其在體內(nèi)的識別、相互作用及細(xì)胞的內(nèi)吞作用。納米粒子的形貌影響其被細(xì)胞吞噬的速度和其在血液中的運動行為，長短徑比大的磁性納米粒子與粒徑相當(dāng)?shù)那蛐渭{米粒子相比，更易被He I a細(xì)胞攝取并能在細(xì)胞內(nèi)運動的更遠(yuǎn)，在血液中的循環(huán)時間增加。鏈狀載體可以增加血液循環(huán)時間，還可以利于腫瘤的深層遞藥。
[0010]但是現(xiàn)有報道的鏈狀磁性納米粒要么是剛性結(jié)構(gòu)而缺乏柔性和可彎曲的能力，要么缺乏載藥能力，缺乏可以靶向修飾的化學(xué)基團(tuán)。以上諸多缺陷使納米鏈狀結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步應(yīng)用收到種種局限。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]技術(shù)問題:本發(fā)明的目的是為了創(chuàng)造一種水溶性及穩(wěn)定性較好的，可以自由彎曲的柔性，具有載藥能力的磁性納米鏈。通過設(shè)計高效的鏈狀的磁性納米藥物載體，可以作為靶向藥物制劑、磁熱療和核磁共振造影劑，也可以觀察納米尺度的載體在細(xì)胞和生物體內(nèi)的過程。
[0012]技術(shù)方案:本發(fā)明提供了一種磁性納米鏈及其制備方法，可用于磁共振造影劑、磁熱療、磁靶向的磁性納米鏈的制備方法。
[0013]本發(fā)明的磁性納米鏈為多單元鏈狀組裝載體，其基本單元為油酸修飾的四氧化三鐵納米粒子，分散介質(zhì)為水或緩沖溶液，表面活性劑為大豆磷脂、卵磷脂、合成磷脂、氫化磷脂、聚乙二醇化磷脂、泊洛沙姆、月桂醇醚磷酸酯鉀或椰油酰胺丙基甜菜堿中的一種或幾種；其中四氧化三鐵納米粒子、表面活性劑、分散介質(zhì)的重量比為1:(0.01?10):(1?1000)。
[0014]所述的表面活性劑為泊洛沙姆188。
[0015]所述的分散介質(zhì)水包括但不局限于注射用水、滅菌注射用水、純化水或蒸餾水。
[0016]所述的緩沖溶液包括但不局限于磷酸緩沖液、醋酸緩沖液或枸櫞酸緩沖液。
[0017]所述的油酸修飾的四氧化三鐵納米粒子粒徑在5-50nm,鐵含量5-50mg/mL,飽和磁化強(qiáng)度為20-200emu/g。
[0018]本發(fā)明的的一種磁性納米鏈的制備方法包括如下步驟:
[0019]1.)取I份油酸修飾的四氧化三鐵，加入0.2-10份乙醇沉淀，用0.01-100T磁場分離，棄上清液；加入0.2-5份的四氫呋喃，再加入0.5-2份表面活性劑，水浴超聲，得分散體系A(chǔ) ；
[0020]2.)將步驟I)所得分散體系A(chǔ)注入到2-10份的分散介質(zhì)中，探頭超聲I?1min ；將兩塊磁強(qiáng)度為0.52?1.5T的磁鐵置于分散體系兩側(cè)，10?70°C下敞口揮發(fā)除去有機(jī)溶齊U，得分散體系B ;
[0021]3.)將步驟2)所得分散體系B抽濾過聚碳酸酯膜，膜孔徑為50?180nm，收集濾液得到磁性納米鏈。
[0022]有益效果:自組裝磁性載藥納米鏈作為藥物載體，最終體系應(yīng)是水相體系，而Fe3O4OOA是保存在與水不相溶的有機(jī)溶劑正己烷中，因此本實驗通過磁分離的方式將正己烷替換為能與水混溶的有機(jī)溶劑四氫呋喃(THF)，并通過揮發(fā)的方式除去THF。
[0023]為了維持體系的穩(wěn)定，需加入一定量的表面活性劑。本發(fā)明可以選用水溶性和生物相容性良好、在體內(nèi)安全無毒的泊洛沙姆188作為表面活性劑，它是由聚氧乙烯和聚氧丙烯組成的嵌段共聚物，其親水部分聚氧乙烯占80 %，親水性強(qiáng)和柔韌性好是其具有隱形作用的最主要性質(zhì)，因為親水性強(qiáng)，氫鍵可結(jié)合大量的水分子，可形成親水性衣膜；此外高分子鏈可以自由擺動，自組裝磁性納米鏈靶向藥物載體柔韌性好，使免疫系統(tǒng)難以對其產(chǎn)生有效的識別。

【具體實施方式】
[0024]實施例1:采用加載靜磁場的方法制備自組裝油酸包四氧化三鐵納米鏈
[0025]精密量取3mL保存在正己烷中的Fe304@0A，加5mL乙醇，磁吸附2min，棄上清液；力口入3mL 二甲基亞砜(DMS0),水浴超聲lOmin使其分散均勻；再加入10mgPoloxamerl88,水浴超聲至全部溶解，將上述溶液吸至玻璃注射器中；另量取12.5mL水于燒杯中，再將注射器中的溶液快速注入水中，探頭超聲8min (功率1000W，超聲6s，暫停5s);將兩塊磁強(qiáng)度為1.5T的磁鐵置于燒杯兩側(cè)，揮發(fā)除去有機(jī)溶劑，將所得溶液真空抽濾過聚碳酸酯膜(Φ =180nm)，收集濾液即得。
[0026]實施例2.采用加載靜磁場的方法制備自組裝油酸包四氧化三鐵納米鏈
[0027]精密量取lmL保存在正己烷中的Fe304@0A，加2mL乙醇，磁吸附2min，棄上清液；力口入1.5mL四氫呋喃(DMSO)，水浴超聲3min使其分散均勻；再加入20mg蛋黃磷脂和聚乙二醇化磷脂復(fù)合物，水浴超聲至全部溶解，將上述溶液吸至玻璃注射器中；另量取7.5mL水于燒杯中，再將注射器中的溶液快速注入水中，探頭超聲8min (功率1000W，超聲6s，暫停5s)；將兩塊磁強(qiáng)度為1.5T的磁鐵置于燒杯兩側(cè)，揮發(fā)除去有機(jī)溶劑，將所得溶液真空抽濾過聚碳酸酯膜(Φ = 180nm)，收集濾液即得。
[0028]實施例3:采用加載靜磁場的方法制備載長春新堿藥物自組裝油酸包四氧化三鐵納米鏈
[0029]精密量取2mL保存在正己烷中的Fe304@0A，加3mL乙醇，磁吸附3min，棄上清液；加入4.5mL四氫呋喃(THF)，水浴超聲7.5min使其分散均勻；再加入50mg月桂醇醚磷酸酯鉀(MAEPK)，水浴超聲至全部溶解，再加入長春新堿2mg，水浴超聲至全部溶解。將上述溶液吸至玻璃注射器中；另量取9mL水于燒杯中，再將注射器中的溶液快速注入水中，探頭超聲5min (功率1200W，超聲10s，暫停10s);將兩塊磁強(qiáng)度為1T的磁鐵置于燒杯兩側(cè)，揮發(fā)除去有機(jī)溶劑，將所得溶液真空抽濾過聚碳酸酯膜(Φ = 135nm)，收集濾液即得。
[0030]實施例4:采用加載靜磁場的方法制備主動靶向修飾的載長春新堿藥物自組裝油酸包四氧化三鐵納米鏈
[0031]精密量取2mL保存在正己烷中的Fe304@0A，加3mL乙醇，磁吸附3min，棄上清液；力口入4.5mL四氫呋喃(THF)，水浴超聲7.5min使其分散均勻；再加入20mg蛋黃磷脂和聚乙二醇化磷脂復(fù)合物，水浴超聲至全部溶解，再加入長春新堿2mg，水浴超聲至全部溶解。將上述溶液吸至玻璃注射器中；另量取9mL水于燒杯中，再將注射器中的溶液快速注入水中，探頭超聲5min (功率1200W，超聲10s，暫停10s);將兩塊磁強(qiáng)度為1T的磁鐵置于燒杯兩側(cè)，揮發(fā)除去有機(jī)溶劑，在所得溶液中加入CD33單克隆抗體Fab片段連接的聚乙二醇化磷脂復(fù)合物，靜置過夜，使其插入到分散體系中的磷脂層中，將所得溶液真空抽濾過聚碳酸酯膜(Φ=lOOnm)，收集濾液即得。
[0032]實施例5:載長春新堿油酸包四氧化三鐵納米鏈抗白血病細(xì)胞的藥效學(xué)實驗
[0033]將處于對數(shù)生長期的人白血病細(xì)胞K562按每孔100 μ L(約IXlOVmL)接種在96孔板中，置于37°C，含5% C02的細(xì)胞培養(yǎng)箱培養(yǎng)24h。樣品分五組:①市售硫酸長春新堿組、②載長春新堿油酸包裹四氧化三鐵組、③載長春新堿油酸包四氧化三鐵納米鏈組以及④油酸包裹四氧化三鐵組和⑤油酸包四氧化三鐵納米鏈，每組分別用培養(yǎng)液稀釋至低、中、高三種濃度，向每孔加100 μ L樣品，使各組中鐵終濃度和藥物濃度分別一致、②和③組中長春新堿終濃度為0.05mg/mL、0.lmg/mL、0.2mg/mL。將96孔板在37°C，含5% C02的細(xì)胞培養(yǎng)箱中孵育24h。向各孔中加入cck-8溶液10yL。37°C下孵育4h。用酶標(biāo)儀在450nm波長處檢測每孔的吸光度(OD)，計算細(xì)胞的存活率。
[0034]實驗結(jié)果表明，K562細(xì)胞和④⑤組樣品共同孵育24h，細(xì)胞存活率均高于80%，說明磁性納米材料本身對K562細(xì)胞的毒性很??；當(dāng)K562細(xì)胞與①、②和③組共同孵育24h，細(xì)胞活力均隨著制劑中藥物濃度的增加明顯降低，說明藥物濃度越大，對K562細(xì)胞的毒性越大；當(dāng)①、②和③中藥物濃度相同時，③組的細(xì)胞活力最小，對腫瘤細(xì)胞的抑制作用最強(qiáng)。
[0035]實施例6.RGD修飾的Fe3O4OOA納米鏈介導(dǎo)的腫瘤影像對比度增強(qiáng)
[0036]從尾靜脈給予200 μ L的RGD修飾的Fe3O4OOA納米鏈，進(jìn)行核磁共振成像。采用multislicemultiechoTl-weightedspin-echosequence 成像方法，掃描參數(shù)為 TR = 800ms、TE = 11.4ms，影像切片厚度1mm。每一個動物首先在注射探針前作一次腫瘤掃描，然后在靜脈注射后3小時內(nèi)，每隔10分鐘對腫瘤進(jìn)行次序掃描。
[0037]實驗結(jié)果，在注入10分鐘后可觀測到增強(qiáng)信號，并不斷增強(qiáng)，在90分鐘至2小時信號達(dá)到高峰，達(dá)到高峰的時間與腫瘤的大小有關(guān)。之后，信號逐漸減弱。在腫瘤內(nèi)不同部位信號增強(qiáng)有很大的差異。在I至3小時內(nèi)，信號增強(qiáng)的形態(tài)分布漸趨穩(wěn)定。腫瘤的一些區(qū)域增強(qiáng)很快，而另一些區(qū)域增強(qiáng)較慢。小的腫瘤，信號的增強(qiáng)在整個腫瘤中比較均勻。
【權(quán)利要求】
1.一種磁性納米鏈，其特征是該磁性納米鏈為多單元鏈狀組裝載體，其基本單元為油酸修飾的四氧化三鐵納米粒子，分散介質(zhì)為水或緩沖溶液，表面活性劑為大豆磷脂、卵磷月旨、合成磷脂、氫化磷脂、聚乙二醇化磷脂、泊洛沙姆、月桂醇醚磷酸酯鉀或椰油酰胺丙基甜菜堿中的一種或幾種；其中四氧化三鐵納米粒子、表面活性劑、分散介質(zhì)的重量比為1:(0.0l ?10): (I ?1000)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種磁性納米鏈，其特征在于所述的表面活性劑為泊洛沙姆188。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種磁性納米鏈，其特征在于所述的分散介質(zhì)水包括但不局限于注射用水、滅菌注射用水、純化水或蒸餾水。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種磁性納米鏈，其特征在于所述的緩沖溶液包括但不局限于磷酸緩沖液、醋酸緩沖液或枸櫞酸緩沖液。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4所述的一種磁性納米鏈，其特征在于所述的油酸修飾的四氧化三鐵納米粒子粒徑在5-50nm，鐵含量5_50mg/mL，飽和磁化強(qiáng)度為20_200emu/g。
6.一種如權(quán)利要求1所述的一種磁性納米鏈的制備方法，其特征是該磁性納米鏈制備方法包括如下步驟:1.)取I份油酸修飾的四氧化三鐵，加入0.2-10份乙醇沉淀，用0.01-100T磁場分離，棄上清液；加入0.2-5份的四氫呋喃，再加入0.5-2份表面活性劑，水浴超聲，得分散體系A(chǔ) ;2.)將步驟I)所得分散體系A(chǔ)注入到2-10份的分散介質(zhì)中，探頭超聲I?1min ;將兩塊磁強(qiáng)度為0.52?1.5T的磁鐵置于分散體系兩側(cè)，10?70°C下敞口揮發(fā)除去有機(jī)溶劑，得分散體系B ；3.)將步驟2)所得分散體系B抽濾過聚碳酸酯膜，膜孔徑為50?180nm，收集濾液得到磁性納米鏈。
【文檔編號】A61P35/00GK104258401SQ201410447261
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年9月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月3日
【發(fā)明者】熊非, 田吉來, 顧寧, 張少華 申請人:東南大學(xué)