專利名稱：一種功能集成藥物載體及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明屬于納米材料制備技術領域，尤其涉及一種功能集成藥物載體及其制備方法。
背景技術：
在治療癌癥這類棘手的疾病領域中，實現(xiàn)藥物傳遞的高效、安全運輸是促進患者早日康復的關鍵。無論是通過局部定向傳遞還是利用體內循環(huán)作用于全身各部位，臨床應用的藥物需要達到既無明顯的毒副作用，又能在最小劑量范圍內發(fā)揮藥效(公開號 101024157)。具有多級孔道結構的磁性無機空心納米顆粒因其具備特殊的磁性靶向運輸性質， 在生物醫(yī)學及磁性材料等領域得到廣泛的研究與應用(Angew. Chem. Int. Ed. 47卷， 8924 - 89 頁，2008年)。該類型的核殼顆粒由于具有制備簡單、生物毒性低、比表面積大、 表面官能團易修飾等特性而受到人們大量的研究?，F(xiàn)有的磁性無機空心納米顆粒結構簡單，功能單一，僅僅具備單一的藥物靶向運輸功能，這并不能實現(xiàn)藥物傳遞的高效、安全運輸，而且暴露在外的磁性!^e3O4容易被腐蝕， 這既減少了其磁性能，也會受體造成傷害。因此，一個高效的藥物載體，不僅需要實現(xiàn)藥物的靶向運輸，同時還應跟蹤標記運輸過程中藥物分子，并控制藥物釋放，使其在藥物傳遞過程中減少損失，在病灶部位長時間釋放。這樣才能真正實現(xiàn)藥物分子的高效、安全運輸。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術的不足，在制備核殼結構材料的基礎上，將控制藥物釋放，靶向運輸和熒光標記三種功能結合在同一空心載體。本發(fā)明的目的是通過以下技術方案來實現(xiàn)的一種功能集成藥物載體，它是空心!^3O4OTiO2OCcTre復合顆粒，粒徑為200-600納米，內層為空心!^e3O4微球，殼層厚度在 10-30納米可調；外層為空心TiA微球，殼層厚度在30-60納米可調；CdTe吸附在復合顆粒表面，粒徑為5-10納米。上述功能集成藥物載體的制備方法，包括以下步驟
(1)模板法制備納米s_Fe3O4核殼結構將0. Ig SiO2超聲分散在15ml乙二醇和 185ml水的混合溶液中，超聲15分鐘后，通入3分鐘隊，隊的流量為7kccm，并在隊保護下加入100ml FeClyjC溶液，F(xiàn)eCl2濃度為0.02-0. 06 mol/Ι，磁力攪拌，80°C水浴Ih ；最后用蒸餾水和乙醇交叉清洗3次；可制得納米SiO2O Fe3O4核殼結構，其中，！^e3O4殼層的厚度為 10-30nm ；
(2)制備納米SiO2OFe3O4OSiA核殼結構將0.Ig步驟1中制備的SiO2OFe3O4核殼結構分散在72ml水、240ml無水乙醇和12ml氨水的混合液中，隨后60°C水浴攪拌15min ；加入原硅酸乙酯，使原硅酸乙酯含量為0. 1-0. 5mol/l，繼續(xù)反應池，最后產物用無水乙醇，去離子水清洗兩次；得到納米SiO2OFe3O4OSiA核殼結構，其中，SiO2殼層的厚度為10-50nm ；
(3)制備空心Fe3O4OTiO2核殼結構將0. Ig步驟2中制備的Si02iFe304iSi02核殼結構，分散于200mL乙醇中，加入1. 5ml氨水后，水浴60°C攪拌15分鐘后，滴加2_細1鈦酸四丁酯和IOOml無水乙醇溶液的混合溶液，反應池后，離心分離，然后用無水乙醇，去離子水分別清洗2次，制得5丨02@狗304略丨02@1102復合微球，其中，TW2殼層的厚度為20-50nm ；將 0. Ig上述制備的SiO2OFe3O4O SiO2OTiO2復合微球分散于IOml lmol/L的氫氧化鈉的溶液中，并轉移到水熱反應釜中，80-120°C下水熱反應l-3h ；得到空心Fe3O4OTiO2核殼結構；
(4)制備空心!^e3O4OTiO2IgCdTe復合顆粒將0.Ig步驟3中制備的空心!^e3O4OTiA核殼結構加入到50ml PDDA中攪拌Ih后，用去離子水清洗三次以去除多余的PDDA ；隨后加入制備好的量子點溶液15ml ；攪拌混合池后，離心去除未吸附上的量子點；用去離子水和無水乙醇各清洗三次后，得到空心!^3O4OTiO2IgCdTe復合顆粒。本發(fā)明具有以下技術效果
1、原料易得，制備過程簡單，重復率高，適合工業(yè)生產。2、多級空心結構，比表面積較大，表面可進行多種官能團接枝改性，且空心部分體積及殼層厚度可控，
3、集靶向運輸、熒光標記和藥物緩釋控制三種功能為一體，實現(xiàn)藥物高效、安全的運輸。


圖1是不同條件下產物掃描電鏡(SEM)圖，圖中，(a)是SiA，(b)是SiO2OFii3O4， (c)是 Si02iFe304iSi02, (d)是 Si02iFe304iSi02iTi02, (e)是空心 Fe3O4OTiO2, (f)是空心 Fe3O4OTiO2OCdTe0圖2是產物透射電鏡(TEM)圖，圖中，(a)是空心Fe3O4OTiO2, (b)是空心TiO2納米管，(c)是空心Fe304iTi02iCdTe, (d)是負載有CdTe量子點的空心TiO2納米管。圖3是空心!^3O4OTiO2OCdTe磁性復合顆粒氮氣吸附曲線。圖4是空心!^3O4OTiO2OCdTe磁性復合顆粒的磁滯回線。圖5是不同產物紅外光譜圖，圖中，(a)是空心!^3O4OTiO2OCdTe, (b)是空心 IBU - Fe304iTi02iCdTe, (c)是 IBU。圖6是外加磁場對空心!^3O4OTiO2OCdTe磁性復合顆粒緩釋行為的影響圖；圖中， (a)是外加磁場作用，(b)是靜置。
具體實施例方式本發(fā)明功能集成藥物載體為空心!^3O4OTiO2OCdTe復合顆粒，粒徑為200-600納米，內層為空心狗304微球，殼層厚度在10-30納米可調。外層為空心TiO2微球，殼層厚度在30-60納米可調。CdTe吸附在復合顆粒表面，粒徑為5-10納米，在紫外光照射下發(fā)光，且發(fā)光波長可調。樣品為棕褐色粉末，比表面積170m2/g，飽和磁化強度12. 8emu/g，藥物緩釋時間長達24h。本發(fā)明功能集成藥物載體的制備方法，包括以下步驟
1、模板法制備納米SiO2O Fe3O4核殼結構將0. Ig SiO2超聲分散在15ml乙二醇和185ml水的混合溶液中，超聲15分鐘后，通入3分鐘隊，隊的流量為7kccm，并在隊保護下加入100ml FeCl2水溶液，F(xiàn)eCl2濃度為0. 02-0. 06 mol/Ι，磁力攪拌，80°C水浴lh。最后用蒸餾水和乙醇交叉清洗3次。可制得納米SiO2O !^e3O4核殼結構，其中，F(xiàn)e3O4殼層的厚度為 10-30nm。2、制備納米SiO2OFe3O4OSiOdS殼結構將0. Ig步驟1中制備的SiO2OFe3O4核殼結構分散在72ml水、240ml無水乙醇和12ml氨水的混合液中，隨后60°C水浴攪拌15min。加入原硅酸乙酯，使原硅酸乙酯含量為0. 1-0. 5mol/l，繼續(xù)反應池，最后產物用無水乙醇，去離子水清洗兩次。得到納米SiO2OFe3O4OSiA核殼結構，其中，SiO2殼層的厚度為10-50nm。3、制備空心Fii3O4 OTiO2核殼結構將0. Ig步驟2中制備的SiO2I^e3O4IgSiA核殼結構，分散于200mL乙醇中，加入1. 5ml氨水后，水浴60°C攪拌15分鐘后，滴加2_細1鈦酸四丁酯和IOOml無水乙醇溶液的混合溶液，反應池后，離心分離，然后用無水乙醇，去離子水分別清洗2次，制得SiO2OFe3O4OSiO2OTiA復合微球，其中，TW2殼層的厚度為20_50nm。 將0. Ig上述制備的SiO2OFe3O4O SiO2OTiO2復合微球分散于IOml lmol/L的氫氧化鈉的溶液中，并轉移到水熱反應釜中，80-120°C下水熱反應1-池。得到空心!^e3O4OTiA核殼結構。4、制備空心!^e3O4OTiO2IgCdTe復合顆粒將0. Ig步驟3中制備的空心!^e3O4OTiO2核殼結構加入到50ml PDDA中攪拌Ih后，用去離子水清洗三次以去除多余的PDDA。隨后加入制備好的量子點溶液15ml。攪拌混合池后，離心去除未吸附上的量子點。用去離子水和無水乙醇各清洗三次后，得到空心!^e3O4OTiO2IgCdTe復合顆粒。PDDA為聚二烯丙基二甲基胺鹽酸鹽，分子量為100000-200000。量子點溶液的制備如下氯化鎘0. 22g，檸檬酸鈉0. 6g，巰基丙酸0. 21ml,水300 ml，加入500 ml三口燒瓶中，用lmol/L的氫氧化鈉調節(jié)溶液pH值為10.0，隨后加入亞碲酸鈉0. 0534g, 110°C加熱10 min，攪拌下加入水和胼6. 0 ml，持續(xù)加熱制備CdTe納米晶。得到的產物加入乙二醇放置一小時后沉淀，再用丙酮清洗離心干燥后置于50ml水中保存。下面根據(jù)附圖和實施例詳細描述本發(fā)明，本發(fā)明的目的和效果將變得更加明顯。實施例1
不同F(xiàn)eCl2濃度對制備納米SiO2O Fe3O4核殼結構的影響
模板法制備納米SiO2O !^e3O4核殼結構將0. Ig SiO2超聲分散在15ml乙二醇和185ml 水的混合溶液中，超聲15分鐘后，通入3分鐘隊，N2的流量為7kccm，并在隊保護下加入 100ml FeCl2水溶液，F(xiàn)eCl2濃度為0. 02-0. 06 mol/Ι，磁力攪拌，80°C水浴lh。最后用蒸餾水和乙醇交叉清洗3次。可制得納米SiO2O !^e3O4核殼結構。實驗證明，當FeCl2濃度為0. 02-0. 06 mol/Ι時，均可制得較好球形形貌的納米 S_ Fe3O4核殼結構，且當FeCl2濃度0. 02 mol/Ι時，制得的Fe3O4殼層的厚度為IOnm,當 FeCl2濃度0. 06 mol/Ι時，制得的Fe3O4殼層的厚度為30nm。實施例2
不同原硅酸乙酯濃度對制備納米SiO2OFe3O4IgSiA核殼結構的影響將0. Ig模板法制備的Si02iFe304核殼結構分散在72ml水、240ml無水乙醇和12ml 氨水的混合液中，隨后60°C水浴攪拌15min。加入原硅酸乙酯，使原硅酸乙酯含量為 0. 1-0. 5mol/l，繼續(xù)反應池，最后產物用無水乙醇，去離子水清洗兩次。得到納米SiO2O !^e3O4OSiO2核殼結構。
5
實驗證明，當原硅酸乙酯濃度為0. 1-0. 5mol/l時，均可制得較好球形形貌的納米 Si02iFe304iSi02核殼結構，且當原硅酸乙酯濃度為0. lmol/1時，制得的SiO2殼層的厚度為 IOnm,當原硅酸乙酯濃度為0. 5mol/l時，制得的SiO2殼層的厚度為50nm。實施例3
不同鈦酸四丁酯濃度對制備納米SiO2OFe3O4Ig SiO2OTiO2核殼結構的影響將0. Ig步驟2中制備的Si02iFe304iSi02核殼結構，分散于200mL乙醇中，加入1. 5ml 氨水后，水浴60°C攪拌15分鐘后，滴加2-細1鈦酸四丁酯和IOOml無水乙醇溶液的混合溶液，反應后，離心分離，然后用無水乙醇，去離子水分別清洗2次，制得SiO2OFe3O4Ig SiO2O TiO2復合微球。實驗證明，當鈦酸四丁酯濃度為0. 1-0. 5mol/l時，均可制得較好球形形貌的納米 Si02iFe304i SiO2OTiO2復合微球，且當鈦酸四丁酯濃度為0. lmol/1時，制得的TW2殼層的厚度為20nm，當鈦酸四丁酯濃度為0. 5mol/l時，制得的TW2殼層的厚度為50nm。實施例4
不同水熱反應時間及溫度對制備空心狗304 OTiO2核殼結構的影響將0. Ig上述制備的SiO2OFe3O4O SiO2OTiO2復合微球分散于IOml lmol/L的氫氧化鈉的溶液中，并轉移到水熱反應釜中，80-120°C下水熱反應1-池。得到空心!^e3O4OTiA核殼結構。實驗證明，在條件水熱反應時間l_3h、水熱反應溫度80-120°C下，均可制備出具有較好球形形貌的空心!^e3O4OTiA核殼結構，且隨反應時間的增加，反應溫度的升高，TiO2 納米管的長度增加，殼層孔徑增大。實施例5
將0. Ig空心!^3O4OTiO2OCdTe磁性復合材料超聲均勻分散在盛有IOOml無水乙醇溶液的玻璃瓶中，在紫外燈照射下，觀察其發(fā)光行為。另取一磁鐵，靠近玻璃瓶，觀察其磁行為。實驗證明，在365 nm的紫外燈照射下，含有磁性顆粒的懸濁液顏色由棕色變?yōu)樽仙?。當沒有外加磁場時，磁性復合材料能均勻地分散在乙醇中，當磁鐵靠近玻璃瓶時，顆粒迅速被磁鐵吸引，團聚到瓶底，把磁鐵拿掉，將溶液劇烈晃動，磁性納米顆粒可以快速地分散到乙醇溶液中，這顯示納米顆粒超順磁性特征。實施例6
外加磁場對空心!^3O4OTiO2IgCdTe磁性復合顆粒緩釋行為的影響 0. Ig空心!^3O4OTiO2IgCdTe磁性復合顆粒加入到三孔燒瓶中，減壓池至真空，另使用注射器加入30ml 40mg/ml的布洛芬乙醇溶液，室溫下攪拌Mh，離心，分離復合顆粒，80°C下晾干。將上述晾干的空心I7e3O4OTiO2IgCeTe磁性復合顆粒加入到50ml PBS緩沖溶液(0. 1M， PH 7. 2 7. 4)中，分別在磁力攪拌和溶液靜置的情況下，每隔30min中從溶液中取出2ml 反應液進行紫外分光光度測定，同時向溶液中加入相同體積的PBS緩沖溶液。在222nm波長下測定溶液吸光度。實驗證明，在外加磁場存在條件下，磁性復合顆?？梢詫崿F(xiàn)對藥物的緩釋，在緩釋開始時釋放了 38%的藥物，這歸因于多空TW2殼層表面吸附的藥物分子，同時，57%的布洛芬在剩下20h被釋放。但是，在靜置條件下，復合顆粒在緩釋開始的2 內僅釋放了 6%的藥物，這兩種緩釋行為的不同可能是由于在外加磁場作用下，復合顆粒內部的磁性狗304核相對TW2殼的運動加速了藥物的釋放，這證明了外加磁場能夠作為一種磁性開關，來控制藥物分子的釋放，實現(xiàn)藥物的緩釋控制。圖1掃描電鏡圖片顯示了不同反應階段，各產物表面形貌以及粒徑的變化。由圖可看出，隨殼層數(shù)的增加，微球的粒徑逐漸增加，微球表面由平滑到粗糙到相對平滑到布滿毛刺狀TiO2納米管。圖2透射電鏡圖片顯示了空心微球的雙層球殼結構，通過透射電鏡直接觀察到 TiO2納米管管徑4nm左右，形狀規(guī)則，中空，管壁較厚，長度幾十到上百納米。這樣的中空管狀結構比表面積大，有利于吸附其他粒徑更小的有機及無機納米粒子，為負載CdTe等粒子提供了較好的載體平臺，同時也有利于藥物緩釋過程中藥物分子的運輸、釋放。同時，CdTe 量子點的大都呈現(xiàn)球狀分布，大小約為4.5 nm，分布在TiO2殼層表面，存在很少部分的團聚現(xiàn)象。從高分辨TEM圖可知，所得CdTe納米晶體結晶度較好，出現(xiàn)了明顯的晶格條紋。圖3氮氣吸附曲線顯示了空心!^3O4OTiO2IgCdTe磁性復合顆粒的氮氣吸附-脫附等溫線屬于典型的Langmuir IV型等溫線，這說明了材料的介孔性特征，遲滯環(huán)形狀歸屬于H3型，說明該樣品為介孔材料，且孔結構是狹縫狀孔道，此孔道結構可能是由TiO2納米管自組裝形成的。測得的比表面積大小為183.4 m2/g，孔徑大小為4.22nm，載體空心雙層海膽狀結構具有較大的比表面積，這種結構所提供的多級孔道為藥物分子的吸附傳遞提供較多的活性位點。圖4磁滯回線顯示了空心!^3O4OTiO2IgCdTe磁性復合顆粒超順磁性特征，其飽和磁化強度為12. Semu/g，超順磁性特征有利于藥物的靶向運輸。圖5紅外光譜顯示了個官能團的特征峰，證明了空心!^3O4OTiO2IgCdTe磁性復合顆粒具有載藥性。圖6顯示了有無外加磁場作用下空心!^3O4OTiO2OCdTe磁性復合顆粒的緩釋行為， 證明了外加磁場能夠加速藥物分子的釋放，實現(xiàn)藥物的緩釋控制。
權利要求
1.一種功能集成藥物載體，其特征在于，它是空心I7e3O4OTiO2OCdTe復合顆粒，粒徑為 200-600納米，內層為空心!^e3O4微球，殼層厚度在10-30納米可調；外層為空心TW2微球， 殼層厚度在30-60納米可調；CdTe吸附在復合顆粒表面，粒徑為5-10納米。
2.—種權利要求1所述功能集成藥物載體的制備方法，其特征在于，包括以下步驟(1)模板法制備納米S_Fe3O4核殼結構將0. Ig SiO2超聲分散在15ml乙二醇和 185ml水的混合溶液中，超聲15分鐘后，通入3分鐘隊，隊的流量為7kccm，并在隊保護下加入100ml FeClyjC溶液，F(xiàn)eCl2濃度為0.02-0. 06 mol/Ι，磁力攪拌，80°C水浴Ih ；最后用蒸餾水和乙醇交叉清洗3次；可制得納米SiO2O Fe3O4核殼結構，其中，！^e3O4殼層的厚度為 10-30nm ；(2)制備納米SiO2OFe3O4OSiA核殼結構將0.Ig步驟1中制備的SiO2OFe3O4核殼結構分散在72ml水、240ml無水乙醇和12ml氨水的混合液中，隨后60°C水浴攪拌15min ；加入原硅酸乙酯，使原硅酸乙酯含量為0. 1-0. 5mol/l，繼續(xù)反應池，最后產物用無水乙醇，去離子水清洗兩次；得到納米SiO2OFe3O4OSiA核殼結構，其中，SiO2殼層的厚度為10-50nm ；(3)制備空心Fe3O4OTiO2核殼結構將0. Ig步驟2中制備的Si02iFe304iSi02核殼結構，分散于200mL乙醇中，加入1. 5ml氨水后，水浴60°C攪拌15分鐘后，滴加2_細1鈦酸四丁酯和IOOml無水乙醇溶液的混合溶液，反應池后，離心分離，然后用無水乙醇，去離子水分別清洗2次，制得5丨02@狗304略丨02@1102復合微球，其中，TW2殼層的厚度為20-50nm ；將 0. Ig上述制備的SiO2OFe3O4O SiO2OTiO2復合微球分散于IOml lmol/L的氫氧化鈉的溶液中，并轉移到水熱反應釜中，80-120°C下水熱反應l-3h ；得到空心Fe3O4OTiO2核殼結構；(4)制備空心!^e3O4OTiO2IgCdTe復合顆粒將0.Ig步驟3中制備的空心!^e3O4OTiA核殼結構加入到50ml PDDA中攪拌Ih后，用去離子水清洗三次以去除多余的PDDA ；隨后加入制備好的量子點溶液15ml ；攪拌混合池后，離心去除未吸附上的量子點；用去離子水和無水乙醇各清洗三次后，得到空心!^3O4OTiO2IgCdTe復合顆粒。
3.根據(jù)權利要求2所述的方法，其特征在于，所述PDDA為聚二烯丙基二甲基胺鹽酸鹽， 分子量為 100000-200000。
4.根據(jù)權利要求2所述的方法，其特征在于，所述量子點溶液的制備過程如下氯化鎘 0. 22g、檸檬酸鈉0. 6g、巰基丙酸0. 21ml和水300 ml加入500 ml三口燒瓶中，用lmol/L的氫氧化鈉調節(jié)溶液PH值為10.0，隨后加入亞碲酸鈉0.0534g，110°C加熱10 min，攪拌下加入水和胼6.0 ml，持續(xù)加熱制備CdTe納米晶；得到的產物加入乙二醇放置一小時后沉淀， 再用丙酮清洗離心干燥后置于50ml水中保存。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種功能集成藥物載體及其制備方法，所述藥物載體以空心的Fe3O4球為核，TiO2納米管自組裝形成殼，且在TiO2納米管上吸附有CdTe量子點。該復合納米粒子呈現(xiàn)穩(wěn)定性較高、磁性能好、熒光性穩(wěn)定、藥物緩釋時間長，可以作為一種磁性藥物載體應用于生物醫(yī)藥領域。
文檔編號B01J13/02GK102416180SQ201110416799
公開日2012年4月18日 申請日期2011年12月14日 優(yōu)先權日2011年12月14日
發(fā)明者劉虎, 朱顏軍, 李超榮, 楊文濤, 董文鈞, 黃歡娣 申請人:浙江理工大學