專利名稱：一種葉酸功能化的載藥介孔氧化硅及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種藥物載體及其制備方法，尤其涉及一種葉酸功能化的介孔氧化硅及其制備方法。
背景技術(shù)：
藥物載體是影響藥效的主要因素。不同性質(zhì)的藥物載體具有不同的藥物釋放行為。理想的藥物載體應(yīng)具有良好的生物相容性、生物可降解性、理化及生物穩(wěn)定性和極低的毒性，且有適當(dāng)?shù)妮d藥量。介孔材料具有均一可調(diào)的介孔(2_50nm)孔道、高的比表面積、穩(wěn)定的骨架結(jié)構(gòu)、以及易于功能化的表面。從1992年美國Mobil公司的科學(xué)家首次運用納米結(jié)構(gòu)的自組裝 技術(shù)制備出介孔氧化硅以來，介孔氧化硅材料一直是材料科學(xué)領(lǐng)域的ー個研究熱點。介孔氧化硅具有規(guī)則的孔道結(jié)構(gòu)和化學(xué)均相性，熱穩(wěn)定性高、無生物活性、無毒性，在生物體可通過低毒途徑降解，因而具備作為藥物載體的基本條件。介孔氧化硅作為藥物載體的研究，目前主要是采取物理吸附的方法將藥物載入孔道，然后再研究其釋放行為。然而，ー個普遍存在的問題是由于孔道兩端開ロ，藥物在到達特定位置前就會發(fā)生早期泄漏。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種葉酸功能化的載藥介孔氧化硅及其制備方法。本發(fā)明所提供的葉酸功能化的載藥介孔氧化硅，是按照包括下述步驟的方法制備得到的I)以烷基季銨鹽為模板劑，在堿性條件下使正硅酸酯和巰丙基三甲氧基硅烷進行共縮聚反應(yīng)，得到巰基功能化介孔氧化硅；2)采用合成后嫁接法，使巰丙基三甲氧基硅烷與步驟I)制備的巰基功能化介孔氧化硅反應(yīng)，得到二次巰基功能化介孔氧化硅；3)在避光且無氧條件下，使步驟2)制備的巰基功能化介孔氧化硅與2-(2-氨基こ基ニ硫代)吡啶鹽酸鹽反應(yīng)，得到以ニ硫鍵連接的氨基功能化介孔氧化硅；然后除去其中的模板劑，得到除去模板的、ニ硫鍵連接的氨基功能化介孔氧化硅；4)采用物理吸附法，將藥物組裝到步驟3)制備的除去模板的、ニ硫鍵連接的氨基功能化介孔氧化硅的孔道中，得到載藥的ニ硫鍵連接的氨基功能化介孔氧化硅；5)在トこ基-(3-ニ甲氨基丙基)碳ニ亞胺鹽酸鹽(EDOHCl)的催化作用下，使葉酸與步驟4)制備的載藥的ニ硫鍵連接的氨基功能化介孔氧化娃反應(yīng),得到葉酸功能化的載藥介孔氧化硅。其中，步驟I)中所述共縮聚反應(yīng)可在水中進行；所述共縮聚反應(yīng)的反應(yīng)溫度可為50 90°C，反應(yīng)時間可為2 12小時；所述堿性條件的pH值為8 13。步驟I)所述共縮聚反應(yīng)中，烷基季銨鹽、正硅酸酯、巰丙基三甲氧基硅烷、水的摩爾比可依次為(2-4) (20-25) (4-6) (20000-30000)，優(yōu)選為2.8 22.4 5. 2 26700。步驟I)中所述模板劑烷基季銨鹽具體可為十二烷基三甲基氯化銨、十二烷基三甲基溴化銨、十四烷基三甲基氯化銨、十四烷基三甲基溴化銨、十六烷基三甲基氯化銨、十六烷基三甲基溴化銨、十八烷基三甲基氯化銨、十八烷基三甲基溴化銨等，所述正硅酸酯可為正硅酸甲酷、正硅酸こ酯等。步驟2)中所述反應(yīng)的反應(yīng)溶劑可為無水甲苯、無水環(huán)己烷或無水甲醇等；所述反應(yīng)在回流狀態(tài)下進行24 48小時。步驟2)所述反應(yīng)中，巰丙基三甲氧基硅烷與巰基功能化介孔氧化硅的摩爾比可為(0.9-1. 3) (0.8-1. I)，優(yōu)選為 1.2 I。步驟3)所述反應(yīng)中，步驟2)制備的巰基功能化介孔氧化硅與2-(2-氨基こ基ニ 硫代)吡啶鹽酸鹽的質(zhì)量比為(1-2) (0.8-1. 4)，優(yōu)選為1.5 I。步驟3)中，除去模板劑的方法可為溶劑萃取法；所述溶劑萃取法中所采用的溶劑為質(zhì)量濃度為35%-37%鹽酸溶液和無水甲醇按照體積比I : 20形成的混合液。步驟5)中所述反應(yīng)在ニ甲基亞砜中進行。所述反應(yīng)的反應(yīng)溫度為20_35°C，反應(yīng)時間為12-36小時。步驟5)所述反應(yīng)中，葉酸、EDC HCl與載藥的ニ硫鍵連接的氨基功能化介孔氧化硅質(zhì)量比為(2-4) (6-12) (7-13)。優(yōu)選為(3.5 10. 5 10)為了解決以介孔氧化硅為載體產(chǎn)生的早期藥物泄露問題，本發(fā)明的發(fā)明人首次采取化學(xué)鍵合的方法，將葉酸和負(fù)載了模型藥物的介孔氧化硅共價連接起來，有效解決了早期泄露的問題。在特定的還原條件下，連接葉酸與介孔氧化硅的ニ硫鍵斷裂，從而將負(fù)載的模型藥物以ー級動力學(xué)過程進行釋放。本發(fā)明方法制備的葉酸功能化的載藥介孔氧化硅不僅具有葉酸靶向作用，而且比表面積大，熱穩(wěn)定性高，無毒性，載藥率高，尤其是能夠有效防止藥物泄露的優(yōu)點。該納米材料適合于那些具有較短半衰期的藥物，作為ー種新的納米運輸載體在生物醫(yī)藥領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用前景。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(1)反應(yīng)條件溫和，無需高溫高壓，反應(yīng)時間短，無需晶化或老化過程，因而更加簡單省時，易于操作。(2)所采用的模板劑價格低廉且環(huán)境友好，制備成本低。(3)將葉酸以共價鍵合在吸附了模型藥物的介孔氧化硅載體表面上，避免了藥物運輸過程中的早期泄露。(4)所制備的納米藥物載體材料在還原條件下將模型藥物以ー級釋放動力學(xué)釋放，符合控釋和緩釋藥物載體的釋放規(guī)律。


圖I為實施例I制備的葉酸功能化的載藥介孔氧化硅納米藥物載體材料在體外的釋放曲線。
具體實施例方式下面通過具體實施例對本發(fā)明進行說明，但本發(fā)明并不局限于此。下述實施例中所述實驗方法，如無特殊說明，均為常規(guī)方法；所述試劑和材料，如無特殊說明，均可從商業(yè)途徑獲得。
實施例I、制備葉酸功能化的載藥介孔氧化娃納米藥物載體材料一、采用下述共縮聚和合成后嫁接的方法制備巰基修飾的介孔氧化硅a)共縮聚法將Ig正十六烷基溴化銨(2. 8mmol)置于圓底燒瓶中，加入去離子水(480mL, 26. 7mol)并劇烈攪拌，用 2M 氫氧化鈉(3. 5mL，0. 175mmol)調(diào)節(jié) pH 至 11。在 80。。溫度下加入5mL正娃酸こ酯(22. 4mmol)與0. 97mL巰丙基三甲氧基娃燒(5. 24mmol)的混合物，氮氣保護下繼續(xù)攪拌2小吋。冷卻后將反應(yīng)液離心，得白色膠狀物，用去離子水和こ醇洗滌數(shù)適，真空干燥，得到巰基修飾的介孔氧化硅。b)合成后嫁接法將0. 9g共縮聚法合成得到的巰基修飾的介孔氧化硅置于圓底燒瓶中，加入無水甲苯，攪拌下加入ImL巰丙基三甲氧基娃燒(5. 4mmol),回流反應(yīng)24小時。こ醇洗滌，真空干燥，得到二次巰基修飾的介孔氧化硅。ニ、2-(2-氨基こ基ニ硫代)吡啶鹽酸鹽的合成將Ig ニ硫吡啶溶于5. 5mL甲醇中，加入0. 2mLこ酸。將0. 26g 2-巰基氯化こ胺溶于2. 27mL甲醇，將其加入上述溶液中。常溫攪拌，避光，氮氣保護，攪拌48小時后將產(chǎn)物減壓旋蒸至黃油狀，用こ醚磨洗，減壓過濾， 產(chǎn)物真空干燥 24 小時待用。1H NMR(DMS0-d6) 8=3. 11 (m，4H，CH2-CH2)，7. 31 (m, 1H, py)，
7.76 (d, 1H, py)，7. 85 (m, 1H, py)，8. 29 (s, 3H, NH3)，8. 52 (d, 1H, py)。ESI—MS，m/z 187 [M+]。三、將上述得到的0. Sg巰基功能化介孔氧化硅置于圓底燒瓶中，以無水甲醇為溶齊[J，加入2-(2-氨基こ基ニ硫代)吡啶鹽酸鹽(0. 5g，2. 67mmol)，避光氮氣保護下反應(yīng)24小吋。離心棄去上清，こ醇洗滌，真空干燥，得到以ニ硫鍵連接的氨基功能化介孔氧化硅。用濃度為37% HCl和無水甲醇的混合液(體積比I : 20)萃取模板正十六烷基三甲基溴化銨，然后用こ醇洗滌、離心數(shù)次，真空干燥，得到除去模板的、ニ硫鍵連接的氨基功能化介孔氧化硅(記為MS-NH2)。四、室溫下，將0. OOSmol模型藥物熒光素鈉溶于IOOmL磷酸緩沖液(PBS)中(0. 08M)，加入0. 2g介孔氧化硅MS-NH2，避光攪拌36小吋。離心棄去上清，PBS洗滌，真空干燥，得到吸附了模型藥物的ニ硫鍵連接的氨基功能化的介孔氧化硅(F-MS-NH2)。五、室溫下，將80mg葉酸(0. 18mmol)溶于DMSO中，在攪拌條件下，加入240mgI-こ基-(3-ニ甲氨基丙基)碳ニ亞胺鹽酸鹽(EDC -HC1) (I. 25mmol)，0. 5小時后加入0. 22g吸附了模型藥物的F-MS-NH2，氮氣保護下反應(yīng)24小吋。產(chǎn)物用DMSO和こ醇梯度離心洗滌，真空干燥，即得到了葉酸功能化的載藥介孔氧化硅納米藥物載體材料(記為F-MS-F)。實施例2藥物體外釋放試驗37°C下，將實施例I得到的I. 5mg F-MS-F分散于3mL PBS緩沖溶液中，加入3. OmgDTT (6. 5mM)，使用F-2500型熒光分光光度計(HITACHI，日本)監(jiān)測515nm處的熒光強度。激發(fā)波長504nm,狹縫2. 5nm。對照組溶液沒有加入還原劑DTT，實驗組溶液加入不同濃度的還原劑DTT。以時間為橫坐標(biāo)，累積釋放濃度為縱坐標(biāo)繪制釋放曲線。從圖I中可以看出，對照組由于沒加DTT, ニ硫鍵沒有發(fā)生斷裂，孔道被葉酸封堵，模型藥物幾乎沒有釋放；而實驗組中由于加入了 DTT，ニ硫鍵的斷裂導(dǎo)致藥物釋放速率均快于對照組，且釋放速率隨實驗組中還原劑DTT濃度的增加而變快。對DTT濃度為6. 5mM的實驗組，0_15小時的累計釋放曲線用動力學(xué)模型方程進行線性擬合。結(jié)果表明，熒光素鈉的釋放符合ー級釋放動力學(xué)過程，回歸方程為y = -797. 65I氺exp(-x/1. 9432)+764. 464。由此可以得出結(jié)論以ニ硫鍵連接的、葉酸功能化的介孔氧化硅納米藥物載體材料可以有效解決介孔氧化硅載藥中藥物早期泄露的問題。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，對本發(fā)明而言僅是說明性的，而非限制性的；本領(lǐng)域普通技術(shù)人員理解，在本發(fā)明權(quán)利要求所限定的精神和范圍內(nèi)可對其進行許多改 變，修改，甚至等效變更，但都將落入本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種制備葉酸功能化的載藥介孔氧化硅的方法，包括下述步驟 1)以烷基季銨鹽為模板劑，在堿性條件下使正硅酸酯和巰丙基三甲氧基硅烷進行共縮聚反應(yīng)，得到巰基功能化介孔氧化硅； 2)采用合成后嫁接法，使巰丙基三甲氧基硅烷與步驟I)制備的巰基功能化介孔氧化硅反應(yīng)，得到二次巰基功能化介孔氧化硅； 3)在避光且無氧條件下，使步驟2)制備的巰基功能化介孔氧化硅與2-(2-氨基こ基ニ硫代)吡啶鹽酸鹽反應(yīng)，得到以ニ硫鍵連接的氨基功能化介孔氧化硅；然后除去其中的模板劑，得到除去模板的、ニ硫鍵連接的氨基功能化介孔氧化硅； 4)采用物理吸附法，將藥物組裝到步驟3)制備的除去模板的、ニ硫鍵連接的氨基功能化介孔氧化硅的孔道中，得到載藥的ニ硫鍵連接的氨基功能化介孔氧化硅； 5)在I-こ基-(3-ニ甲氨基丙基)碳ニ亞胺鹽酸鹽的催化作用下，使葉酸與步驟4)制備的載藥的ニ硫鍵連接的氨基功能化介孔氧化硅反應(yīng)，得到葉酸功能化的載藥介孔氧化硅。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于步驟I)中所述共縮聚反應(yīng)在水中進行；所述共縮聚反應(yīng)的反應(yīng)溫度為50-90°C，反應(yīng)時間為2-12小時；所述堿性條件的pH值為8-13。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的方法，其特征在干步驟I)所述共縮聚反應(yīng)中，烷基季銨鹽、正硅酸酯、巰丙基三甲氧基硅烷、水的摩爾比為(2-4) (20-25) (4-6) (20000-30000)，優(yōu)選為 2. 8 : 22.4 : 5.2 : 26700。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在干步驟2)中所述反應(yīng)的反應(yīng)溶劑為無水甲苯、無水環(huán)己烷或無水甲醇其中至少ー種；所述反應(yīng)在回流狀態(tài)下進行24-48小吋。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或4所述的方法，其特征在干步驟2)所述反應(yīng)中，巰丙基三甲氧基硅烷與巰基功能化介孔氧化硅的質(zhì)量比為(0.9-1. 3) (0.8-1. I)，優(yōu)選為1.2 I。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于步驟3)所述反應(yīng)中，步驟2)制備的巰基功能化介孔氧化硅與2-(2-氨基こ基ニ硫代)吡啶鹽酸鹽的質(zhì)量比為(1-2) (0.8-1. 4)，優(yōu)選為I. 5 : I。
7.根據(jù)權(quán)利要求I或6所述的方法，其特征在干步驟3)中，除去模板劑的方法為溶劑萃取法；所述溶劑萃取法中所采用的溶劑為質(zhì)量濃度為35% -37%鹽酸溶液和無水甲醇按照體積比I : 20形成的混合液。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在干步驟5)中所述反應(yīng)在ニ甲基亞砜中進行；所述反應(yīng)的反應(yīng)溫度為20-35°C，反應(yīng)時間為12-36小吋。
9.根據(jù)權(quán)利要求I或8所述的方法，其特征在于步驟5)所述反應(yīng)中，葉酸、I-乙基-(3- ニ甲氨基丙基)碳ニ亞胺鹽酸鹽與載藥的ニ硫鍵連接的氨基功能化介孔氧化硅質(zhì)量比為(2-4) (6-12) (7-13)，優(yōu)選為 3. 5 10.5 10。
10.權(quán)利要求1-9中任一所述方法制備得到的葉酸功能化的載藥介孔氧化硅。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種葉酸功能化的載藥介孔氧化硅及其制備方法。本發(fā)明所提供的葉酸功能化的載藥介孔氧化硅是按照下述步驟制備得到的1)以正硅酸酯為硅源，正十六烷基季銨鹽為模板劑，巰丙基三甲氧基硅烷為功能化試劑，通過共縮聚和合成后嫁接的方法，制備巰基功能化介孔氧化硅；2)巰基功能化介孔氧化硅與2-(吡啶二巰基)乙基氯化銨作用得到以二硫鍵為連接體的氨基功能化介孔氧化硅；3)以物理吸附的方法將藥物組裝到介孔氧化硅孔道中；3)然后將葉酸通過二硫鍵以共價作用鍵合到介孔氧化硅上，得到葉酸功能化的載藥介孔氧化硅。該產(chǎn)品不僅具有葉酸靶向作用，且比表面積大，熱穩(wěn)定性高，無毒，載藥率高，尤其是能夠有效防止藥物泄漏。
文檔編號A61K47/22GK102805869SQ201110142109
公開日2012年12月5日 申請日期2011年5月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月30日
發(fā)明者房晨婕, 郭瑞, 張?zhí)焖{(lán) 申請人:首都醫(yī)科大學(xué)