一种葡萄糖氧化酶包覆金属多酚纳米颗粒及其制备方法与应用

    专利2025-12-11  2



    背景技术:

    1、纳米医学为现代生物医学研究提供了前沿技术和创新方法,为解决关键的生物医学问题提供了前所未有的机会。近几十年来,用于生物医学应用的金属-多酚配位聚合物的开发出现了显著的激增。金属-多酚易于合成、结构可调和出色的生物相容性使其成为疾病诊断和治疗的理想选择。目前,已经报道了多篇关于金属-多酚联合其他纳米药物参与肿瘤的化疗、光热疗法(ptt)、化学动力疗法(cdt)、光动力疗法(pdt)的应用。金属-多酚与一些药物的结合对于肿瘤的治疗往往能带来意想不到的效果。

    2、然而,目前基于金属-多酚联合纳米药物的肿瘤疗法仍处于起步阶段,距离其临床应用还存在许多解决的问题:一是很多应用忽视了其本身作为治疗平台的作用,往往没有充分利用多酚本身的功能,没有带来金属-多酚应有的治疗效果;二是金属-多酚用作载体时往往因为其纳米颗粒小导致稳定性差,大分子药物负载率低、药物使用量大等缺点;三是许多可实现多疗法联合治疗的材料制备工艺复杂,故实验成本较高且不利于环保或是合成原料种类繁多,导致制备的材料粒径较大,不利于生物应用。


    技术实现思路

    1、本发明的第一个目的是为了克服上述现有技术的不足,提供一种葡萄糖氧化酶包覆金属多酚纳米颗粒gox@fe-ga的制备方法。

    2、为实现上述目的,本申请采取的技术方案为:

    3、步骤(1)、取一定量表面活性剂和金属盐溶于水中,边搅拌边加入多酚,最后加入一定量的三羟甲基氨基甲烷(tris缓冲液)调节ph,搅拌,离心,得到金属多酚纳米颗粒,表面活性剂、金属盐和多酚的质量比为6:2:1。

    4、步骤(2)、将步骤(1)得到的金属多酚纳米颗粒与葡萄糖氧化酶混合,搅拌,离心后得到粒径为20~30nm的所述葡萄糖氧化酶包覆金属多酚纳米颗粒gox@fe-ga;其中,所述葡萄糖氧化酶与所述金属多酚纳米颗粒的质量比为1:(20~200)。

    5、作为优选,步骤(1)中所述表面活性剂为十六烷基三甲基溴化铵、聚乙烯吡咯烷酮、十六烷基三甲基氯化铵、十六烷基三乙基溴化铵、三辛基甲基氯化铵、十二烷基三甲基氯化铵中的一种或多种,优选为聚乙烯吡咯烷酮。

    6、作为优选,步骤(1)中所述金属盐为硫酸钙、硫酸铜、氯化铁、硝酸锌、硝酸银、乙酰丙酮锰、乙酰丙酮镍、硝酸铈中的一种或多种,优选为氯化铁。

    7、作为优选,步骤(1)中所述多酚为槲皮素、原儿茶酸、没食子酸、没食子酸酯、鞣花酸、花青素、姜黄素、白藜芦醇中的一种或多种,优选为没食子酸。

    8、作为优选,步骤(1)中加入一定量的tris缓冲液调节ph范围3~8。

    9、更为优选,步骤(1)中加入一定量的tris缓冲液将ph调节为7。

    10、作为优选,步骤(2)所述葡萄糖氧化酶与所述金属多酚纳米颗粒的质量比为1:100。

    11、本发明的第二个目的是提供一种葡萄糖氧化酶包覆金属多酚纳米颗粒gox@fe-ga,采用上述方法制备得到。

    12、本发明的第三个目的是提供上述葡萄糖氧化酶包覆金属多酚纳米颗粒gox@fe-ga在制备光热-饥饿-化学动力学联合治疗试剂中的应用。

    13、葡萄糖氧化酶和具有光热转换性能的光热材料(金属多酚)联合使用,既可以产生饥饿和ros,又具备光热转换性能,可以更加完全地抑制hsps表达,从而实现高效的温和光热治疗效果。具体为,葡萄糖氧化酶可以通过催化细胞内葡萄糖的分解,从而导致细胞能量atp含量的下降,干扰细胞正常功能,包括抑制热休克蛋白(hsp)的表达,继而促进上述光热材料的肿瘤温和光热治疗效果。同时,葡萄糖氧化酶作用细胞,催化细胞中葡萄糖分解产生大量过氧化氢,为金属阳离子实现芬顿反应创造条件。

    14、与现有技术相比,本发明的有益结果在于:

    15、本发明通过对纳米粒子结构的合理设计,制备了一种葡萄糖氧化酶包覆金属多酚用于肿瘤治疗的纳米颗粒。所制备的纳米颗粒将饥饿疗法、温和光热疗法和化学动力学疗法结合,克服了现有技术单一治疗效果不佳的缺陷。

    16、本发明通过对金属-多酚ph的调控,合成了大小均一的纳米颗粒,改善了金属-多酚颗粒尺寸小难以负载大分子药物的问题,同时,其尺寸的改变极大改善了葡萄糖氧化酶的药物负载率(43%)。使得药物在低剂量(7.6μg/ml)下,实现对肿瘤的高抑制率,可有效避免高药物剂量使用带来的副作用。

    17、本发明合成过程温和,在常温常压下即可进行,绿色环保;合成步骤中仅使用氯化铁、pvp、没食子酸、葡萄糖氧化酶作为主要反应原料,实验成本低,材料粒径可控,适合应用于肿瘤治疗领域;实验步骤简易且耗时较短,使得生产效率大幅提升,更利于实现临床转化。



    技术特征:

    1.一种葡萄糖氧化酶包覆金属多酚纳米颗粒gox@fe-ga的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括如下步骤:

    2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)中所述表面活性剂为十六烷基三甲基溴化铵、聚乙烯吡咯烷酮、十六烷基三甲基氯化铵、十六烷基三乙基溴化铵、三辛基甲基氯化铵、十二烷基三甲基氯化铵中的一种或多种。

    3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)中所述金属盐为硫酸钙、硫酸铜、氯化铁、硝酸锌、硝酸银、乙酰丙酮锰、乙酰丙酮镍、硝酸铈中的一种或多种。

    4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)中所述多酚为槲皮素、原儿茶酸、没食子酸、没食子酸酯、鞣花酸、花青素、姜黄素、白藜芦醇中的一种或多种。

    5.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)中所述表面活性剂、金属盐和多酚的质量比为6:2:1。

    6.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)中加入tris缓冲液调节ph至3~8。

    7.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(2)所述葡萄糖氧化酶与所述金属多酚纳米颗粒的质量比为1:100。

    8.一种葡萄糖氧化酶包覆金属多酚纳米颗粒gox@fe-ga,其特征在于,采用权利要求1-7任一项所述方法制备得到。

    9.权利要求8所述的葡萄糖氧化酶包覆金属多酚纳米颗粒gox@fe-ga在制备光热-饥饿-化学动力学联合治疗试剂中的应用。


    技术总结
    本发明涉及一种葡萄糖氧化酶包覆金属多酚纳米颗粒及其制备方法与应用,属于纳米药物技术领域。本发明将表面活性剂和金属盐溶于水中,边搅拌边加入多酚得到金属多酚纳米颗粒,然后与葡萄糖氧化酶混合得到所述葡萄糖氧化酶包覆金属多酚纳米颗粒。葡萄糖氧化酶可以切断肿瘤细胞的能量来源,同时产生大量对细胞有毒的过氧化氢,金属多酚纳米药物可以在肿瘤微环境进行温和光热作用并在肿瘤部位分解,释放出的金属阳离子与过氧化氢的芬顿作用共同杀伤肿瘤细胞。本发明制备方法简单,能耗低,易于扩大生产,所得到的纳米材料具有高的药物负载率和靶向作用,并对肿瘤细胞具有饥饿、温和光热和化学动力学疗法共同作用。

    技术研发人员:余靓,张化宇,车声雷,李涓,应耀,李旺昌,乔梁,郑精武
    受保护的技术使用者:浙江工业大学
    技术研发日:
    技术公布日:2024/4/29
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