专利名称：一种alpha-TOS负载的树状大分子包裹的纳米金颗粒的制备方法
技术领域：
本发明属于树状大分子的制备领域，特别涉及一种alpha-TOS负载的树状大分子包裹的纳米金颗粒的制备方法。
背景技术：
alpha-维生素E琥珀酸酯(alpha_T0S)，一种维生素E衍生物，可诱导癌细胞凋亡，在多种类型的肿瘤中引发癌细胞的大量凋亡，抑制细胞生长循环，扰乱肿瘤生长必不可少的自分泌信号通路。在其特殊的结构中，琥珀酰基团通过诱导反应活性氧的产生来引发癌细胞凋亡。在传统药物治疗中往往由于药物无特异性，不可避免的会对正常细胞及组 织产生伤害。其次，通过提高药物剂量来提高其药物毒性，利用药物直接产生的毒副作用来摧毁快速分化的细胞。实现这类药物治疗，不仅药物使用剂量大，而且具有一定的盲目性。为了避免传统药物治疗中产生的弊端,选择优良的药物载体十分重要,例如Won, Y. -W.^ (Won, Y. -ff. ; Yoon, S. -M. ; Kim, Y. -H. et al. Adv Funct Mater. 2012, 22, 1199.)利用人类重组明胶和硫辛酸的化合产物作为药物稳定剂和载体，与alpha-TOS自组装形成了新型药物复合体，该纳米材料不仅具有良好的稳定性、尺寸均一，生物相容性好，该载体材料更有效的防止了 alpha-TOS的水解，提高了抗癌效率。由于alpha-TOS具有疏水性，也可被用于载体材料的疏水性组分，例如Y Tao.等(Y Tao. ; J Han. et al. J MaterChem. 2012，22，8930)利用alpha-TOS共价修饰的壳聚糖作为两亲性载体，载入抗肿瘤药物紫杉醇，将alpha-TOS和紫杉醇的药物特性接合起来，增强治疗效果，结果表明该纳米材料的系统循环时间增长，血液清除速率降低，药物载入率提高。YF Tan等(YF Tan,；PChandrasekharan, ;D Maity. et al. Biomaterials. 2011，32，2969)利用聚乳酸接枝聚乙二醇化的TOS作为模板包裹氧化铁和量子点形成肿瘤造影。因此，基于以上载体选择的特点，我们联想到利用树状大分子作为纳米载体平台用于制备多功能的优良分子显像探针，既能连接靶向试剂形成多功能靶向分子显像探针复合体，同时载入药物起到临床治疗作用。聚酰胺胺(poly(amidoamine), PAMAM)树状大分子是通过支化单元逐步重复反应得到的具有树状高度支化结构的大分子。分子结构包括三部分多臂引发核；由多个重复单元组成的支架；表面多功能基团。它具有高度支化、高度单分散性，拥有可控的、规则的结构和组成。它不仅由于表面拥有众多的功能基团而具有独特的表面物理、化学性质，而且具有独特的内部空腔结构。表面具有一层官能基团，可以通过链-离子间的相互作用，酸-碱相互作用等稳定金属离子，形成复合材料，十分适合于作为金属纳米颗粒的载体。例如 ShiX. Y.等(Shi, X. Y. ;ffang, S. H. ;Meshinchi, S. ; et al. Small2007, 3, 1245.)利用端基为氨基的第五代PAMAM树状大分子为模板原位还原制备了金纳米颗粒，并在包裹纳米金的树状大分子外围修饰靶向分子、染料等，制备得到的金纳米颗粒(平均直径为3. 2nm)具有良好的生物相容性，可对癌症细胞进行有效地靶向和成像。另外其内部的空腔结构还可以包裹药物用于癌症治疗。例如Wang，Y.等(Wang, Y. ; R. Guo. ; Shi, X. Y. etal. Biomaterials. 2011，32，3322)利用端基为氨基的第五代PAMAM树状大分子为模板制备了载入抗肿瘤药物2-甲氧雌二醇的材料，并在树状分子表面修饰靶向分子、染料等，作为多功能的药物作用平台，该体系稳定并且实现了药物的缓慢释放。树状大分子还可进行表面修饰(如聚乙二醇，PEG)进一步提高其生物相容性，没有免疫原性，因而作为安全的载体应用于生物医学领域，特别为分子影像学开辟了一条新的路线。例如Peng，C.等(Peng, C. , L. Zheng, et al. et al. Biomaterials. 2012, 33, 1107)在端基为氛基的第五代PAMAM树状大分子表面修饰PEG，提高了树状分子包裹金纳米粒子的含量，增强其稳定性和生物相容性。树状大分子由于其独特的物化性质，可作为多功能靶向分子显像探针的载体，也是药物的优良载体。因此，可以将这些优良功能有机结合起来，利用靶向基团将显像探针带到目标部位实现肿瘤的早期诊断，与此同时由于该显像探针复合体负载有抗癌药物，可起到一定的治疗作用，有效的抑制癌细胞的生长。

发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种alpha-TOS负载的树状大分子包裹的纳米金颗粒的制备方法，本发明的制备过程简单，实验条件为常温常压，易于操作，所采用的制备程序可用于其它功能化树状大分子的制备，具有很好的使用价值；所制备的材料有望用于体内肿瘤CT诊断，具有良好的诊断应用前景；制备得到的用于抗肿瘤药物alpha-维生素E琥珀酸酯负载的树状大分子包裹的纳米金颗粒平台具有良好的靶向及药物疗效，为新型纳米药物的开发打下了良好的基础。本发明的一种alpha-TOS负载的树状大分子包裹的纳米金颗粒的制备方法，包括(I)将alpha-维生素E琥珀酸酯alpha-TOS溶于DMSO中，加入EDC活化2_3h后，加入 NH2-PEg-COOH 的 DMSO 溶液，搅拌反应 12_24h，得到 T0S-PEG-C00H ；(2)将叶酸FA溶于溶剂中，加入EDC活化2_3h后，加入NH2-PEG-C00H的DMSO溶液，搅拌反应l-2d，得到FA-PEG-C00H ；(3)将第五代聚酰胺-胺树状大分子的DMSO溶液中加入异硫氰酸荧光素FI的DMSO溶液，搅拌反应12-24h，得到G5. NH2-FI ；(4)将T0S-PEG-C00H和FA-PEG-C00H的水溶液经过EDC活化2_3h后，依次加入到G5. NH2-FI的水溶液中，搅拌反应2-3d，得到树状大分子G5. NH2-FI-(PEG-TOS) - (PEG-FA)溶液；(5)将上述树状大分子G5. NH2-FI-(PEG-TOS)-(PEG-FA)溶液中加入氯金酸溶液，搅拌20-40min，然后加入硼氢化钠溶液搅拌反应l_4h，再加入三乙胺N(C2H5)3搅拌20-40min，最后加入乙酸酐Ac2O,搅拌反应12_24h，然后进行透析，冷冻干燥，即得包裹金纳米粒子的树状大分子{(Au0) 200-G5. NHAc-FI-(PEG-TOS) - (PEG-FA)} DENPs。所述步骤(I)中EDC与TOS的摩尔比为I :1，TOS与PEG的摩尔比为I. 5-2:1。所述步骤(2)中的溶剂为DMSO。所述步骤(2)中EDC与FA的摩尔比为I :1，FA与PEG的摩尔比为I. 5-2:1。所述步骤(3)中FI与第五代聚酰胺-胺树状大分子的摩尔比为5:1。
所述步骤(4)中T0S-PEG-C00H 与 G5. NH2-FI 的摩尔比为 34:1，EDC 与T0S-PEG-C00H 的摩尔比为 20:1，FA-PEG-C00H 与 G5. NH2-FI-(PEG-TOs)的摩尔比为 25:1，EDC 与 FA-PEG-C00H 的摩尔比为 20:1。所述步骤(5)中硼氢化钠溶液的溶剂为水和甲醇的混合溶液，水和甲醇的体积比为 2: I。所述步骤(5)中HAuCl4 *4H20 和树状大分子 G5. NH2-FI-(PEG-TOS) -(PEG-FA)的摩尔比为200:1, NaBH4与HAuCl4 4H20的摩尔比为2-5: 1，三乙胺N(C2H5)3、乙酸酐Ac2O和树状大分子 G5. NH2-FI-(PEG-TOS) - (PEG-FA)的摩尔比为 120-660:100-550:1。所述步骤(5)中透析为透析膜为纤维素透析膜MWC0=14000，在磷酸盐缓冲溶液和蒸懼水中透析3天。本发明中使用PEG可以增加该材料的体内循环时间，并增加后续包裹纳米金的、量，达到更加灵敏的CT造影效果。本发明中氯金酸溶液加入后，搅拌20_40min，使氯金酸分子与树状大分子充分混合，利用AuC14_与树状大分子氨基的亲和力使得其进入树状大分子内部空腔，再以强还原剂NaBH4快速还原，得到树状大分子包裹的金纳米颗粒，很好地防止了金纳米颗粒的聚集。HAuCl4 4H20 =NaBH4 :树状大分子摩尔比为 200 :600 :1 (NaBH4 与 HAuCl4 4H20 的摩尔比> 3 :1)，既保证纳米金的胶体稳定性，又有效提高纳米金的含量。在加入硼氢化钠之时，应将NaBH4溶液迅速滴加到AuC14_与树状大分子络合物溶液中，快速还原得到终产物{(Au0) 200-G5. NHAc-FI-(PEG-TOS) - (PEG-FA)} DENPs。本发明中将树状大分子表面剩余的氨基乙酰化以降低其表面电势，提高材料的生物相容性。以三乙胺保持溶液的碱性环境保证乙酰化反应的顺利进行。使用1HNMR (氢核磁共振)、UV-Vis (紫外可见光谱)、TEM (透射电子显微镜)、MTT测试、流式细胞测试及共聚焦电子显微镜测试表征抗肿瘤药物alpha-维生素E琥珀酸酯负载的树状大分子包裹的纳米金颗粒平台的结果分别如下(I) 1HNMR 测试结果1HNMR测试结果表明本发明中制备得到的{(Au°) 2(I(|-G5.NHAc-FI-(PEG-TOS)-(PEG-FA)} DENPs 中，一个 G5 接了 5. 4 个 FI、5. 2 个 FA、9. 7 个 T0S，参见说明书附图2。(2) UV-Vis 测试结果UV-Vis测试结果表明本发明中制备得到的功能化树状大分子的表面等离子体共振(SPR)峰位于523nm，参见说明书附图3。这表明本发明中制备得到了金纳米颗粒。(3) TEM测试结果TEM测试结果显示了金纳米颗粒的尺寸及尺寸分布，参见说明书附图4。金纳米颗粒平均直径约3. 3nm，尺寸分布较窄，具有良好的单分散性。(4)稳定性测试结果稳定性测试结果表明本发明中制备得到的功能化树状大分子在不同温度，不同PH中具有良好的稳定性，无沉淀产生，参见说明书附图5。这表明本发明中制备的材料稳定性好。(5)细胞形态结果
细胞形态结果表明在纯药浓度为25iiM时，TOS和{(Au°) 2(I(|-G5.NHAc-FI-(PEG-TOS) - (PEG-FA)} DENPs孵化的细胞其形态明显具有凋亡迹象，而不含药的载体材料{(Au0) 200-G5. NHAc-FI-(PEG-FA) - (mPEG)} DENPs孵化的细胞形态良好，参见说明书附图6。说明本发明中制备得到的功能化树状大分子具有癌细胞治疗效果。(6) MTT测试结果MTT测试结果表明本发明中制备得到的功能化树状大分子孵化癌细胞24h后，在一定浓度范围内促进了癌细胞的凋亡，且较纯TOS而言，对癌细胞的疗效更好，起到药物治疗作用，且不含药载体材料不存在药物毒性，参见说明书附图7。(7)流式细胞测试结果流式细胞测试结果表明本发明中制备得到的功能化树状大分子在浓度为IOOnM且孵化癌细胞lh，对高叶酸受体表达的癌细胞具有靶向作用，通过荧光强度的显著性差异 说明制得的材料对高叶酸受体表达细胞具有特异性，且不会与L929细胞(正常细胞)结合，参见说明书附图8，9。(8)激光共聚焦显微镜测试激光共聚焦显微镜测试结果表明本发明中制备得到的功能化树状大分子在浓度为IOOnM且孵化癌细胞lh，对高叶酸受体表达的细胞具有靶向作用，通过共聚焦显微镜图片可清晰的看到制备得到的功能化树状大分子进入了高叶酸受体表达细胞的细胞质中，说明制得的材料对高叶酸受体表达细胞具有特异性，且不会进入到L929细胞(正常细胞)中，参见说明书附图10，11。该结果与流式细胞测试结果相一致，共同说明修饰FA的材料对于癌细胞的靶向特异性。(9)靶向MTT测试靶向MTT测试结果表明本发明中制备得到的功能化树状大分子在浓度为12. 5uM且孵化癌细胞3h，对高叶酸受体表达的细胞具有靶向作用，因此高叶酸受体表达的细胞活力低于低叶酸受体表达的细胞活性，且具有显著性差异，参见说明书附图12，说明叶酸修饰的材料能够被表面有高叶酸受体表达的癌细胞吞噬，从而实施对癌细胞的特异性治疗。本发明制备的抗肿瘤药物alpha-维生素E琥珀酸酯负载的树状大分子包裹的纳米金颗粒材料，其金纳米颗粒尺寸分布较窄，具有良好的分散性。体外细胞实验结果证明其对高叶酸受体表达的癌细胞具有靶向作用且促进癌细胞的特异性凋亡，效果明显。以表面具有大量氨基，内部具有大量空腔和结构精确可控的聚酰胺-胺树状大分子为模板和稳定剂，制备了抗肿瘤药物alpha-维生素E琥珀酸酯负载的树状大分子包裹的纳米金颗粒，本发明涉及了三个基本原理(I)充分利用聚酰胺-胺树状大分子的表面大量的可修饰化氨基，在其表面修饰靶向基团叶酸(FA)、异硫氰酸荧光素(FI)和抗肿瘤药物alpha-维生素E琥珀酸酯(alpha-TOS)，可制备得到新型多功能树状大分子。(2 )由于alpha-TOS具有疏水性，因此通过NH2-PEG-C00H为中介，将TOS与NH2-PEg-COOH化学键合，再将生成的T0S-PEG-C00H与聚酰胺-胺树状大分子相连，可提高其水溶性，与此同时也提高了该纳米颗粒的生物相容性和血液循环时间。(3)充分利用聚酰胺-胺树状大分子的内部空腔包裹稳定纳米金颗粒。利用AuC14_与树状大分子氨基的亲和力使得其进入树状大分子内部空腔，再以强还原剂NaBH4还原，得到树状大分子包裹的金纳米颗粒，很好地防止了金纳米颗粒的聚集。制备这种抗肿瘤药物alpha-维生素E琥珀酸酯负载的树状大分子包裹的纳米金颗粒的关键要素就是找到一个合适的载体平台以负载不同的功能基团，形成多功能纳米复合体。聚酰胺胺(poly (amidoamine)，PAMAM)树状大分子是通过支化单元逐步重复反应得到的具有树状高度支化结构的大分子。它具有高度支化、高度单分散性，拥有可控的、规则的结构和组成。它不仅由于表面拥有众多的功能基团而具有独特的表面物理、化学性质，而且具有独特的内部空腔结构。表面大量的官能基团，可以通过共价键对其进行修饰与功能化，也可以通过静电作用等作用力等稳定或鳌合金属离子，形成复合材料。所以PAMAM树状大分子可以有效用作一种纳米平台，修饰或装载不同的功能基团。利用树状大分子所具备的优异的单分散性、表面大量官能团的可修饰性、内部空腔结构所具有的载药性和经修饰后具备的良好的生物相容性，我们通过树状大分子对无机纳米颗粒进行修饰、组装及生物 功能化，以及各种小分子造影剂的接枝，得到稳定性、水溶性和生物相容性好的纳米探针，实现在体生物组织的实时成像，应用于疾病的诊断与治疗。本发明利用树状大分子的特定结构和性质，将靶向基团叶酸(FA)、荧光分子异硫氰酸荧光素(FI)和抗癌药物alpha-维生素E琥珀酸酯(alpha-TOS)修饰在树状大分子表面以实现靶向、荧光示踪及药物治疗的作用，其中将NH2-PEg-COOH为中介，将TOS和FA分别与NH2-PEg-COOH化学键合，再将生成的T0S-PEG-C00H和FA-PEG-C00H与聚酰胺-胺树状大分子相连，可提高其水溶性，与此同时也提高了该功能化树状大分子的生物相容性和血液循环时间，最后在树状大分子内部包裹纳米金颗粒(有望用于CT成像)，并乙酰化树状大分子表面剩余氨基降低表面正电荷性，以降低其毒性，制备出多功能化树状大分子纳米颗粒平台。我们将纳米粒子用于体内靶向传输，该类具有癌细胞选择性的纳米粒子传递系统的产生可以提高被动和主动靶向效应，提高抗癌效应并减少对于正常细胞的副作用。通过与树状大分子的接合，提高了 alpha-TOS水溶性，与此同时也提高了该药物的生物相容性和血液循环时间，通过主动靶向效应可以有效的将药物带到目标组织区域，减少药物与正常细胞与组织的非特异性结合。这些具有治疗性的纳米粒子在不久的将来被期望在病人体内作为药物进行优化治疗。有益效果(I)本发明的制备过程简单，实验条件为常温常压，易于操作，所采用的制备程序可用于其它功能化树状大分子的制备，具有很好的使用价值；(2)本发明所制备的材料有望用于体内肿瘤CT诊断，具有良好的诊断应用前景；(3)本发明制备得到的用于抗肿瘤药物alpha-维生素E琥珀酸酯负载的树状大分子包裹的纳米金颗粒平台具有良好的靶向及药物疗效，为新型纳米药物的开发打下了良好的基础。


图I为本发明反应方程式简图；图2 为本发明制备的 a) T0S-PEG-C00H, b) FA-PEG-COOH，c)G5. NH2-FI, d)G5. NH2-FI-(PEG-TOs)，e)G5. NH2-FI-(PEG-TOS) -(PEG-FA)的氢核磁共振谱图；图3 为本发明制备的{(Au0) 200-G5. NHAc-FI-(PEG-TOS) - (PEG-FA)} DENPs 的紫外吸收光谱图；图4 为本发明制备的{(Au0) 200-G5. NHAc-FI-(PEG-TOS) - (PEG-FA)} DENPs 的(a)TEM图片，(b)选择区域的电子衍射图，(c)高分辨TEM图片，(d)粒径分布直方图；图5 为本发明制备的{ (Auq) 2(I(I-G5. NHAc-FI-(PEG-TOS)-(PEG-FA)} DENPs 在(a)4° C，37° C，50° C; (b)pH=5, pH=6, pH=7, pH=8 条件下的紫外吸收光谱图；图6为相差显微镜下(a)未经处理U87MG细胞和用(b) 0. 5%的乙醇；(C)溶在0. 5%乙醇中的纯 TOS (浓度为 25 ii M) ； (d) PBS ； (e) {(Au0) 2。。-G5. NHAc-FI-(PEG-FA) - (mPEG)}DENPs ； (f) {(Au0) 200-G5. NHAc-FI-(PEG-TOS) - (PEG-FA)} DENPs (TOS 浓度的 25 y M)处理的细胞形态图。图7 为经过不同浓度的{(Au。) 2QQ-G5. NHAc-FI-(PEG-FA)-(mPEG)} DENPs,TOS, {(Au0) 200-G5. NHAc-FI-(PEG-TOS) - (PEG-FA)} DENPs 孵化 24h 的 U87MG 细胞 MTT 测试结果图；图8 为(a) U87MG-HFAR 细胞用 PBS 处理；(b)，(c) U87MG-LFAR 细胞和 U87MG-HFAR细胞用 IOOnM {(Au。)200-G5. NHAc-FI-(PEG-TOS)-(mPEG)} DENPs 分别处理 Ih ； (d), (e)U87MG-LFAR 细胞和 U87MG-HFAR 细胞用 IOOnM {(Au0) 200-G5. NHAc-FI-(PEG-TOS) - (PEG-FA)}DENPs分别处理Ih的流式细胞分析图；(f)为U87MG细胞的荧光强度分析数据图。 U87MG-HFAR指高叶酸受体表达的细胞，U87MG-LFAR指低叶酸受体表达的细胞；图 9 为 L929 细胞(a)用 PBS 处理；(b) {(Au0) 200_G5. NHAc-FI-(PEG-TOS) - (mPEG)}DENPs (IOOnM) ； (c) {(Au0) 200-G5. NHAc-FI- (PEG-TOS) - (PEG-FA)} DENPs (IOOnM)处理 Ih 的流式细胞分析图；(d)为L929细胞的荧光强度分析数据图；图10为分别用浓度为IOOnM的不同材料孵化Ih的U87MG-LFAR细胞和U87MG-HFAR细胞的共聚焦显微镜图；图11为分别用浓度为IOOnM的不同材料孵化Ih的L929细胞的共聚焦显微镜图；图12 为 U87MG-HFAR 细胞和用(I) {(Au0) 200-G5. NHAc-FI-(PEG-TOS) - (PEG-FA)}DENPsC 2 ) {(Au0) 200-G5. NHAc-FI-(PEG-TOS) - (mPEG)} DENPsC 12. 5 u M)孵化 3h 的 U87MG-LFAR细胞MTT测试结果图，未处理的U87MG-HFAR细胞作为对照组。
具体实施例方式下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。实施例I(I)用5mL的DMSO溶解干重为11. 94mg的alpha-TOS，边搅拌边逐滴滴加溶于2mLDMS0溶液的干重为4. 3Img的EDC，搅拌反应3h后，向该溶液中逐滴滴加溶于5mLDMS0溶液的干重为30mg的NH2-PEG-C00H，其中TOS与NH2-PEG-C00H的摩尔比为I. 5:1，EDC与TOS的摩尔比为1: 1，反应ld，将所得的溶液用纤维素透析膜MWcO=IOOO在磷酸盐缓冲溶液和蒸馏水中透析3d，冷冻干燥处理得到TOS-PEG-COOH。(2)用5mL的DMSO溶解干重为11. 37mg的FA，边搅拌边逐滴滴加溶于2mLDMS0溶液的干重为4. 94mg的EDC,搅拌反应3h后，向该溶液中逐滴滴加溶于5mLDMS0溶液的干重为 34. 36mg 的 NH2-PEG-C00H，其中 FA 与 NH2-PEG-C00H 的摩尔比为 I. 5:1，EDC 与 TOS 的摩尔比为I: I，反应ld，将所得的溶液用纤维素透析膜MWcO=IOOO在磷酸盐缓冲溶液和蒸馏水中透析3d，冷冻干燥处理得到FA-PEG-C00H。(3 )用5mL的DMSO溶解干重为24. 7 Img的G5PAMAM树状大分子，边搅拌边逐滴滴加溶于2mLDMS0溶液的干重为I. 85mg的FI，其中FI与G5PAMAM树状大分子的摩尔比为5:1，反应ld，将所得的溶液用纤维素透析膜MWC0=14000在磷酸盐缓冲溶液和蒸馏水中透析3d，冷冻干燥处理得到G5. NH2-FI0(4)用5mL的蒸馏水溶解干重为20mg的T0S-PEG-C00H，边搅拌边逐滴滴加溶于 2mL蒸懼水溶液的干重为31. 4mg的EDC,搅拌反应3h后，向该溶液中逐滴滴加溶于5mL蒸馏水的干重为6. 71mg的G5. NH2-FI树状大分子，其中T0S-PEG-C00H与G5PAMAM树状大分子的摩尔比为34:1，EDC与T0S-PEG-C00H的摩尔比为20:1，反应3d，将所得的溶液用纤维素透析膜MWC0=14000在磷酸盐缓冲溶液和蒸馏水中透析3d，冷冻干燥处理得到G5. NH2-FI-(PEG-TOs)。(5)用5mL的蒸馏水溶解干重为15. 57mg的FA-PEG-C00H，边搅拌边逐滴滴加溶于2mL蒸懼水溶液的干重为26. 73mg的EDC,搅拌反应3h后，向该溶液中逐滴滴加溶于5mL蒸馏水溶液的干重为15. 18mg的G5. NH2-FI-(PEG-TOS)，其中FA-PEG-C00H与G5. NH2-FI-(PEG-TOS)的摩尔比为 25:1，EDC 与 FA-PEG-C00H 的摩尔比为 20:1，反应 3d,将所得的溶液用纤维素透析膜MWC0=14000在磷酸盐缓冲溶液和蒸馏水中透析3d，冷冻干燥处理得到 G5. NH2-FI-(PEG-TOS)-(PEG-FA)。(6)用 5mL 的蒸馏水溶解干重为 12. 26mg 的 G5. NH2-FI-(PEG-TOS) - (PEG-FA)，边搅拌边逐滴滴加438. 45 u L氯金酸溶液(30mg/mL)，搅拌30min后，加入3. 625mg的NaBH4溶液(H20:CH30H(体积比)=2:1)，溶液瞬间变成深红色，在室温下搅拌反应2h ；(7)向步骤(6)的反应液中再加入14.821^三乙胺，搅拌反应301^11后，向反应液中加入8. 39 u L乙酸酐，在室温下搅拌反应24小时，将所得的溶液用纤维素透析膜MWCO= 14000在磷酸盐缓冲溶液和蒸馏水中透析3d，冷冻干燥处理得到抗肿瘤药物alpha-维生素E琥珀酸酯负载的树状大分子包裹的纳米金颗粒{(Au°)2CICI-G5.NHAc-FI-(PEG-TOS) - (PEG-FA)}DENPs。合成过程中对树状大分子表面修饰用核磁进行表征，对各个峰进行积分计算可知树状大分子载体表面修饰了 5. 4个FI、5. 2个FA、9. 7个T0S，21. 14个PEG分子(附图2)。对得到的产品{(Au0) 200-G5. NHAc-FI-(PEG-TOS) - (PEG-FA)} DENPs进行紫外吸收表征如附图3，纳米金颗粒的表面等离子体共振(SPR)峰在523nm，证明了金纳米颗粒的形成，TEM图片(附图4)表明金纳米颗粒直径约3. 3nm，尺寸分布较窄，具有良好的分散性。进一步以电感耦合等离子体原子发射光谱仪(ICP)测定产物中Au含量，结果表明平均每个树状大分子载有200个金原子，这些测试结果表明已成功设计合成功能化的树状大分子{(Au°)2CICI-G5.NHAc-FI-(PEG-TOS) - (PEG-FA)}DENPs。实施例2
以紫外可见吸收光谱图对材料的稳定性进行分析，取0. 5mg/mL实施例I制备的功能化的树状大分子材料，溶剂为蒸馏水，置于4° C，37° C，50° C的温度条件下和pH=5, 6，7，8的条件下，测其紫外可见吸收光谱，从谱图中可见其峰型一致且良好，无偏移现象，参见图5，说明该材料适应不同温度以及不同pH条件，具有良好的稳定性及分散性。实施例3用细胞形态来分析所制备材料的药物活性，称取I. OmgTOS，溶于7535. 8 y L的0. 5%乙醇中配制alpha-TOS浓度为250 y M的溶液；称取实施例I中材料4mg，溶于1112. 7 ii L的PBS缓冲液中配制alpha-TOS浓度为250 u M的溶液；称取对比例I中材料3. 75mg,溶于1051. 3 y L的PBS缓冲液中配制材料浓度为25 y M的溶液；将U87MG细胞种于96孔板，IO4个细胞/孔，孵化24h后，分别在每孔加10uLPBS,0. 5%乙醇，alpha-TOS(250iiM)，实施例I材料(25iiM，alpha-TOS浓度为250yM)，对比例I材料(25yM，不含alpha-TOS)和90 y L培养基，孵化24h后，将材料倒掉，使用相差显微镜拍摄细胞图像，结果表明用自由的 alpha-TOS 和{(Au°)200-G5. NHAc-FI-(PEG-TOS) - (PEG-FA)} DENPs 孵化的细胞其形态明显具有凋亡迹象，而对比例I载体材料{(Au°)2QQ-G5. NHAc-FI-(PEG-FA)-(mPEG)}孵化的细胞形态良好，排除了载体材料对细胞的毒性影响，参见附图6。说明本发明中制备得到的抗肿瘤药物alpha-维生素E琥珀酸酯负载的树状大分子包裹的纳米金颗粒材料具有癌细胞治疗效果。实施例4以MTT测试来检测制备得到的抗肿瘤药物alpha-维生素E琥珀酸酯负载的树状大分子包裹的纳米金颗粒材料的药物活性，称取实施例I中材料8mg，溶于1112. 7 ii L的PBS缓冲液中配制alpha-TOS浓度为500 U M的溶液，再分别稀释到alpha-TOS浓度为250 uM, 125iiM，62. 5iiM 的溶液，称取 I. 2mg 的自由 alpha-TOS，溶于 4521. 6 u L0. 5% 的乙醇中配制alpha-TOS浓度为500 u M的溶液，再分别稀释到自由alpha-TOS浓度为250 u M，125 iiM，62. 5 ii M的溶液，称取对比例I中材料7. 5mg，溶于1051. 3 y L的PBS缓冲液中配制500 u M的溶液，再分别稀释到250 u M，125 uM,62.5uM的溶液，该材料的浓度和负载alpha-TOS浓度为250 u M，125 uM,62. 5uM的实施例I材料相当。将上述不同浓度的材料(其各自的终浓度均为50 PM, 25 u M，12. 5 u M, 6. 25 u M)孵化U87MG细胞24h后，将材料倒掉，加入180 u L培养基和20 u LMTT,在37°C孵化4h后，将培养液倒掉，加入200 u LDMSO,摇床振摇20min后，用酶标仪测得结果，得到图7所示数据，结果表明在一定浓度范围内实施例I材料促进了癌细胞的凋亡，且较纯alpha-TOS而言，实施例I中材料对癌细胞的致死效果更为明显，起到药物治疗作用，且载体材料不存在药物毒性。实施例5以流式细胞测试来证明制备得到的抗肿瘤药物alpha-维生素E琥珀酸酯负载的树状大分子包裹的纳米金颗粒材料的靶向性。称取实施例I材料0. 5mg，溶于4575. 5 ii L的PBS缓冲液中配制浓度为IOOOnM的溶液；称取对比例2材料0. 45mg,溶于4013. 06 u L的PBS缓冲液中配制浓度为IOOOnM的溶液；将U87MG细胞和L929细胞种于12孔板，2X IO5细胞/孔，U87MG细胞分为高叶酸受体表达和低叶酸受体表达，使用2. 5 ii M叶酸处理的细胞为低叶酸受体表达的U87MG细胞，未使用叶酸处理的细胞为高叶酸受体表达的U87MG细胞。各细胞使用等体积的PBS处理，孵化24h后，分别在每孔加100 实施例1，对比例2材料和900 u L培养基，各材料的终浓度为IOOnM,孵化Ih后将材料吸出，用PBS洗2-3次，用胰蛋白酶将细胞悬浮，离心后，溶于ImLPBS中，使用流式细胞仪进行测量，结果表明用浓度为 IOOnM 的{(Au。)2Q(I-G5. NHAc-FI-(PEG-TOS)-(PEG-FA)}DENPs 孵化癌细胞lh，对高叶酸受体表达的癌细胞具有靶向作用，不带叶酸的对比例2材料{(Au°)2CICI-G5.NHAc-FI-(PEG-TOS) -mPEG} DENPs对高低叶酸受体表达的癌细胞不具靶向作用，通过荧光强度的显著性差异说明制得的实施例I材料对高叶酸受体表达细胞具有特异性，且不会与L929细胞(正常细胞)结合，参见说明书附图8，9。实施例6以共聚焦显微镜测试来证明制备得到的抗肿瘤药物alpha-维生素E琥珀酸酯负载的树状大分子包裹的纳米金颗粒的靶向性。称取实施例I材料0. 55mg，溶于5032. 8uL的PBS缓冲液中配制浓度为IOOOnM的溶液；称取对比例2材料0. 5mg,溶于4458. 95 u L的PBS缓冲液中配制浓度为IOOOnM的溶液；将U87MG细胞和L929细胞种于放有盖玻片的12孔板，5X IO4细胞/孔，U87MG细胞分为高叶酸受体表达和低叶酸受体表达，使 用2. 5 ii M叶酸处理的细胞为低叶酸受体表达的U87MG细胞，未使用叶酸处理的细胞为高叶酸受体表达的U87MG细胞。各细胞使用等体积的PBS处理，孵化24h后，分别在每孔加100 u L实施例1，对比例2材料和900 u L培养基，各材料的终浓度为IOOnM,孵化Ih后将材料吸出，用PBS洗2-3次，每孔加入2. 5%戊二醛500 ii L固定15min，再用PBS洗2-3次，加liig/mL Hoechst33342500iiL染色20min后，用PBS洗2_3次，将盖玻片上的细胞封片至载玻片上，在共聚焦显微镜下拍摄，结果表明用浓度为IOOnM的{(AU°)2CICI-G5.NHAc-FI- (PEG-TOS) - (PEG-FA)} DENPs孵化癌细胞lh，对高叶酸受体表达的癌细胞具有靶向作用，不带叶酸的对比例2材料{(Au°)2QQ-G5. NHAc-FI-(PEG-TOS)-mPEG}DENPs对高低叶酸受体表达的癌细胞不具靶向作用，通过共聚焦显微镜图片可清晰的看到实施例I材料进入了高叶酸受体表达细胞的细胞质中，说明制得的材料对高叶酸受体表达细胞具有特异性，且不会进入到L929细胞(正常细胞)中，参见附图10，11。该结果与流式细胞测试结果相一致，共同说明实施例I材料对于癌细胞的靶向特异性。实施例7以MTT测试实验来检测得到的抗肿瘤药物alpha-维生素E琥珀酸酯负载的树状大分子包裹的纳米金颗粒材料的靶向治疗效果，称取实施例I中材料4mg，溶于1112. 7 ii L的PBS缓冲液中配制alpha-TOS浓度为250 u M的溶液，再将该溶液稀释至125 u M ;称取对比例2中材料3mg，溶于813. 34 ii L的PBS缓冲液中配制alpha-TOS浓度为250 u M的溶液，再将该溶液稀释至125 u M ;将U87MG细胞种于96孔板，I X IO4细胞/孔，U87MG细胞分为高叶酸受体表达和低叶酸受体表达，使用2. 5 ii M叶酸处理的细胞为低叶酸受体表达的U87MG细胞，未使用叶酸处理的细胞为高叶酸受体表达的U87MG细胞。各细胞使用等体积的PBS处理，孵化24h后，每孔加10 u L125 u M的实施例I材料、对比例2材料和90 y L培养基，各材料的终浓度为12. 5 u M，孵化3h后，将培养液倒掉，换新培养基孵化24h后，加入180 y L培养基和20 u LMTT,在37°C孵化4h后，将MTT倒掉，加入200 u LDMSO,摇床振摇20min后，用酶标仪测得结果。结果表明浓度为 12. 5 ii M 的{(Au0) 200-G5. NHAc-FI-(PEG-TOS) - (PEG-FA)}DENPs孵化癌细胞3h，高叶酸受体表达的细胞活力远低于低叶酸受体表达的细胞活力，且具有显著性差异，说明对高叶酸受体表达的细胞具有靶向作用，参见附图12，说明叶酸修饰的材料能够被表面有高叶酸受体表达的癌细胞吞噬，从而实施对癌细胞的特异性治疗。对比实施例I(I)用5mL的DMSO溶解干重为14. 2 Img的FA，边搅拌边逐滴滴加溶于2mLDMS0溶液的干重为6. 17mg的EDC,搅拌反应3h后，向该溶液中逐滴滴加溶于5mLDMS0溶液的干重为 42. 92mg 的 NH2-PEG-C00H，其中 FA 与 NH2-PEG-C00H 的摩尔比为 I. 5:1，EDC 与 TOS 的摩尔比为I: I，反应ld，将所得的溶液用纤维素透析膜MWcO=IOOO在磷酸盐缓冲溶液和蒸馏水中透析3d，冷冻干燥处理得到FA-PEG-C00H。(2)用5mL的DMSO溶解干重为33. 42mg的G5PAMAM树状大分子，边搅拌边逐滴滴加溶于2mLDMS0溶液的干重为2. 50mg的FI，其中FI与G5PAMAM树状大分子的摩尔比为5:1，反应ld，将所得的溶液用纤维素透析膜MWC0=14000在磷酸盐缓冲溶液和蒸馏水中透析3d，冷冻干燥处理得到G5. NH2-FI0
(3)用5mL的蒸馏水溶解干重为26. 40mg的FA-PEG-C00H，边搅拌边逐滴滴加溶于2mL蒸懼水溶液的干重为45. 32mg的EDC,搅拌反应3h后，向该溶液中逐滴滴加溶于5mL蒸馏水的干重为16. 45mg的G5. NH2-FI,其中FA-PEG-C00H与G5. NH2-FI的摩尔比为20:1，EDC与FA-PEG-C00H的摩尔比为20: 1，反应3d，将所得的溶液用纤维素透析膜MWC0=14000在磷酸盐缓冲溶液和蒸馏水中透析3d，冷冻干燥处理得到G5. NH2-FI-(PEG-FA)。(4)用5mL的蒸馏水溶解干重为11. 32mg的mPEG_C00H，边搅拌边逐滴滴加溶于2mL蒸懼水溶液的干重为21. 67mg的EDC,搅拌反应3h后，向该溶液中逐滴滴加溶于5mL蒸馏水溶液的干重为 9. 58mg 的 G5. NH2-FI-(PEG-FA)，其中 mPEG-COOH 与 G5. NH2-FI-(PEG-FA)的摩尔比为30:1，EDC与mPEG-COOH的摩尔比为20:1，反应3d，将所得的溶液用纤维素透析膜MWC0=14000在磷酸盐缓冲溶液和蒸馏水中透析3d，冷冻干燥处理得到G5. NH2-FI-(PEG-FA)-mPEG。(5)用5mL的蒸馏水溶解干重为6. 3Img的G5. NH2-FI-(PEG-FA)-mPEG，边搅拌边逐滴滴加250. 92 u L氯金酸溶液(30mg/mL)，搅拌30min后，加入2. 074mg的的NaBH4溶液(H2O:CH3OH(体积比)=2:1)，溶液瞬间变成深红色，在室温下搅拌反应2h ；(6)向步骤(5)的反应液中再加入8. 48iiL三乙胺，搅拌反应30min后，向反应液中加入4. 80 y L乙酸酐，在室温下搅拌反应24小时，将所得的溶液用纤维素透析膜MWC0=14000在磷酸盐缓冲溶液和蒸馏水中透析3d，冷冻干燥处理得到不含TOS的对比材料{(Au0) 200-G5. NHAc-FI-(PEG-FA) -mPEG} DENPs。合成过程中对该对比材料用核磁进行表征，对各个峰进行积分计算可知树状大分子载体表面修饰了 5. 4个FI、5. 2个FA、20. I个PEG分子。以电感耦合等离子体原子发射光谱仪(ICP)测定产物中Au含量，结果表明平均每个树状大分子载有200个金原子，这些测试结果表明已成功设计合成不含TOS的对比材料{(Au0) 200-G5. NHAc-FI-(PEG-FA) -mPEG}DENPs。对比实施例2(I)用5mL的DMSO溶解干重为10. 5mg的alpha-TOS，边搅拌边逐滴滴加溶于2mLDMS0溶液的干重为3. 79mg的EDC，搅拌反应3h后，向该溶液中逐滴滴加溶于5mLDMS0溶液的干重为26. 38mg的NH2-PEG-C00H，其中TOS与NH2-PEG-C00H的摩尔比为I. 5:1，EDC与TOS的摩尔比为1: 1，反应ld，将所得的溶液用纤维素透析膜MWcO=IOOO在磷酸盐缓冲溶液和蒸馏水中透析3d，冷冻干燥处理得到TOS-PEG-COOH。(2)用5mL的DMSO溶解干重为31. 27mg的G5PAMAM树状大分子，边搅拌边逐滴滴加溶于2mLDMS0溶液的干重为2. 34mg的FI，其中FI与G5PAMAM树状大分子的摩尔比为5:1，反应ld，将所得的溶液用纤维素透析膜MWC0=14000在磷酸盐缓冲溶液和蒸馏水中透析3d，冷冻干燥处理得到G5. NH2-FI0(3)用5mL的蒸馏水溶解干重为15mg的T0S-PEG-C00H，边搅拌边逐滴滴加溶于2mL蒸懼水溶液的干重为23. 56mg的EDC,搅拌反应3h后，向该溶液中逐滴滴加溶于5mL蒸馏水的干重为5. 032mg的G5. NH2-FI,其中T0S-PEG-C00H与G5. NH2-FI的摩尔比为34:1，EDC与T0S-PEG-C00H的摩尔比为20: 1，反应3d，将所得的溶液用纤维素透析膜MWC0=14000在磷酸盐缓冲溶液和蒸馏水中透析3d，冷冻干燥处理得到G5. NH2-FI-(PEG-TOs)。(4)用5mL的蒸馏水溶解干重为13. Olmg的mPEG-COOH，边搅拌边逐滴滴加溶于2mL蒸懼水溶液的干重为25mg的EDC,搅拌反应3h后，向该溶液中逐滴滴加溶于5mL蒸懼 水溶液的干重为 9. 72mg 的 G5. NH2-FI-(PEG-TOS)，其中 mPEG-COOH 与 G5. NH2-FI-(PEG-TOS)的摩尔比为35:1，EDC与mPEG-COOH的摩尔比为20:1，反应3d，将所得的溶液用纤维素透析膜MWC0=14000在磷酸盐缓冲溶液和蒸馏水中透析3d，冷冻干燥处理得到G5. NH2-FI-(PEG-TOS)-mPEG。(5)用5mL的蒸馏水溶解干重为5. 57mg的G5. NH2-FI-(PEG-T0S)-mPEG，边搅拌边逐滴滴加210. 26 u L氯金酸溶液(30mg/mL)，搅拌30min后，加入I. 738mg的的NaBH4溶液(H2O:CH3OH(体积比)=2:1)，溶液瞬间变成深红色，在室温下搅拌反应2h ；(6)向步骤(5)的反应液中再加入7. 106iiL三乙胺，搅拌反应30min后，向反应液中加入4. 02 y L乙酸酐，在室温下搅拌反应24小时，将所得的溶液用纤维素透析膜MWC0=14000在磷酸盐缓冲溶液和蒸馏水中透析3d，冷冻干燥处理得到不含FA的对比材料{(Au0) 200-G5. NHAc-FI-(PEG-TOS) -mPEG} DENPs。合成过程中对该对比材料用核磁进行表征，对各个峰进行积分计算可知树状大分子载体表面修饰了 5.4个？1、9.3个1'05、20.4个？￡6分子。以电感耦合等离子体原子发射光谱仪(ICP)测定产物中Au含量，结果表明平均每个树状大分子载有200个金原子，这些测试结果表明已成功设计合成不含FA的对比材料{(Au0) 200-G5. NHAc-FI-(PEG-TOS) -mPEG}DENPs。
权利要求
1.一种alpha-TOS负载的树状大分子包裹的纳米金颗粒的制备方法，包括 (1)将alpha-维生素E琥珀酸酯alpha-TOS溶于二甲基亚砜DMSO中，加入EDC活化2-3h 后，加入 NH2-PEg-COOH 的 DMSO 溶液，搅拌反应 12_24h，得到 T0S-PEG-C00H ； (2)将叶酸FA溶于溶剂中，加入EDC活化2-3h后，加入NH2-PEG-C00H的DMSO溶液，搅拌反应 l-2d，得到 FA-PEG-C00H ； (3)将第五代聚酰胺-胺树状大分子的DMSO溶液中加入异硫氰酸荧光素FI的DMSO溶液，搅拌反应12-24h，得到G5. NH2-FI ； (4)将T0S-PEG-C00H和FA-PEG-C00H的水溶液经过EDC活化2_3h后，依次加入到G5. NH2-FI的水溶液中，搅拌反应2-3d，得到树状大分子G5. NH2-FI-(PEG-TOS) - (PEG-FA)溶液； (5)将上述树状大分子G5.NH2-FI-(PEG-TOS)-(PEG-FA)溶液中加入氯金酸溶液，搅拌20-40min,然后加入硼氢化钠溶液搅拌反应l_4h，再加入三乙胺N(C2H5) 3搅拌20_40min，最后加入乙酸酐Ac2O,搅拌反应12-24h，然后进行透析，冷冻干燥，即得包裹金纳米粒子的树状大分子{(Au0) 200-G5. NHAc-FI-(PEG-TOS) - (PEG-FA)} DENPs。
2.根据权利要求I所述的一种alpha-TOS负载的树状大分子包裹的纳米金颗粒的制备方法，其特征在于所述步骤(I)中EDC与TOS的摩尔比为I :1，TOS与PEG的摩尔比为I.5-2:1。
3.根据权利要求I所述的一种alpha-TOS负载的树状大分子包裹的纳米金颗粒的制备方法，其特征在于所述步骤(2)中的溶剂为DMS0。
4.根据权利要求I所述的一种alpha-TOS负载的树状大分子包裹的纳米金颗粒的制备方法，其特征在于所述步骤(2)中EDC与FA的摩尔比为I :1，FA与PEG的摩尔比为1.5-2 Io
5.根据权利要求I所述的一种alpha-TOS负载的树状大分子包裹的纳米金颗粒的制备方法，其特征在于所述步骤(3)中FI与第五代聚酰胺-胺树状大分子的摩尔比为5:1。
6.根据权利要求I所述的一种alpha-TOS负载的树状大分子包裹的纳米金颗粒的制备方法，其特征在于所述步骤(4)中T0S-PEG-C00H与G5. NH2-FI的摩尔比为34:1，EDC与T0S-PEG-C00H 的摩尔比为 20:1，FA-PEG-C00H 与 G5. NH2-FI-(PEG-TOs)的摩尔比为 25:1，EDC 与 FA-PEG-C00H 的摩尔比为 20:1。
7.根据权利要求I所述的一种alpha-TOS负载的树状大分子包裹的纳米金颗粒的制备方法，其特征在于所述步骤(5)中硼氢化钠溶液的溶剂为水和甲醇的混合溶液，水和甲醇的体积比为2:1。
8.根据权利要求I所述的一种alpha-TOS负载的树状大分子包裹的纳米金颗粒的制备方法，其特征在于所述步骤(5)中HAuCl4 · 4H20和树状大分子G5. NH2-FI-(PEG-TOS) - (PEG-FA)的摩尔比为 200:1，NaBH4 与 HAuCl4 · 4H20 的摩尔比为2-5:1，三乙胺 N(C2H5) 3、乙酸酐 Ac2O 和树状大分子 G5. NH2-FI- (PEG-TOS) - (PEG-FA)的摩尔比为 120-660:100-550:10
9.根据权利要求I所述的一种alpha-TOS负载的树状大分子包裹的纳米金颗粒的制备方法，其特征在于所述步骤(5)中透析为透析膜为纤维素透析膜MWC0=14000，在磷酸盐缓冲溶液和蒸馏水中透析3天。
全文摘要
本发明涉及一种alpha-TOS负载的树状大分子包裹的纳米金颗粒的制备方法，包括(1)alpha-TOS溶液中加EDC，NH2-PEG-COOH溶液，反应得TOS-PEG-COOH；(2)叶酸中加入EDC，NH2-PEG-COOH溶液，反应得FA-PEG-COOH；(3)将聚酰胺-胺树状大分子溶液中加入FI溶液，反应，得到G5.NH2-FI；(4)将TOS-PEG-COOH和FA-PEG-COOH的溶液加入EDC活化，加入到G5.NH2-FI的水溶液中，反应，得到树状大分子溶液；(5)将上述溶液中加入氯金酸、NaBH4、N(C2H5)3、乙酸酐，反应，即得。该方法制备过程简单，实易于操作。
文档编号A61K49/04GK102973949SQ201210593688
公开日2013年3月20日 申请日期2012年12月31日 优先权日2012年12月31日
发明者史向阳, 朱静怡 申请人:东华大学