[發明專利]一種蛋白修飾生物－無機納米復合材料及其制備方法

無效

• 申請號: 200810119682.2
• 申請日: 2008-09-05
• 公開（公告）號: CN101353379A
• 公開（公告）日: 2009-01-28
• 發明（設計）人: 張慧;郭少環;段雪
• 申請（專利權）人: 北京化工大學
• 主分類號: C07K14/765
• 分類號: C07K14/765;C07K1/107;A61K47/48;G01N33/68
• 代理公司: 北京華誼知識產權代理有限公司
• 代理人: 劉月娥

技術領域

本發明屬于無機納米材料技術領域，特別是涉及一種蛋白修飾生物-無機納米復合材料及其制備方法，具體為牛血清白蛋白修飾復合金屬氧化物，得到一種蛋白修飾的生物-無機納米復合材料，可作為藥物載體及生物材料用于藥物傳輸、生物傳感等領域。

背景技術

水滑石(layered?double?hydroxide，LDH)是一種陰離子型層狀無機材料，具有層板金屬元素可調控性以及層間陰離子可交換性。文獻Inorg.Chem.1999(38)：4653中A.Fudala等將苯丙氨酸插入鋅鋁水滑石層間，Nano?Letters，2006(6)：199中Lea?Desigaux等將DNA插入鎂鋁水滑石層間，J.Mater.Chem.2001(11)：1671中.J.H.Choy等將ATP分子插入鎂鋁水滑石層間，制備得到新型的生物-無機復合材料。但受客體生物分子慢擴散的限制，難以將更大分子量的酶或蛋白質插入水滑石層間。以水滑石為前體500℃焙燒后得到的復合金屬氧化物(layered?double?oxides，LDO，M²⁺₂M³⁺(O))具有粒子尺寸小，分布均勻，比表面積大的特點，且具有結構“記憶”效應，從而對多種陰離子具有較強的吸附性能，由于其還具有良好的生物相容性，因此可通過吸附作用使大分子的蛋白質或酶吸附到復合金屬氧化物表面，獲得生物活性表面，使其在制備納米有機-無機復合材料、生物傳感器等方面均具有獨特優勢。

由于無機材料具有成本低廉、易制取、無毒、生物相容性好等特點，將無機材料應用于新型生物材料日益引起研究人員的重視。但無機材料多為惰性材料，限制了無機材料在生物領域的應用，需要對其表面進行改性以獲得更好的組織及細胞相容性。使用氨基酸、多肽、蛋白質等生物分子對無機材料表面進行修飾，能夠改善材料的細胞相容性，促進對細胞及生物分子的黏附。如生物醫學工程，2007(3)：278中報道，藍旭等應用精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸(RGD)多肽對羥基磷灰石(HA)材料進行表面修飾處理，能夠促進骨髓基質干細胞(MSCs)在其表面的黏附和生長，對HA材料的細胞相容性有明顯的優化作用。J?Biomed.Mater.Res.，2004(3)：420中A.P.Serro等研究了牛血清白蛋白(BSA)在二氧化鈦和羥基磷灰石上的吸附，發現BSA能夠促進羥基磷灰石的生物礦化，減弱二氧化鈦的礦化。但是，以水滑石焙燒產物復合金屬氧化物為載體來制備BSA修飾水滑石氧化物的生物-無機納米材料目前尚未見報道。

基于以上考慮，本發明使用水滑石的焙燒產物復合金屬氧化物M²⁺₂M³⁺(O)為模板，牛血清白蛋白(BSA)為模型蛋白，制備了一種牛血清白蛋白復合金屬氧化物型蛋白修飾生物-無機納米復合材料。

發明內容

本發明的目的在于提供一種蛋白修飾生物-無機納米復合材料及其制備方法，牛血清白蛋白復合金屬氧化物型蛋白修飾生物-無機納米復合材料及其制備方法。本發明以陰離子層狀材料水滑石的焙燒產物復合金屬氧化物M²⁺2M³⁺(O)為模板，以牛血清白蛋白(BSA)為模型蛋白，通過氧化物與BSA之間的靜電吸引、氫鍵等相互作用，合成出一種蛋白修飾的生物-無機納米復合材料，記為BSA-M²⁺₂M³⁺(O)。

本發明的蛋白修飾生物-無機納米復合材料，化學式為：BSA-M²⁺₂M³⁺(O)，具有層片狀結構，M²⁺₂M³⁺(O)代表復合金屬氧化物，其中，M²⁺為二價金屬離子Zn²⁺、Mg²⁺、Ni²⁺、Ca²⁺中的任何一種；M³⁺為三價金屬離子Al³⁺、Fe³⁺中的任何一種；BSA代表牛血清白蛋白，其質量百分數為7.06％-21.94％。

本發明通過調整水滑石層板金屬元素種類及蛋白濃度，制備得到不同組成的蛋白修飾生物-無機納米復合材料。

牛血清白蛋白復合金屬氧化物型蛋白修飾生物-無機納米復合材料的具體制備過程如下：