一種適于紅外光靶向治療癌癥的納米材料制備方法技術

本發明專利技術涉及一種適于紅外光靶向治療癌癥的納米材料制備方法，分為靶向功能修飾劑制備和癌癥靶向治療納米材料制備二個工藝步驟，先在反應容器中加入二甲基亞砜、葉酸，在攪拌和控溫條件下，待葉酸溶解后再加入巰基乙醇及催化劑，繼續反應至葉酸的吸收峰消失后停止；對反應液沖洗過濾三次后收集并離心分離后吸去上層清夜再加入蒸餾水繼續離心分離；上層清液透明并無光譜吸收并加入氨水超聲震蕩至溶解完畢得靶向功能修飾劑巰基葉酸溶液；再將金屬納米粒子放入燒瓶中加水成膠體溶液，加入靶向功能修飾劑、胱氨酸或半胱氨酸在一定工藝條件下超聲震蕩均勻，形成納米修飾膜；其工藝簡單，原理可靠，成本低，性能穩定，醫用效果明顯。

【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種生物材料領域中的具有生物耙向功能和疾病治 療功能的癌癥靶向治療納米材料，特別是一種適于紅外光耙向治療癌 癥的納米材料制備方法。
技術介紹
金屬納米材料在一些特定的晶面及其表面上存在著表面電子態， 其費米能級恰好位于體能帶結構沿該晶向的禁帶之中，形成只能平行 于表面方向運動的二維電子云。這些電子具有波粒二象性， 一方面具 有粒子的性質，同時又具有波動性，具有特征的波動頻率，這一頻率 主要取決于粒子的結構及金屬本身的電子性質。當一定波長的光(光 的頻率等于表面電子的波動頻率)照射納米粒子時，大量的表面自由 電子集體激發并產生橫向耦合，導致獨特的等離子體共振效應(SPR) 。 SPR效應導致金屬納米粒子對某些特征波長的光產生強烈 吸收，特征光吸收可以用來進行光熱轉換，制備納米光熱轉換器件、 光學信號識別器件及疾病治療等。葉酸是一種生物活性物質(又稱維生素M)，是體內一碳單位轉 移酶的輔酶，可促進各種氨基酸間的相互轉變，如使絲氨酸轉變成甘 氨酸，使苯丙氨酸形成酪氨酸，組氨酸形成谷氨酸，高半胱氨酸形成 蛋氨酸等，從而在蛋白質中起重要作用。更重要的是，葉酸是一種良 好的生物配體，在腫瘤組織中具有極高的表達率，其含量通常是正常 組織的一千倍以上。目前的初步研究結果顯示，多數腫瘤組織中的葉 酸受體(一種特殊蛋白質)具有較高的表達，因此葉酸對多數腫瘤組 織具有靶向識別作用。利用這一點可以進行腫瘤組織的靶向識別，國 內外在這一方面開展了一些工作，主要是利用葉酸的受體介導作用進 行耙向給藥應用研究。葉酸的生物功能主要是由其分子中的2-氨基-4-羥基-6-甲基喋呤啶功能基團提供的，羧基端基主要是提供與氨基酸等的鏈接作用，因此，羧基端基參與反應后不影響葉酸的生物功能。 胱氨酸、半胱氨酸均是天然的氨基酸，是人體必須的氨基酸，常 見于各種生物體。胱氨酸、半胱氨酸是蛋白質形成的必要組分，為蛋 白質提供必要的二硫鍵，確保各種蛋白質的特定分子構型。半胱氨酸 通過改變蛋白質分子之間和蛋白質分子內部的二硫鍵，可以減弱蛋白 質的結構，使蛋白質分子得以舒展。胱氨酸是硬蛋白質如角質蛋白質 的重要成分，當腎臟吸收胱氨酸障礙時，則可出現先天性代謝性缺血， 即胱氨酸尿癥，易誘發腎結石。同時二者能促進細胞氧化還原功能， 保持肝臟功能旺盛，并能中和毒素、促進細胞增生、阻止病原菌發育。金屬納米顆粒能夠與巰基形成強的巰基-金屬(S-Me)共價鍵，從而 將帶有巰基的化合物分子牢固的錨定于納米顆粒表面。目前國內外尚未見到利用葉酸、胱氨酸、半胱氨酸等生物材料修 飾金屬納米粒子，進行生物靶向疾病治療方面的研究報道。
技術實現思路
本專利技術的目的在于克服現有技術存在的缺點，尋求一種新型紅外 光耙向治療癌癥的納米材料制備方法，利用葉酸的羧基在其分子鏈上 引入活性巰基得到巰基葉酸(MF)，再利用巰基與金屬原子容易形 成S-Me共價鍵的特性，通過分子自組裝將巰基葉酸(MF)、胱氨酸、 半胱氨酸等修飾于金屬納米粒子表面，得到具有生物活性的生物修飾 金屬納米粒子，制備一種同時具有腫瘤靶向性能、腫瘤殺滅性能的綠 色癌癥靶向治療納米材料，可廣泛應用于生物靶向疾病治療方面，為 人類重大疾病的診斷治療提供一種高效便捷的途徑。為了實現上述目的，本專利技術分為靶向功能修飾劑制備和癌癥靶向 治療納米材料制備二個工藝步驟。靶向功能修飾劑的制備先在反應容器中加入二甲基亞砜(DMSO)，再稱取葉酸(Fc) 加入反應容器中，在電磁攪拌，反應溫度為25至6(TC的條件下，待葉 酸溶解完畢后，再向反應容器中加入巰基乙醇(SA)及催化劑CR， 繼續反應35-55小時，取樣進行紫外-可見光光譜分析，待葉酸的特征 吸收峰消失后，停止反應；對反應液進行過濾，濾渣用二甲基亞砜 (DMSO)反復沖洗過濾l-5次，再用等量的蒸餾水沖洗過濾l-5次，收集濾液備用，濾渣棄除；將濾液裝入離心試管，用高速冷凍離心機 進行離心分離；離心后，用膠皮吸管吸去離心管中上層清液，重新加 入蒸餾水，均勻，繼續離心分離；如此反復洗滌離心，直到離心管中 上層清液清徹透明并無光譜吸收；向離心管中加入0.1M氨水，置入超 聲波分散器超聲震蕩，待沉淀溶解完畢即得到靶向功能修飾劑巰基葉 酸溶液；采用真空干燥的辦法可得到巰基葉酸固體樣品；干燥前用乙 醇置換掉其中的水分，利于樣品的干燥；干燥溫度0-6(TC。 癌癥靶向治療納米材料的制備將金屬納米粒子放入三角燒瓶中，加入蒸餾水，配成膠體溶液， 加入制備好的靶向功能修飾劑巰基葉酸(MF)、胱氨酸或半胱氨酸， 置入超聲波分散器超聲震蕩，分散均勻，靶向功能修飾劑即會通過特 有的S-Me共價鍵形式鍵接在金屬納米粒子表面，形成一層規整的納 米修飾膜，即癌癥靶向治療納米材料。本專利技術與現有技術相比，設計完成了一種新型醫用生物納米材料 的制備工藝方法，其工藝過程簡單，原理可靠，制備成本低，產品性 能穩定，醫用效果明顯。 附圖說明圖l為本專利技術制備的巰基葉酸與葉酸的紅外譜線示意圖，其中a 和b分別為葉酸和巰基葉酸的紅外光譜圖。圖2為本專利技術制備的癌癥靶向治療納米材料的透射電鏡照片，其 中c為銀金屬，d為金金屬。具體實施例方式下面結合實施例進一步專利技術的具體實施方案。 實施例1:靶向功能修飾劑的制備在反應瓶中加入10.0g 二甲基亞砜(DMSO)，向其中加入0.11g 葉酸(Fc)，啟動電磁攪拌，加熱至4(TC;待葉酸溶解完畢后，向反應瓶中加入1.5g巰基乙醇(SA)及1.0g催化劑CR;反應48小時，停 止反應，對反應液過濾，濾渣用DMSO反復沖洗過濾三次，再用等量 的蒸餾水沖洗過濾三次，收集濾液備用；將濾液裝入離心試管，用高 速冷凍離心機進行離心分離，離心后，用膠皮吸管吸去離心管中上層 清液，重新加入蒸餾水，均勻，繼續離心分離；如此反復洗滌離心數 次，直到離心管中上層清液清徹透明并無光譜吸收，向離心管中加入 0.1M氨水10.0g，置入超聲波分散器超聲震蕩，待沉淀溶解完畢即得 到巰基葉酸溶液，即靶向功能修飾劑；經液相色譜測定，葉酸的轉化 率為61.1%，所得溶液中巰基葉酸(MF)的濃度約為30mM。 實施例2:葉酸修飾的銀納米生物基元制備稱取1.0g lOmM銀納米粒子放 入三角燒瓶中，加入5.0g蒸餾水，配成一定濃度的膠體溶液，加入 實施例l中制備的靶向功能修飾劑巰基葉酸(MF) O.lg，置入超聲波 分散器超聲震蕩0.5小時，分散均勻，放置48小時，得到銀納米生物 基元，其電鏡照片見附圖2之c。實施例3:葉酸修飾的金納米生物基元制備稱取1.0g lOmM金納米粒子放 入三角燒瓶中，加入5.0g蒸餾水，配成一定濃度的膠體溶液，加入 實施例l中制備的靶向功能修飾劑巰基葉酸(MF) O.lg，置入超聲波 分散器超聲震蕩0.5小時，分散均勻，放置48小時，得到金納米生物 基元，其電鏡照片見附圖2之d。實施例4:半胱氨酸修飾的銀納米生物基元制備稱取1.0g 10mM銀納米粒 子放入三角燒瓶中，加入5.0g蒸餾水，配成一定濃度的膠體溶液， 加入預先配制好的10mM半胱氨酸0.5g,置入超聲波分散器超聲震蕩 0.5小時，分散均勻，放置48小時，得到半胱氨酸修飾的銀納米生物 基元。實施例5:胱氨酸修飾的金納米生物基元制備稱本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種適于紅外光靶向治療癌癥的納米材料制備方法，分為靶向功能修飾劑制備和癌癥靶向治療納米材料制備二個工藝步驟，其特征在于靶向功能修飾劑的制備是先在反應容器中加入二甲基亞砜，再稱取葉酸加入反應容器中，在電磁攪拌，反應溫度為２５至６０℃的條件下，待葉酸溶解完畢后，再向反應容器中加入巰基乙醇及催化劑，繼續反應３５－５５小時，取樣進行紫外－可見光光譜分析，待葉酸的特征吸收峰消失后停止反應；對反應液進行過濾，濾渣用二甲基亞砜反復沖洗過濾１－５次，再用等量的蒸餾水沖洗過濾１－５次，收集濾液備用，濾渣棄除；將濾液裝入離心試管，用高速冷凍離心機進行離心分離；離心后，用膠皮吸管吸去離心管中上層清液，重新加入蒸餾水并均勻后繼續離心分離；如此反復洗滌離心，直到離心管中上層清液清徹透明并無光譜吸收；向離心管中加入氨水，置入超聲波分散器超聲震蕩，待沉淀溶解完畢即得到靶向功能修飾劑巰基葉酸溶液，用乙醇置換掉其中的水分，用真空干燥法控溫０－６０℃干燥得到巰基葉酸固體；癌癥靶向治療納米材料的制備是將金屬納米粒子放入三角燒瓶中，加入蒸餾水，配成膠體溶液，加入制備好的靶向功能修飾劑巰基葉酸、胱氨酸或半胱氨酸，置入超聲波分散器超聲震蕩，分散均勻，靶向功能修飾劑即會通過特有的Ｓ－Ｍｅ共價鍵形式鍵接在金屬納米粒子表面，形成一層規整的納米修飾膜。...

【技術特征摘要】
1.一種適于紅外光靶向治療癌癥的納米材料制備方法，分為靶向功能修飾劑制備和癌癥靶向治療納米材料制備二個工藝步驟，其特征在于靶向功能修飾劑的制備是先在反應容器中加入二甲基亞砜，再稱取葉酸加入反應容器中，在電磁攪拌，反應溫度為25至60℃的條件下，待葉酸溶解完畢后，再向反應容器中加入巰基乙醇及催化劑，繼續反應35-55小時，取樣進行紫外-可見光光譜分析，待葉酸的特征吸收峰消失后停止反應；對反應液進行過濾，濾渣用二甲基亞砜反復沖洗過濾1-5次，再用等量的蒸餾水沖洗過濾1-5次，收集濾液備用，濾渣棄除；將濾液裝入離心試管，用高速冷凍離心機進行離心分離；離心后，用膠皮吸管吸去離心管中上層清液，重新加入蒸餾水并均勻后繼續離心分離；如此反復洗滌離心，直到離心管中上層清液清徹透明并無光譜吸收；向離心管中加入氨水，置入超聲波分散器超聲震蕩，待沉淀溶解完畢即得到靶向功能修飾劑巰基葉酸溶液，用乙醇置換掉其中的水分，用真空干燥法控溫0-60℃干燥得到巰基葉酸固體；癌癥靶向治療納米材料的制備是將金屬納米粒子放入三角燒瓶中，加入蒸餾水...

【專利技術屬性】
技術研發人員：唐建國，劉繼憲，王瑤，邱文生，岳麓，梁軍，
申請(專利權)人：青島大學，
類型：發明
國別省市：95[中國|青島]