一种基于外泌体与金属有机框架结构的纳米颗粒的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种基于外泌体与金属有机框架结构的纳米颗粒制备方法，以磁性纳米颗粒为核心，包覆载带化学药物的金属有机框架结构，并进一步包覆外泌体囊泡结构，具备核磁成像与载带药物的主动靶向纳米颗粒药物载体。本发明专利技术以超顺磁锌掺杂四氧化三铁纳米颗粒作为核心，不仅可以赋予纳米颗粒核磁成像效果，且可在后续材料进一步复合时，简化纯化与分离步骤，节省合成时间。本发明专利技术所制备的纳米颗粒集超顺磁纳米颗粒、金属有机框架材料及外泌体的优点于一体，具备核磁成像、载药及主动靶向的能力。载药及主动靶向的能力。

【技术实现步骤摘要】
一种基于外泌体与金属有机框架结构的纳米颗粒的制备方法


[0001]本专利技术涉及一种基于外泌体与金属有机框架结构的纳米颗粒制备方法，具体涉及一种以磁性纳米颗粒为核心，包覆载带化学药物的金属有机框架结构，并进一步包覆外泌体囊泡结构，具备核磁成像与载带药物的主动靶向纳米颗粒药物载体。本专利技术属于纳米复合材料制备


技术介绍

[0002]超顺磁氧化铁纳米颗粒（SPIONs）作为一类具备磁性的纳米材料，在生物成像、纳米药物载体、生物传感器、癌症热疗等生物医药领域具备极高的应用价值。特别地，超顺磁氧化铁纳米颗粒具备在弱磁场产生较大磁性且外磁场撤销后磁性不会迅速消失的特性，是作为核磁成像的理想材料。
[0003]铁基金属有机框架（Fe
‑
MOFs）是一类由铁离子或铁团簇与有机配体通过自组装相互连接，形成的一类具有周期性网络结构的晶态多孔材料。Fe
‑
MOFs材料具备较大的比表面积、较好的生物相容性、稳定的化学和物理性能、及可生物降解的优点，具备较强的载药能力和高生物安全性，且具有良好的肿瘤靶向性和辅助诱导肿瘤铁死亡的能力，通过与一些材料复合，可具备磁热、光热、光动力及药物相应释放等多种功能，是一种良好的药物递送载体。
[0004]外泌体是细胞分泌的，粒径在40~160 nm，广泛存在于血液、尿液、乳汁等各种体液的膜性囊泡结构。外泌体具有教好的生物相容性、低免疫原性和低毒性的优势，同时具有良好的“归巢”能力，可借助特异性的膜表面受体或细胞外基质结合蛋白，能被特定的受体细胞识别、摄取，可辅助提高纳米颗粒的主动靶向性能。

技术实现思路

[0005]本专利技术目的在于提供一种基于外泌体与金属有机框架结构的纳米颗粒的制备方法，其特征在于以磁性纳米颗粒为核心，包覆载带化学药物的金属有机框架结构，并进一步包覆外泌体囊泡结构，具备核磁成像与载带药物的主动靶向纳米颗粒药物载体，包括以下步骤：（1）制备锌掺杂磁性纳米颗粒（Zn
‑
SPIONs），随后以Zn
‑
SPIONs作为核心，加入氯化铁（Fe Cl3·
H2O）与普兰尼克F127（Pluronic F127）水溶液，混合均匀后，逐步加入醋酸、2
‑
氨基对二苯甲酸（NH2‑
BDC），混合均匀后，转移至反应釜110℃反应16~18 h。磁吸收集沉淀，超纯水彻底清洗，60℃干燥24 h，得到Fe
‑
MOFs@Zn
‑
SPIONs。
[0006]（2）100 mg Fe
‑
MOFs@Zn
‑
SPIONs纳米颗粒充分溶解于10 mL超纯水中，机械搅拌，加入100~3000 mg化学小分子药物溶液，30 ℃下充分混合并缓慢搅拌1~3 hr，离心洗涤，收集沉淀。将沉淀溶解在2 ml超纯水中，后称取300 mg 聚乙烯吡咯烷酮（Mw=30000, PVP）彻底溶解于10 mL的水溶液中，逐滴加入沉淀所在溶液，低速机械搅拌12 hr。然后，磁性收集沉淀，超纯水彻底清洗，60℃干燥过夜，得到D@Fe
‑
MOFs@Zn
‑
SPIONs。
[0007]（3）200 μg D@Fe
‑
MOFs@Zn
‑
SPIONs溶解于1 mL无外泌体的培养基内，随后与细胞共孵育24~48 h。收集培养基上清液，3000 g离心10 min，弃去沉淀物，上清液通过超速离心与磁吸分离纯化，即可得Exo@D@Fe
‑
MOFs@Zn
‑
SPIONs。
[0008]其中，步骤（1）中，所述Zn
‑
SPIONs采用水热法制备。将2 g 氢氧化钠研磨成粉，充分溶于20 mL油酸、20 mL超纯水的混合液；将硫酸亚铁铵和硫酸锌盐充分溶解在40 mL水里，Fe
2+
和Zn
2+
物质的量之和为0.004 mol。上述溶液混合均匀，室温搅拌均匀30 min。将混合溶液转移至反应釜，230 ℃反应15 hr。反应结束后，乙醇沉淀彻底清洗多余油酸，最后颗粒溶解于10 mL环己烷。其中，Fe
2+
与Zn
2+
摩尔比为19:1~2:1。
[0009]步骤（2）中，所述的小分子药物可以为多柔比星（DOX），11
‑
氯
‑
1,1'
‑
二正丙基
‑
3,3,3',3'
‑
四甲基
‑
10,12
‑
三亚甲基吲哚三碳花青碘盐,（IR 780），二氢卟吩e6（Ce 6）、紫杉醇等小分子化学药物。
[0010]以磁性纳米颗粒为核心，表面生长多孔铁基金属有机框架外壳，并附载化学药物。进一步地，在复合纳米颗粒外包裹外泌体。该材料结合超顺磁纳米颗粒、铁基金属有机框架材料、外泌体的优势于一体，具备核磁成像、载药和主动靶向能力。本专利技术的优点在于：（1）本专利技术以超顺磁锌掺杂四氧化三铁纳米颗粒作为核心，不仅可以赋予纳米颗粒核磁成像效果，且可在后续材料进一步复合时，简化纯化与分离步骤，节省合成时间。
[0011]（2）本专利技术所制备的纳米颗粒集合超顺磁纳米颗粒、金属有机框架材料及外泌体的优点于一体，具备核磁成像、载药及主动靶向的能力。
附图说明
[0012]附图1为实施例1所制备的Zn
‑
SPIONs的x射线衍射图谱。
具体实施方式
[0013]以下通过具体的实施例对本专利技术的技术方案作进一步描述。以下的实施例是对本专利技术的进一步说明，而不限制本专利技术的范围。
[0014]实施例1锌掺杂磁性纳米颗粒（Zn
‑
SPIONs），按以下步骤制备：称取2 g 氢氧化钠，溶于20 mL油酸、20 mL超纯水的混合液，常温搅拌均匀至乳白色溶液；称取六水合硫酸亚铁铵和七水合硫酸锌盐溶解在20 mL水里，Fe
2+
和Zn
2+
物质的量之和为0.004 mol，Fe
2+
与Zn
2+
摩尔比为19:1~2:1；将前体Fe
2+
和Zn
2+
倒入乳白色溶液中，室温搅拌均匀至棕色溶液；将该棕色溶液转移至反应釜，230 ℃反应15 hr；反应结束后，反应釜冷却至室温，环己烷溶解取出釜底的纳米颗粒，乙醇反复沉淀，洗去多余油酸，最后颗粒溶解于10 mL环己烷；采用透射电镜对Zn
‑
SPIONs进行表征，不同Fe/Zn比例的Zn
‑
SPIONs尺寸均在10 nm。测试Zn
‑
SPIONs的x射线衍射图谱见图1，发现颗粒呈现反尖晶石结构。测试Zn
‑
SPIONs的磁滞回曲线，发现Fe/Zn比为13:2时，饱和磁化强度最高，约为74 emu/g。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于外泌体与金属有机框架结构的纳米颗粒的制备方法，其特征在于，以磁性纳米颗粒为核心，包覆载带化学药物的金属有机框架结构，并进一步包覆外泌体囊泡结构，具备核磁成像与载带药物的主动靶向纳米颗粒药物载体，包括以下步骤：（1）制备超顺磁锌掺杂四氧化三铁纳米颗粒：先制备锌掺杂磁性纳米颗粒（Zn
‑
SPIONs），以Zn
‑
SPIONs作为核心，加入氯化铁一水化合物Fe Cl3·
H2O与普兰尼克F127水溶液，混合均匀后，逐步加入醋酸、2
‑
氨基对二苯甲酸，混合均匀后，转移至反应釜110℃水热反应16~18 h；磁吸收集沉淀，超纯水彻底清洗，60℃干燥24 h，得到超顺磁锌掺杂四氧化三铁纳米颗粒Fe
‑
MOFs@Zn
‑
SPIONs；（2）包覆载带化学药物的金属有机框架结构：100 mg Fe
‑
MOFs@Zn
‑
SPIONs纳米颗粒充分溶解于10 mL超纯水中，机械搅拌，加入100~3000 mg化学小分子药物溶液，30℃下充分混合并缓慢搅拌1~3 hr，离心洗涤，收集沉淀；将沉淀溶解在2 ml超纯水中后，称取300 mg 聚乙烯吡咯烷酮（Mw=30000, PVP）彻底溶解于10 mL的水溶液中，逐滴加入沉淀所在溶液中，低速机械搅拌12 hr；然后，磁性收集沉淀，超纯水彻底清洗，60℃干燥过夜，得到D@Fe
‑
MOFs@Zn
‑
SPIONs；（3）具备核磁成像与载带药物的主动靶向纳米颗粒药物载体：200 μg D@Fe
‑
MOFs@Zn
‑
SPIONs溶解于1 mL无外泌体的培养基内，随后与细胞共孵育24~48 h，收集培养基上清液，3000 g离心10 min，弃去沉淀物，上清液通过超速离心与磁吸分离纯化，即可得Exo@D@Fe
‑
MOFs@Zn
‑
SPIONs。2.根据权利要求1所述基于外泌体与金属有机框架结构的纳米颗粒的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述Zn
‑
SPIONs制备采用水热法，先将2 g 氢氧化钠研磨成粉，充分溶于20 mL油酸、20 mL超纯水的混合液中；将硫酸亚铁铵和硫酸锌充分溶解在40 mL水里，Fe
2+
和Zn
2+
物质的量之和为0.004 mol，所得溶液室温搅拌30 min混合均匀，得混合溶液；将混合溶液转移至反应釜，230℃反应15 hr；反应结束后，乙醇沉淀彻底清洗多余油酸，最后颗粒溶解于10 mL环己烷；其中，Fe
2+ 与Zn
2+
摩尔比为19:1~2:1。3.根据权利要求2所述基于外泌体与金属有机框架结构的纳米颗粒的制备方法，其特征在于，锌掺杂磁性纳米颗粒（Zn
‑
SPIONs）的制备：称取2 g 氢氧化钠，溶于20 mL油酸、20 mL超纯水的混合液，常温搅拌均匀至乳白色溶液；称取六水合硫酸亚铁铵和七水合硫酸锌盐溶解在20 mL水里，Fe
2+
和Zn
2+
物质的量之和为0.004 mol，Fe
2+ 与Zn
2+
摩尔比为19:1~2:1；将前体F...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔大祥，徐艳，任眀飞，朱君，杨迪诚，
申请(专利权)人：上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司，
类型：发明
国别省市：