多功能金纳米花药物复合载体材料
药物的靶向输送与可控释放一直是医学界研究热点,随着纳米材料技术发展,纳 米级介孔二氧化硅材料成为引人注目的药物载体材料。目前一般使用表面吸附、表面官能 基团(如丙烯基)共价连接药物等方式载药,为达到良好的药物控释,可通过温度改变、环 境PH值变化、病变组织周围蛋白酶作用等实现药物释放。纳米金介导的近红外热疗,是近年伴随纳米金近红外光热转换特性的发现而出现 的新型光热治疗方法,纳米金粒子随着尺寸和表面形貌的改变,发生表面等粒子共振变化, 在近红外光区具有了近红外吸收功能,并可迅速将光能转化为热能而致局部温度升高,可 以导致肿瘤细胞坏死凋亡。目前研究者已制备出可用于近红外热疗的纳米球壳、金纳米棒、 金纳米笼、金纳米花等粒子。为了达到更好的肿瘤热疗效果,人们试图将纳米金近红外光热 治疗与化疗、光动力治疗等相结合,提高疗效,因此作为介导材料的多功能复合载体的研发 成为关键。目前文献报道的多功能纳米金复合药物载体材料有如下几种: 1.金纳米球壳:以纳米娃球、空心纳米脂质体/氧化娃球等为核心,外面包覆薄层 金壳,通过吸附化疗药物或表面修饰丙烯基、氨基等官能集团连接药物;2.纳米金笼:空心纳米金笼,通过表面修饰羧基化等,连接药物;3.纳米金棒:通过表面修饰的官能集团连接药物,或者通过表面包覆多孔娃、石 墨烯等壳层材料吸附药物;4.金纳米星或金纳米花:金纳米花多用于拉曼信号增强,用为药物载体时,有报 道直接将光动力药物亚甲基兰等与正硅酸乙酯(TE0S)等反应物混合,共沉淀制备直接含 药物的纳米娃壳层材料,包覆于金纳米花表面。
本文的目的在于开发一种性能稳定、可实现近红外可控释放、且具有普适性的可负载多种药物的多功能纳米复合载体材料。多功能金纳米花药物复合载体材料,是以具有近红外吸收功能的金纳米花为核心,在其表面包覆一层二氧化硅,再在二氧化硅层上包覆介孔二氧化硅层而构成的纳米粒子。采用的技术方案如下:
a.用Frens法制备金纳米种子:在搅拌条件下将1 %浓度的柠檬酸钠水溶液加入到热沸腾的0.25mM的四氯金酸 水溶液中,柠檬酸钠与四氯金酸的摩尔比为7:1,直至溶液变成深酒红色,15min内颜色保 持不变后,停止加热和搅拌,自然冷却后离心分离,即获得沉淀物球形金纳米粒子;
b.金纳米花的制备:1)将步骤a获得的金纳米种子分散在1. 75mM浓度的柠檬酸钠水溶液中,使其浓度 为 5. 18X10nmol/L;2)取上述金纳米种子溶液与抗坏血酸水溶液,按摩尔比为200:1配制混合液,并 将该混合液调整PH值为7,之后按金纳米种子与四氯金酸摩尔比为200:20的量备取四氯金 酸水溶液,并调整PH值为7;3)在快速搅拌下,将上述四氯金酸水溶液快速加入到金纳米种子与抗坏血酸混合 液中,此时体系中金种子:四氯金酸:抗坏血酸摩尔比为200:20:1,溶液迅速变为蓝绿色金 纳米花溶液,离心分离,即获得沉淀物金纳米花粒子(简述为AuNF);
c•金纳米花的第一层包覆:配制体积比为TE0S:CH3CH20H:H20:NH3. H20=1:2000:500:50的sliiber溶液,取步 骤b获得的金纳米花粒子加入到上述配制的stober溶液中,室温密封搅拌3h~4h,离心 分离,即得到具有二氧化硅包覆层的金纳米花粒子(简述为AuNFOSiO);
d•金纳米花的第二层包覆:1)多孔硅包覆反应溶液的制备:将CH3CH20H,H20,NH3.H20,TE0S按体积比 600:1400:5:3混合后,加入有机物摸版CATB使之在体系内浓度为2~3mmol/L;2)将步骤c制得的具有二氧化硅包覆层的金纳米花粒子分别用水和乙醇洗涤两 遍,加入到上述的多孔硅包覆反应溶液中,室温下密封搅拌3h~4h后离心分离,将纳米粒 子沉淀物分别用水和乙醇洗涤两遍备用;3)配制6g/L硝酸铵/乙醇溶液,将上述纳米粒子沉淀物分散到硝酸铵/乙醇溶液 中,使纳米粒子沉淀物与硝酸铵质量比为1:120~1:60,在60°C水浴下回流6h以去除有机 模板CTAB,冷却至室温离心,分别用水,乙醇洗两遍,即获得具有介孔二氧化硅第二包覆层 的复合金纳米花粒子(简述为AuNF@Si0@mSi02)。
本发明优点在于:1.设计了以金纳米花为核心、双层氧化硅壳层包覆的新颖结构,内层薄层氧化硅 壳包覆金纳米花,外层介孔娃壳层材料包覆可高效负载药物;2.保证了金纳米花材料的稳定性,为避免金纳米花粒子的熟化,以往制备多使用高分子化合物作为分散剂,本研究从水相制备的金纳米花出发,首先包覆薄层氧化硅材料, 保证了其稳定性和近红外光热转换、拉曼信号增强等功能;3.金纳米花材料的稳定性保证了更好地实现药物的近红外光热控释;4.本方案的载体材料具有普适性,外层介孔硅壳材料可以负载化疗药物、光动力药物等,表面可修饰不同种类的单克隆抗体、配适体、短肽等以满足不同细胞组织的靶向性需求。