一種負載cq的納米金封堵介孔二氧化硅控制釋放系統(tǒng)及其制備方法和應用
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及金屬納米材料制備領域，具體涉及一種負載CQ的納米金封堵介孔二氧化硅控制釋放系統(tǒng)及其制備方法和應用。
【背景技術】
[0002]阿爾茨海默病(AD)是一種以記憶和認知功能障礙為主要特征的進行性神經(jīng)變性疾病。AD多發(fā)于老年群體，60歲以上人群中AD的患病率約為5-10%，而在85歲以上人群中AD的患病率高達40-50%。隨著人口的老齡化的加劇及缺乏有效的預測與治療的手段，AD患者數(shù)量一直在增加。AD患者的平均生存期僅為5.5年，該病已成為繼心臟病、癌癥、中風之后，導致老年人死亡的第四大病因。然而，目前已進入臨床應用乙酰膽堿酯酶抑制劑及N-甲基-D-天冬氨酸(NMDA)只能適度減輕AD癥狀或減緩認知能力的下降，但卻不能終止AD的病理進程。因此，根據(jù)AD的發(fā)病機理研制新型的抗AD藥物具有重大意義。
[0003]AD患者的大腦的主要病理特征為細胞外出現(xiàn)淀粉樣蛋白β (Αβ )聚集形成的老年斑及細胞內(nèi)磷酸化Tau蛋白形成的神經(jīng)原纖維纏結(jié)。Αβ可自發(fā)聚集形成折疊片層結(jié)構的不可溶纖維，這是A β斑塊的主要形態(tài)。另一方面，金屬離子是誘導A β聚集的重要因素之一。在AD患者腦部Αβ斑塊中部分金屬離子的濃度顯著增加。最新研究發(fā)現(xiàn)金屬離子如Zn2+和Cu 2+離子在Αβ的聚集和活性氧(ROS)產(chǎn)生并導致AD中的氧化應激中有著重要作用。
[0004]根據(jù)以上研究，Αβ聚集被認為是導致神經(jīng)性退行疾病AD發(fā)病的關鍵。金屬螯合劑如氯碘羥喹(CQ)和8-羥基喹啉衍生物(ΡΒΤ2)等在抑制Zn2+和Cu2+離子所誘導的A β聚集和ROS的產(chǎn)生上取得一定的效果，然而大部分的金屬螯合劑不能透過血腦屏障(BBB)，即使可以透過ΒΒΒ，這些金屬螯合劑對金屬離子的螯合不具有選擇性，無法區(qū)分A β淀粉樣蛋白斑塊中的有毒金屬離子或者正常組織器官中金屬酶所含的金屬離子。這種不加選擇的螯合作用將導致擾亂生物體內(nèi)正常的生理功能，從而導致一定的毒副作用并阻礙了這些金屬離子螯合劑在臨床上的應用。為了克服這一缺點及提高藥物治療的有效性，人們設計了具有同Αβ多肽結(jié)合及螯合金屬離子能力的雙功能分子，但是目前沒有效的臨床證據(jù)表明這些雙功能分子的治療有效性。因此，設計合成有效安全的控制釋放系統(tǒng)用于負載金屬螯合劑進入AD的靶向部位以提高金屬螯合的治療作用并減少其毒副作用仍是十分必要的。
[0005]近年來，納米載體由于靶向運輸、減少藥物毒性及可提高藥物治療有效性等特點而受到人們越來越多的關注。目前，人們已設計合成了多種具有很好生物相容性、能在靶向位置控制釋放藥物的納米載體，特別是在抗癌研究中。這些有效的控制釋放系統(tǒng)中，介孔二氧化硅(MSN)具有大的比表面積和孔容量、表面容易修飾上各種基團、規(guī)則的孔道和穩(wěn)定的骨架結(jié)構等優(yōu)點，非常適合作為藥物載體。
[0006]經(jīng)檢索至今未發(fā)現(xiàn)有關納米金封堵介孔二氧化硅控制釋放系統(tǒng)同時抑制金屬離子誘導Αβ多肽聚集及A β多肽自發(fā)聚集的報道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種能夠抑制Αβ聚集的負載CQ的納米金封堵介孔二氧化硅控制釋放系統(tǒng)。
[0008]本發(fā)明所要解決的上述技術問題，通過以下技術方案予以實現(xiàn):
[0009]—種負載CQ的納米金封堵介孔二氧化硅控制釋放系統(tǒng)的制備方法，包含如下步驟:
[0010]S1.將介孔二氧化硅MSN進行氨基化修飾得MSN-NH2;再經(jīng)4-羧基苯硼酸修飾得MSN-BA ；
[0011]S2.將MSN-BA溶于PBS中，超聲分散后加入金屬螯合劑CQ，攪拌反應12?24h，洗滌得負載CQ的MSN-BA ;
[0012]S3.將負載CQ的MSN-BA溶于PBS中，再加入單糖修飾的AuNPs，攪拌反應12?24h，洗滌得負載CQ的納米金封堵介孔二氧化硅控制釋放系統(tǒng)MSN-CQ-AuNPs。
[0013]優(yōu)選地，S1.中所述的MSN-NH2通過如下方法制備得到將MSN溶于有機溶劑中超聲分散，隨后加入3-氨丙基三乙氧基硅烷，回流反應12?24h，即得MSN-NH2;
[0014]最優(yōu)選地，MSN-NH^ 3_氨丙基三乙氧基硅烷的用量比為Ig:1?2mL，所述的有機溶劑為無水甲苯；
[0015]優(yōu)選地，所述的MSN-BA通過如下方法制備得到:將MSN-NH2溶于DMSO中備用，將4-羧基苯硼酸、NHS和EDC溶于DMSO中攪拌反應10?20min，然后加入MSN-NHj^ DMSO溶液，在室溫下攪拌反應12?24h，離心、洗滌得經(jīng)4-羧基苯硼酸修飾得MSN-BA。
[0016]進一步優(yōu)選地，所述的4-羧基苯硼酸、NHS、EDC和MSN-NH2的用量比為I?2:1?2:1 ?2:3 ?5ο
[0017]最優(yōu)選地，所述的4-羧基苯硼酸、NHS、EDC和MSN-NH2的用量比為I?2:1:2:4。
[0018]優(yōu)選地，S2.中MSN-BA與金屬螯合劑CQ的用量比為:Ig: 50?10ml ;金屬螯合劑CQ的濃度為I?2mM。
[0019]最優(yōu)選地，S2.中MSN-BA與金屬螯合劑CQ的用量比為:lg:50ml ;金屬螯合劑CQ的濃度為ImM。
[0020]優(yōu)選地，S3.中所述的負載CQ的MSN-BA與單糖修飾的AuNPs的摩爾比為1:1?1:6。
[0021]優(yōu)選地，S3.中所述的負載CQ的MSN-BA與單糖修飾的AuNPs的摩爾比為1:5。
[0022]優(yōu)選地，S3.中單糖修飾的AuNPs通過如下方法制備得到，將單糖與HAuC14.3H20溶液混合形成均一的水溶液，然后滴加還原劑至溶液變成酒紅色即得單糖修飾的AuNPs。
[0023]進一步優(yōu)選地，所述的單糖為D-葡萄糖、D-半乳糖或D-甘露糖；所述的還原劑為硼氫化鈉，所述的單糖與HAuCl4.3H20的摩爾比為1:1?1:6 ;所述HAuCl4.3H20與還原劑的摩爾比為1:1?1:6。
[0024]最優(yōu)選地，所述的單糖與HAuCl4.3H20的摩爾比為1:1 ;所述HAuCl4.3H20與還原劑的摩爾比為1:1。
[0025]—種由上述制備方法制備得到的負載CQ的納米金封堵介孔二氧化硅控制釋放系統(tǒng)。
[0026]所述的負載CQ的納米金封堵介孔二氧化硅控制釋放系統(tǒng)制在備治療阿爾茲海默癥的藥物中的應用。
[0027]所述的負載CQ的納米金封堵介孔二氧化硅控制釋放系統(tǒng)制作為A β聚集抑制劑或Αβ纖維化抑制劑的應用。
[0028]有益效果:(I)本發(fā)明所述的納米金封堵介孔二氧化硅控制釋放系統(tǒng)MSN-CQ-AuNPs不僅能抑制A β的自發(fā)聚集，而且同時具有抑制金屬離子所誘導A β多肽聚集的作用；(2)所述的MSN-CQ-AuNPs控制釋放系統(tǒng)不僅提高了 CQ在靶向位置釋放減少其在血液循環(huán)中的過早釋放，而且同時所釋放的AuNPs協(xié)同促進CQ在抑制A β聚集方面的效果；(3)此外，所述的MSN-CQ-AuNPs能有效增加PC12細胞的活性，對細胞起到保護作用，并且能有效降低Αβ纖維對PC12凋亡誘導能力；可以作為一種潛在的治療阿爾茲海默癥的藥物。
【附圖說明】
[0029]圖1是D-葡萄糖修飾的納米金封堵介孔二氧化硅控制釋放系統(tǒng)MSN-CQ-AuNPs的形貌圖；其中A，C為MSN的形貌圖；B，D為MSN-CQ-AuNPs的形貌圖。
[0030]圖2是D-葡萄糖修飾的納米金封堵介孔二氧化硅控制釋放系統(tǒng)抑制A β的自發(fā)聚集及金屬離子所誘導Αβ多肽聚集的ThT熒光圖。
[0031]圖3是D-葡萄糖修飾的納米金封堵介孔二氧化硅控制釋放系統(tǒng)對銅離子誘導的Αβ 40多肽聚集體神經(jīng)毒性的抑制作用。
[0032]圖4是D-葡萄糖修飾的納米金封堵介孔二氧化硅控制釋放系統(tǒng)減少銅離子誘導的Αβ 40多肽聚集體對細胞膜的損傷的結(jié)果圖。
[0033]圖5是D-葡萄糖修飾的納米金封堵介孔二氧化硅控制釋放系統(tǒng)抑制銅離子誘導的Αβ40多肽聚集體所引起的神經(jīng)細胞凋亡的結(jié)果圖。
【具體實施方式】
[0034]以下結(jié)合具體實施例來進一步解釋本發(fā)明，但實施例對本發(fā)明不做任何形式的限定。
[0035]本發(fā)明所用原料的純度只要達到化學純以上即可，來源均可從市場購得。
[0036]實施例1 MSN-CQ-AuNPs 的制備
[0037]MSN的制備:將0.1g十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)溶于48mL水中并加入3.5mL0.2M NaOH，待溶液加熱到85°C，劇烈攪拌Ih ;隨后，逐滴加入0.5mL的正硅酸乙酯(TEOS)，混合溶液再攪拌Ih ;MSN通過離心獲得，用乙醇洗滌數(shù)遍后離心去除乙醇；MSN在HCl/甲醇中回流24h以去除表面活性劑CTAB ;最后，離心得到的MSN在60°C過夜真空干燥除去介孔中的溶劑。
[0038]MSN-NH2的制備:1.0g MSN溶于80.0mL無水甲苯并超聲5min。隨后加入1.0mL的3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)并回流24h將3-氨丙基三乙氧基硅烷修飾到MSN表面獲得 MSN-NH2。
[0039]MSN-BA的制備:將400mg純化的MSN-NH2溶于20mL DMS0。0.15g 4-羧基苯硼酸與0.1Og NHS和0.20g EDC在5.0mL DMSO中攪拌反應15min后再加入上述MSN-NH2溶液中。該混合液在室溫(25°C )下攪拌反應24h后，離心，沉淀經(jīng)過DMSO、甲醇及蒸餾水洗滌后得到4-羧基苯硼酸修飾的MSN(MSN-BA)。
[0040]D-葡萄糖修飾的AuNPs制備:200 μ L 0.05Μ HAuCl4.3Η20溶液同50mL D-葡萄糖溶液(0.05M)混合均勻，隨后，逐滴滴入600 μ L新鮮制備的0.05M NaBH4溶液。當溶液逐漸變?yōu)榫萍t，得D-葡萄糖修飾的AuNPs。
[0041]MSN-CQ-AuNPs 的制備:
[0042]將10mg MSN-BA溶于PBS并超聲5min后同5ml ImM金屬螯合劑CQ攪拌24h，離心洗滌數(shù)得負載CQ的MSN-BA ;將負載CQ的MSN-BA溶于溶于PBS