一种多功能磁性靶向纳米药物载体的制备方法
阅读说明：本技术 一种多功能磁性靶向纳米药物载体的制备方法 (Preparation method of multifunctional magnetic targeting nano-drug carrier ) 是由 高波 朱广林 尹俊太 付海洋 陈波 于 2021-07-28 设计创作，主要内容包括：本发明属于纳米生物技术领域,涉及一种多功能磁性靶向纳米药物载体的制备方法。通过复合金属粒子与表面功能化修饰,载体具备强磁场响应机制、生物分子显像技术和光热疗法。空腔结构的形成与大比表面积石墨烯的复合,使得载体药物结合活性位点增多,提高靶向给药效率。外层的生物酶保护层,改善载体生物相容性,减少药物全身性释放难题。(The invention belongs to the technical field of nano biology, and relates to a preparation method of a multifunctional magnetic targeting nano-drug carrier. Through the functional modification of the composite metal particles and the surface, the carrier has a strong magnetic field response mechanism, a biomolecule imaging technology and a photothermal therapy. The formation of the cavity structure and the compounding of the graphene with large specific surface area increase the combined active sites of the carrier drug and improve the targeted drug delivery efficiency. The outer biological enzyme protective layer improves the biocompatibility of the carrier and reduces the problem of systemic release of the drug.)
技术领域
本发明属于纳米生物技术领域，涉及一种多功能磁性靶向纳米药物载体的制备方法。
背景技术
传统治疗癌症的手段主要包括手术治疗、化学治疗、放射治疗和药物靶向治疗等，这些治疗手段在一定程度上能够缓解病情，但是存在治疗风险高、毒副作用大等缺点。化疗仍占据较大份额。不论是以上哪种治疗方式，都存在着一定的缺陷与不足。如手术治疗过程中肿瘤组织不易标识，且原癌细胞易转移，会导致术后易复发。而化疗和放疗对正常组织和细胞有明显的杀伤效果，毒副作用大，并且肿瘤细胞对化疗和放疗易耐受。而磁性药物靶向治疗技术在癌症诊断及治疗方面已取得良好效果，其优点在于高效、精确、低毒，可以多功能联合诊疗。
发明内容
本发明克服上述现有技术存在的不足，提供了一种多功能磁性靶向纳米药物载体的制备方法。利用纳米铁基磁性材料表面掺杂金属银形成复合粒子，并用生物酶进行包覆，从而制备一种多功能磁性靶向纳米药物载体材料。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种多功能磁性靶向纳米药物载体制备方法，包括以下步骤：
(1)制备磁性Fe3O4@C纳米粒子：取一定量铁盐和生物质（约1:1）溶解于去离子水中，滴加氨水调节体系PH值至大于10。将所得产物转移入高压反应釜中，200℃水热反应10h。冷却后真空抽滤，过滤得到红色产物，将产物用去离子水洗涤后，放入60℃恒温干燥箱干燥12h。将干燥所得样品取出后放在干净的坩埚中450℃煅烧2h；
(2) 制备双金属纳米粒子：将可溶性银盐在20ml有机溶剂中溶解，混合均匀后升温至70℃，添加分散好的四氧化三铁溶液，温度继续上升至90℃反应2h。冷却至室温磁分离产物并用乙醇反复清洗；
(3) Fe3O4[email protected]纳米粒子表面改性：100 mg双金属粒子溶于50mL去离子水中超声波震荡20min，然后加入钼酸盐（0.1-0.2mol）、5ml酸性溶液和PVP（2-3g），加热至240℃持续12小时。随后，使用超纯水和无水乙醇多次冲洗混合物，并用磁铁分离。最后，将所得产物放置在60℃的真空干燥烘箱中；
(4)磁性纳米粒子硅层包覆：将得到的产物超声20min分散均匀，油浴加热至40℃机械搅拌，注入乙醇（10-20ml），5ml氨水和表面活性剂（20-40mg）混合溶液中，室温下搅拌30min，加入125μl TEOS，搅拌6h，将产物磁分离，随后用乙醇和水交替清洗，最后反应釜中100℃反应2h，用去离子水清洗；
(5)空腔形成与生物酶保护膜包覆：添加生物纤维素酶（100-400mg）等生物质蛋白酶，与所得复合物混合，形成具有生物酶的保护壳；最后利用NaOH溶液将里层的二氧化硅层刻蚀掉，形成空腔结构，刻蚀完成后与GO溶液混合，200℃温度下水热合成，随后使用超纯水和无水乙醇多次冲洗混合物，并用磁铁分离。最后，将所得产物放置在60℃的真空干燥烘箱中。
进一步地，所述的步骤(1)中，铁盐为六水氯化铁、硝酸铁、硫酸铁中的一种，生物质为壳聚糖、核聚糖、脂质、纤维素的任意一种。
进一步地，所述的步骤(2)中，银盐一般为硝酸银、氟化银，有机溶剂为异丙醇、乙二醇、正丁醇中的任意一种。
进一步地，所述的步骤(3)中，钼酸盐为(NH4)6Mo7O24·4H2O、Na2MoO4、 K2MoO4等其中的任意一种。
进一步地，所述的步骤(5)中，生物质蛋白酶为生物纤维素酶、淀粉酶和糖化酶等其中的任意一种。
进一步地，上述制备的Fe3O4[email protected]@MnO2/rGO磁性纳米药物载体，其磁饱和强度为105 emug-1，饱和负载率为87%，在PH=4.1的酸性缓冲液下，药物释放率为70.3%，生物相容性为78.2%。
本发明中，Fe3O4[email protected]@MnO2/rGO其作为药物载体的巨大潜力，用于施用靶向药物递送，可以通过外部磁场引导到特定的靶位点。将氧化铁颗粒纳米化，使得粒子饱和磁化强度增大，利用外部磁场牵引达到病灶部位。复合银与氧化钼，实现纳米药物载体粒子的功能化表面改性。最后表面包覆生物酶，其目的在于提高载体整体的生物相容性，不仅不会破坏正常组织细胞，还防止载体被人体免疫系统清除，另一方面的作用在于组织癌变部位体液明显呈酸性，会使蛋白酶溶解从而释放出载体粒子进行给药治疗。刻蚀硅层后形成的空腔与复合石墨烯，增加大量药物负载活性位点，提高载体药物负载率。
本发明的有益效果：
本发明制备的Fe3O4[email protected]@MoO2/rGO采用纳米氧化铁与银的双金属结构。金属银抗菌性能优良，比表面积大，具有X射线衰减能力。复合金属银的目的在于使载体具备X射线成像条件和药物分子定位。Fe3O4具有超顺磁性，使得载体能够积极响应外部磁场的变化，靶向到达病灶部位，提高给药效率。MoO2具有优异的光热表现，结合双金属粒子使载体具有显像、磁性靶向、光热疗法等多功能特点。刻蚀硅层所形成的空腔和添加石墨烯增大抗癌药物的负载量。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明。
实施例1
(1)取250mg硫酸铁和200mg纤维素溶解于去离子水中，滴加氨水调节体系PH值为10。将所得产物转移入高压反应釜中，220℃水热反应8h。冷却后真空抽滤，过滤得到红色产物，将产物用去离子水洗涤后，放入80℃恒温干燥箱干燥10h。将干燥所得样品取出后放在干净的坩埚中500℃煅烧2h。(2)将30mg硝酸银在20ml正丁醇中溶解，混合均匀后升温至60℃，添加分散好的四氧化三铁溶液，温度继续上升至90℃反应2h。冷却至室温磁分离产物并用乙醇反复清洗。(3)Fe3O4[email protected]@MoO2制备过程为：120mg双金属粒子溶于50mL去离子水中超声波震荡20min，然后加入0.15molNa2MoO4、5mlHCl和2.4gPVP，加热至240℃持续12小时。随后，使用去离子水和无水乙醇多次冲洗混合物，并用磁铁分离。最后，将所得产物放置在60℃的真空干燥烘箱中。(4)将得到的产物超声20min分散均匀，油浴加热至60℃机械搅拌，注入10ml乙醇，5ml氨水和25mgCTAB混合溶液中，室温下搅拌30min，加入120μlTEOS，搅拌6h后磁析分离，随后用乙醇和水交替清洗，最后反应釜中150℃反应2h，用去离子水清洗。(5)添加200mg淀粉酶等生物质蛋白酶，与所得复合物混合，形成具有生物酶的保护壳；最后利用NaOH溶液将里层的二氧化硅层刻蚀掉，形成空腔结构，刻蚀完成后与300mgGO溶液混合，200℃温度下水热合成，随后使用超纯水和无水乙醇多次冲洗混合物，并用磁铁分离。最后，将所得产物放置在80℃的真空干燥烘箱中。
实施例2
(1)取330mg六水合氯化铁和300mg葡萄糖溶解于去离子水中，滴加氨水调节体系PH值至大于10。将所得产物转移入高压反应釜中，200℃水热反应10h。冷却后真空抽滤，过滤得到红色产物，将产物用去离子水洗涤后，放入60℃恒温干燥箱干燥12h。将干燥所得样品取出后放在干净的坩埚中450℃煅烧2h。(2)将20mg硝酸银在15ml异丙醇中溶解，混合均匀后升温至70℃，添加分散好的四氧化三铁溶液，温度继续上升至90℃反应2h。冷却至室温磁分离产物并用乙醇反复清洗。(3)Fe3O4[email protected]@MoO2制备过程为：100 mg双金属粒子溶于50mL去离子水中超声波震荡20min，然后加入0.1mol(NH4)6Mo7O24·4H2O、5mlHCl和2.4gPVP，加热至240℃持续12小时。随后，使用去离子水和无水乙醇多次冲洗混合物，并用磁铁分离。最后，将所得产物放置在60℃的真空干燥烘箱中。(4)将得到的产物超声20min分散均匀，油浴加热至40℃机械搅拌，注入10ml乙醇，5ml氨水和30mgCTAB混合溶液中，室温下搅拌30min，加入125μlTEOS，搅拌6h后磁析分离，随后用乙醇和水交替清洗，最后反应釜中100℃反应2h，用去离子水清洗。(5)添加200mg生物纤维素酶等生物质蛋白酶，与所得复合物混合，形成具有生物酶的保护壳；最后利用NaOH溶液将里层的二氧化硅层刻蚀掉，形成空腔结构，刻蚀完成后与500mgGO溶液混合，200℃温度下水热合成，随后使用超纯水和无水乙醇多次冲洗混合物，并用磁铁分离。最后，将所得产物放置在60℃的真空干燥烘箱中。
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