一种基于中药声敏剂和乏氧激活前药的全活性纳米药物及其制备方法与应用

本发明属于生物医药，具体涉及一种基于中药声敏剂和乏氧激活前药的全活性纳米药物及其制备方法与应用。

背景技术：

1、公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

2、自从1938年青霉素成功产业化后，抗生素的研究和开发进入了一段快速发展时期。抗生素的使用治疗了无数细菌或真菌感染患者，为人类健康做出了巨大的贡献。然而，随着抗生素的不恰当使用和对抗生素管理的缺位，导致许多细菌对抗生素产生了耐药性，从而使得抗生素治疗无效，细菌耐药性已经严重威胁人类健康。因此在加速开发新型抗生素的同时，亟需开发具有与传统抗生素作用机制和作用靶点不同的抗菌剂，以期降低耐药性细菌引起严重感染的概率。

3、声动力抗菌技术(antibacterial sonodynamic therapy，asdt)主要利用低频超声波诱导空化作用，以激活声敏感因子(声敏剂)产生活性氧(reactive oxygen species，ros)，对细菌造成强烈的氧化应激损失，从而抑菌杀菌。得益于ros非特异性的作用机制和极低的致突变性，声动力疗法具有广谱抗菌活性，不易诱发抗性，对多种耐药菌均有效，成为对抗细菌感染，尤其是多重耐药菌诱发的感染最活跃且最具潜力的方向之一。常用的声敏剂为血卟啉的衍生物，作为化学合成药物，它们通常具有较大的毒副作用，且易于产生多药耐药性。与合成声敏剂相比，天然的中药声敏剂拥有良好的分子多样性，且毒副作用低。然而，中药声敏剂在水中的溶解度较低易被机体清除，限制其在机体内的应用。同时，中药声敏剂在声动力抗菌过程中，ros的产生高度依赖周围氧气浓度，而细菌感染的乏氧微环境在一定程度上限制了ros的高效产生，阻碍了中药声敏剂的抗菌活性。此外，常用的中药声敏剂多以产单线态氧为主，其声动力过程中对氧气的快速消耗进一步降低其自身抗菌效果。

4、替拉扎明是一种乏氧激活前药，本身无细胞毒性，但其可在乏氧微环境的刺激下，发生化学反应转变为活性结构，从而表现出良好的抗肿瘤、抗菌活性。尽管细菌感染的乏氧微环境能在一定程度上激活替拉扎明以有效抑制细菌生长，但想彻底杀菌仍挑战巨大。

技术实现思路

1、为了克服上述问题，本发明提供了一种基于中药声敏剂和乏氧激活前药的全活性纳米药物及其制备方法与应用。

2、为实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：

3、本发明的第一个方面，提供一种基于中药声敏剂和乏氧激活前药的全活性纳米药物，所述全活性纳米药物由中药声敏剂和乏氧激活前药自组装形成，所述全活性纳米药物的粒径为110～180nm。

4、本发明制备的基于中药声敏剂和乏氧激活前药的全活性纳米药物是由中药声敏剂和乏氧激活前药自组装而成，无需引入额外的载体或表面活性剂，活性成分占比达到100％，因此其为全活性纳米药物。

5、本发明的第二个方面，提供上述基于中药声敏剂和乏氧激活前药的全活性纳米药物的制备方法，包括：

6、(1)将乏氧激活前药溶于超纯水中，制备乏氧激活前药溶液；

7、将中药声敏剂溶于有机溶剂中，制备中药声敏剂溶液；

8、(2)将氧激活前药溶液加入反应媒介中，后在搅拌和超声作用下，逐滴滴加中药声敏剂溶液，滴加完成后，继续进行搅拌和超声，获得纳米沉淀物；

9、(3)将纳米沉淀物进行纯化后，获得基于中药声敏剂和乏氧激活前药的全活性纳米药物。

10、本发明的第三个方面，提供上述基于中药声敏剂和乏氧激活前药的全活性纳米药物在制备抗耐药菌感染药物中的应用。

11、本发明的第四个方面，提供一种抗耐药菌感染的药物组合物，包括上述基于中药声敏剂和乏氧激活前药的全活性纳米药物。

12、本发明的第五个方面，提供上述基于中药声敏剂和乏氧激活前药的全活性纳米药物在制备细菌感染诊断及病程监测试剂中的应用。

13、本发明的第六个方面，提供一种细菌感染诊断及病程监测的试剂盒，包括上述基于中药声敏剂和乏氧激活前药的全活性纳米药物。

14、本发明的有益效果在于：

15、(1)本发明制备的基于中药声敏剂和乏氧激活前药的全活性纳米药物是由中药声敏剂和乏氧激活前药自组装而成，无需引入额外的载体或表面活性剂，活性成分占比达到100％，因此其为全活性纳米药物。

16、(2)本发明中通过将中药声敏剂制备成全活性纳米药物，可以提高其在水中的溶解度，进而不会被机体所清除，提高了生物利用度。

17、(3)本发明中将中药声敏剂和替拉扎明有机整合，利用中药声敏剂声动过程中消耗氧气的特性，进一步加重细菌感染的乏氧微环境，而乏氧微环境可以充分激活替拉扎明，进而打破中药声敏剂声动过程中的乏氧屏障，实现声动力疗法协同非抗生素化学疗法的高效对抗耐药菌感染的效果。本发明提供的基于中药声敏剂和乏氧激活前药的全活性纳米药物所介导的非抗生素疗法，有效避免了抗生素的用药限制，高效抗菌的同时不易诱导耐药性产生，因此具有较高的生物应用价值。

18、(4)本发明中制备的基于中药声敏剂和乏氧激活前药的全活性纳米药物具有自聚集诱导荧光猝灭，而在细菌感染弱酸性微环境下(ph 5.0)由于解组装，进而触发荧光恢复的特性，可用于建立高分辨、高对比度、高灵敏度的近红外影像可视化平台，用于细菌感染的特异性光学影像诊断，在疾病诊断领域前景广阔。

技术特征：

1.一种基于中药声敏剂和乏氧激活前药的全活性纳米药物，其特征在于，所述全活性纳米药物由中药声敏剂和乏氧激活前药自组装形成，所述全活性纳米药物的粒径为110～180nm。

2.权利要求1所述的基于中药声敏剂和乏氧激活前药的全活性纳米药物的制备方法，其特征在于，包括：

3.如权利要求2所述的基于中药声敏剂和乏氧激活前药的全活性纳米药物的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述乏氧激活前药为替拉扎明(tpz)；

4.如权利要求2所述的基于中药声敏剂和乏氧激活前药的全活性纳米药物的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述有机溶剂包括四氢呋喃、甲醇和乙腈中的一种；

5.如权利要求2所述的基于中药声敏剂和乏氧激活前药的全活性纳米药物的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，反应媒介选自超纯水、磷酸盐缓冲液和碳酸氢钠缓冲液中的一种；

6.如权利要求2所述的基于中药声敏剂和乏氧激活前药的全活性纳米药物的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述纯化的方法包括：将纳米沉淀物转移至通风橱中，在加热的同时快速搅拌以挥发有机溶剂；在冰浴的条件下进行探头超声；后进行梯度离心，将离心所收集的沉淀重新分散后经微孔滤膜过滤，获得基于中药声敏剂和乏氧激活前药的全活性纳米药物。

7.权利要求1所述的基于中药声敏剂和乏氧激活前药的全活性纳米药物和/或权利要求2～6任一项所述的基于中药声敏剂和乏氧激活前药的全活性纳米药物的制备方法制备的基于中药声敏剂和乏氧激活前药的全活性纳米药物在制备抗耐药菌感染药物中的应用。

8.一种抗耐药菌感染的药物组合物，其特征在于，包括权利要求1所述的基于中药声敏剂和乏氧激活前药的全活性纳米药物和/或权利要求2～6任一项所述的基于中药声敏剂和乏氧激活前药的全活性纳米药物的制备方法制备的基于中药声敏剂和乏氧激活前药的全活性纳米药物。

9.权利要求1所述的基于中药声敏剂和乏氧激活前药的全活性纳米药物和/或权利要求2～6任一项所述的基于中药声敏剂和乏氧激活前药的全活性纳米药物的制备方法制备的基于中药声敏剂和乏氧激活前药的全活性纳米药物在制备细菌感染诊断及病程监测试剂中的应用。

10.一种细菌感染诊断及病程监测的试剂盒，其特征在于，包括权利要求1所述的基于中药声敏剂和乏氧激活前药的全活性纳米药物和/或权利要求2～6任一项所述的基于中药声敏剂和乏氧激活前药的全活性纳米药物的制备方法制备的基于中药声敏剂和乏氧激活前药的全活性纳米药物。

技术总结
本发明属于生物医药技术领域，具体涉及一种基于中药声敏剂和乏氧激活前药的全活性纳米药物及其制备方法与应用。本发明中将中药声敏剂和替拉扎明有机整合，利用中药声敏剂声动过程中消耗氧气的特性，进一步加重细菌感染的乏氧微环境，而乏氧微环境可以充分激活替拉扎明，进而打破中药声敏剂声动过程中的乏氧屏障，实现声动力疗法协同非抗生素化学疗法的高效对抗耐药菌感染的效果。同时，本发明中制备的基于中药声敏剂和乏氧激活前药的全活性纳米药物具有自聚集诱导荧光猝灭，而在细菌感染弱酸性微环境下(pH 5.0)由于解组装，进而触发荧光恢复的特性，可用于建立高分辨、高对比度、高灵敏度的近红外影像可视化平台。

技术研发人员：庞鑫,贝阮婷,李广宝,王真真,韩煜,庞梦菲,吴灿,黄胜楠,杜林龙,潘鹏举
受保护的技术使用者：河南中医药大学
技术研发日：
技术公布日：2024/10/24