[發明專利]一種能夠分布于腦內細胞間隙的硫酸軟骨素修飾的氧化鐵納米粒子的制備方法

有效

• 申請號: 201910366440.1
• 申請日: 2019-05-05
• 公開（公告）號: CN110201179B
• 公開（公告）日: 2022-05-31
• 發明（設計）人: 張寶林;聶婉;蘇禮超;韓貴華
• 申請（專利權）人: 桂林理工大學
• 主分類號: A61K47/36
• 分類號: A61K47/36;A61K9/00;A61K47/34;A61K47/02;A61K41/00;A61P25/16;B82Y5/00
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本發明公開了一種能夠分布于腦內細胞間隙的硫酸軟骨素修飾的氧化鐵納米粒子的制備方法。因生物醫學領域的一些特殊應用要求氧化鐵納米粒子能夠分布于細胞膜附近，故本發明采用物理方法將硫酸軟骨素修飾于氧化鐵納米粒子表面后注入大鼠腦內，利用硫酸軟骨素屬于細胞外基質的功能及特點，再加之合適的電泳粒度及zeta電位，使得修飾了硫酸軟骨素的氧化鐵納米粒子極少被腦內細胞內吞，且大部分呈分散狀填充在細胞間隙中。

技術領域

本發明涉及納米材料生物學修飾，特別是一種能夠分布于腦內細胞間隙的硫酸軟骨素修飾的氧化鐵納米粒子的制備方法，屬于生物納米材料及應用領域。

背景技術

目前超順磁性氧化鐵納米粒(SPIONs)以其獨特磁性質而被應用于磁共振成像(MRI)、靶向給藥、基因傳遞、細胞標記及分離、組織工程等方面。經過表面改性的磁性氧化鐵納米粒子，其水溶性、生物相容性得到了極大的改善，延長了其在體內的循環時間。經過表面功能化的磁性氧化鐵納米粒子可以同時作為成像診斷對比劑及藥物載體，并可以作為特殊的靶向系統粘附于細胞膜或細胞膜附近，或者粘附于組織屏障上。這些分布于細胞膜附近的氧化鐵納米粒子可以在外磁場中通過發熱或者擾動，打開腦內細胞膜上的細胞通道，使細胞產生一系列的生理反應，用于組織病變的診斷與治療，將診斷治療一體化，實現個體化醫療。同時可以實時監測藥物運輸以及藥物在靶點與正常器官的分布情況，監視藥物代謝變化，進行藥效評價。個體化地對病人同時實現診斷與治療，在近年來備受關注，這也是未來個性化醫療發展的一個趨勢。

硫酸軟骨素(Chondroitin sulfate,CS)是一種混合酸性粘多糖，廣泛分布于動物組織的細胞外基質和細胞表面，該多糖的糖鏈由交替的葡萄糖醛酸和N-乙酰半乳糖胺(又稱N-乙酰氨基半乳糖)二糖單位組成，通過一個似糖鏈接區連接到核心蛋白的絲氨酸殘基上。該多糖大分子結構主要由D-葡萄糖醛酸與N-乙酰基-D-氨基半乳糖以1,3-糖苷鍵結合的雙糖為基本單位聚合而成，其大約含50～70個雙糖基本單位，相對分子質量為10000～50000Da。硫酸軟骨素為白色粉末，分子中含多個羥基、硫酸基和羧基，易溶于水，它與鈉、鉀、鈣離子結合生成的鹽具有熱穩定性，受熱80℃也不會被破壞，在酸性溶液中易水解成單糖或較小的多糖體。

黑質是中腦的一個大核，位于腹側被蓋區和大腦腳之間。黑質中豐富的多巴胺神經元可通過釋放的多巴胺來影響動物行為，損傷的多巴胺能神經元將導致帕金森疾病的發生。將氧化鐵納米粒子表面修飾了硫酸軟骨素，并將其注射到黑質部位，使硫酸軟骨素修飾的氧化鐵納米粒子分布于黑質中細胞間隙，即細胞膜附近。有望通過磁場作用于這些分布于細胞膜附近的氧化鐵納米粒子，打開細胞膜上的離子通道，影響多巴胺能神經元的分泌，進而治療帕金森疾病。

發明內容

本發明的目的是先將采用高溫熱分解法合成的PEG、PEI修飾的氧化鐵納米粒子PEG-PEI-SPIONs，再采用物理法修飾以硫酸軟骨素CS。將最佳修飾量的CS-SPIONs分別注入到大鼠黑質部位以后，通過固定包埋、超薄切片技術在TEM下觀察粒子的細胞結構分布。可見修飾了CS的PEG/PEI-SPIONs極少數被內吞，大部分填充在細胞間隙中，且未發生團聚現象。

具體步驟為：

(1)首先合成PEI/PEG修飾的氧化鐵納米粒子(PEG/PEI-SPIONs)。稱取15g PEG和0.3 g PEI于三口燒瓶中，在氬氣的氛圍中280℃回流1h。產物依次用甲苯和丙酮清洗三次，并用磁選柱清洗殘留的甲苯丙酮，所得樣品分散于去離子水中，即得到PEG/PEI-SPIONs。

(2)將10～40mg CS分別與20ml濃度為1mg/ml的PEG/PEI-SPIONs水分散液混合，在溫度為4℃，轉速為60r/min的搖床中反應5h。反應后的樣品置于4℃冰箱過夜，然后樣品在透析袋中透析120h，即得到CS-SPIONs，樣品保存在4℃冰箱。