一种双负载金纳米胶囊的制备方法和应用

本技术涉及一种双负载金纳米胶囊的制备方法和应用，属于微型胶囊医用制品。

背景技术：

1、癌症现如今已是世界范围内死亡率最高的疾病之一。每年大约有1400万新的癌症患者，800万人死于癌症相关疾病。鉴于癌症的高死亡率，世界各地的研究人员一直在努力开发更精准、更快速的诊断策略和有效的治疗方法来对抗癌症。最传统的癌症治疗方法包括化疗放疗和手术治疗，就这些治疗手段而言，患者可能遭受严重的副作用以及面临治疗效果不理想的问题。这些治疗手段的不足促使人们开发出更精确、更有效的治疗策略来对抗癌症。癌症治疗的新兴疗法包括但不限于免疫疗法、基因疗法、光动力疗法（pdt）和光热疗法（ptt），这些疗法已经改善或可能改善治疗结果。与其他的治疗方法相比，在进行ptt过程中，使用强度可调的外部激光照射可以精确靶向肿瘤，从而最大限度地减少对周围健康组织的损害。

2、实现肿瘤光消融的关键在于光热剂的设计，该光热剂应具有较强的近红外光吸收率、较高的光热转换效率和良好的生物相容性。目前，各种类型的光热剂被开发出来应用于肿瘤ptt。碳基材料，如单壁碳纳米管（swcnts）、石墨烯和碳点（cd）；硫化金属纳米粒子，如cus和mns2；黑磷等。一般来说，它们具有光热转换效率高、光热稳定性好的特点。但是单纯依靠光热剂的效果来杀死肿瘤细胞并不能起到很好的治疗效果，肿瘤细胞中的热激蛋白的表达会大幅降低ptt的效果。

3、热休克蛋白（hsps）是由热休克、缺血和其他应激过程中产生的变性蛋白诱导产生的。它们存在于所有植物、酵母、细菌和哺乳动物的细胞中。然而，在包括神经科学在内的医学相关领域，它们的研究仍然相对较少。hsp70与其他伴侣蛋白一起，有助于变性蛋白的结构和功能的恢复。hsp70协助多种折叠过程，包括新合成蛋白的折叠和组装，错误折叠和聚集蛋白的再折叠，细胞器和分泌蛋白的膜易位以及调节蛋白活性的控制。因此，hsp70在细胞中具有管家功能，它们是折叠和信号转导途径的内置组件，以及质量控制功能，它们校对蛋白质结构并修复错误折叠的构象。所有这些活性都是基于hsp70以atp控制的方式与蛋白质的疏水肽段相互作用的特性。hsp70蛋白的广谱细胞功能是通过以下途径实现的：（1）hsp70基因在进化过程中的扩增和多样化，产生了特化的hsp70伴侣蛋白；（2）hsp70伴侣蛋白选择性招募共同伴侣蛋白，以完成特定的细胞功能；（3）hsp70与其他伴侣蛋白系统合作，拓宽其活性谱。因此，hsp70蛋白与其共同伴侣和合作伴侣构成了一个复杂的折叠机器网络。由此可见，hsp70对细胞来说是非常重要的一个热激蛋白，但是它的存在是不利于ptt的。为抑制hsp70的表达，小分子hsps抑制剂和小分子干扰rna被提出来。但是，较大的全身毒性以及可能出现的潜在的长期生物安全问题严重阻碍了这两种抑制药物的发展。因此，一种较为安全的抑制药物对于提高ptt的效果是迫在眉睫的。

4、热动力疗法（tdt）是一种新兴的动力疗法，其特点是利用热激活的动力剂产生活性自由基，不依赖于肿瘤环境而杀死肿瘤。目前，较为热门的热力学动力剂是2,2 ' -偶氮[2（2咪唑啉-2-基）丙烷]二盐酸盐（aiph），由于烷基自由基可以在低氧或无氧供应的环境中产生，因此用烷基自由基治疗肿瘤的研究越来越受到重视。aiph作为一种水溶性偶氮化合物，在热、激光和超声照射下可产生烷基自由基。基于其在有氧和缺氧环境下产生烷基自由基的能力，它可以在肿瘤深处的严重缺氧的环境中保持活性，从而提高肿瘤消融效果。因此，将烷基自由基治疗与tdt和ptt结合起来以最大限度地抑制肿瘤生长的方法是可行的，但这方面的研究尚处于萌芽状态，因此未见有报道。

技术实现思路

1、有鉴于此，本技术提供一种双负载金纳米胶囊的制备方法，实现负载一氧化碳载体和自由基引发剂的金纳米胶囊的制备，该金胶囊具有光热治疗增强效果和热动力治疗，方法简单稳定，可广泛应用于生物、医学领域。

2、具体地，本技术是通过以下方案实现的：

3、一种双负载金纳米胶囊的制备方法，步骤如下：

4、步骤一，将二氧化碲、亚硒酸和水合肼依次加入到圆底烧瓶中，加热磁力搅拌。用十二烷基硫酸钠溶液（sds）将混合物稀释10倍以结束反应并稳定碲（te）纳米棒。搅拌10分钟后，通过重复离心洗涤产物。

5、步骤二，将上述碲（te）纳米棒分散在l-半胱氨酸水溶液中，然后加入氯金酸。反应结束后，通过离心收集auhnrs，并用去离子水反复洗涤，得到纳米空心金棒。

6、步骤三，将十二羰基三铁和单甲氧基聚乙二醇巯溶解在四氢呋喃中，并在氮气气氛中加热反应。在反应过程中，溶液的颜色从深蓝色变成棕色。然后通过旋转蒸发浓缩溶液，并倒入冷的正己烷中，得到棕色沉淀。最后，用乙醚洗涤沉淀物，并在真空干燥箱中干燥以获得一氧化碳载体mpeg（co）。

7、步骤四，将mpeg（co）以及4,4'-偶氮双（氰基戊酸）依次与纳米空心金棒进行12小时的搅拌并负载，将透明质酸（ha）溶解在搅拌之后的溶液中，室温下搅拌12小时，离心洗涤3遍，得到ha包裹的金纳米胶囊。ha的包裹提高了整体的分散性，材料不易发生团聚，药物负载效果良好。

8、上述方案中，先制备碲纳米棒作为前驱体，再将碲纳米棒分散在l-半胱氨酸中，并加入氯金酸，离心洗涤得到纳米空心金棒。接着将制备好的一氧化碳载体以及自由基引发剂依次负载到空心金纳米棒上。最后用透明质酸对复合材料进行表面改性，可赋予该纳米复合材料良好的生物相容性。所得金纳米胶囊形状规则，平均粒径为180~200 nm，具有良好的分散性，该复合材料具有良好的晶体结构，优异的光热转换性能。

9、进一步的，作为优选：

10、步骤一中：

11、二氧化碲、亚硒酸、水合肼的摩尔比为1:50~58:1600~1700。

12、反应温度为35℃~45℃，反应时间为10~20 min。

13、sds浓度为10 mm。

14、离心转速为10000 rpm，洗涤三次并将溶液浓缩为21 ml。

15、步骤二中：

16、l-半胱氨酸、碲纳米棒、氯金酸的摩尔比为1:80~90:110~115。

17、反应需要在冰水浴条件下进行，反应温度为0~5 ℃，反应时间为10~20 min。

18、反应结束后，4500 rpm转速离心洗涤3次。

19、步骤三中：

20、十二羰基三铁和单甲氧基聚乙二醇巯的质量比为1:3~4。

21、反应温度为45~55 ℃，反应时间为1.5~2.5 h。

22、旋蒸温度为66~70 ℃，正己烷温度为0~2 ℃，真空干燥箱温度为60~70 ℃。

23、步骤四中，mpeg（co）以及4,4'-偶氮双（氰基戊酸）离心搅拌后不需要洗涤直接加入ha再次搅拌12小时，后进行离心洗涤，转速为4500rpm，时间为10min。

24、上述方法所制备的双负载金纳米胶囊可作为肿瘤光热治疗制剂使用。

25、与现有技术相比，本发明具有的有益效果包括：

26、（1）本发明制备的负载一氧化碳载体和自由基引发剂的金纳米胶囊有着较为出色的光热转换效率，在光热治疗肿瘤方面有潜在的应用；

27、（2）负载了一氧化碳载体的金纳米胶囊还在体外表现出有效的co释放效果，对肿瘤细胞中的hsp70有一定的抑制效果；

28、（3）本发明制备的空心金纳米棒负载的自由基引发剂纳米复合材料，还表现出一定的自由基产生能力，以及一定的细胞杀伤能力；

29、（4）本发明对实验仪器的要求低，方法简单易于操作，得到的纳米颗粒形状尺寸均一，分散性良好。