[發(fā)明專利]一種疏水-靜電多功能化的納米復(fù)合膠束的制備及在蛋白質(zhì)酶保護中的應(yīng)用

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• 申請日: 2021-10-28
• 公開（公告）號: CN113956601A
• 公開（公告）日: 2022-01-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 史林啟;鄧飛;馬飛賀;馬如江;安英麗
• 申請（專利權(quán)）人: 南開大學(xué)
• 主分類號: C08L53/00
• 分類號: C08L53/00;C08L67/04;C08L77/04;C08J3/03;C07K14/415;C07K17/08
• 代理公司: 天津耀達律師事務(wù)所 12223
• 代理人: 侯力

一種疏水?靜電多功能化的納米復(fù)合膠束的制備及在蛋白質(zhì)酶保護中的應(yīng)用，通過利用三種兩親性嵌段共聚物PCL?b?PEG,PCL?b?PNIPAM,PCL?b?PLys或PCL?b?PGlu在水溶液中自組裝得到了表面既含有溫敏性單元(PNIPAM)又含有弱聚電解質(zhì)單元(聚氨基酸)的納米復(fù)合膠束。通過控制PNIPAM,PLys/PGlu的比例，粒子表面疏水微區(qū)大小，靜電強弱精確可調(diào)，以此調(diào)控納米粒子與蛋白質(zhì)相互作用，可篩選出最合適的納米粒子提高保護效果和保護效率。本方法對于制備多功能化表面的納米粒子方法簡單，可精確調(diào)控材料與蛋白之間作用力，提高蛋白保護效果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于納米生物醫(yī)藥材料技術(shù)領(lǐng)域。涉及一種納米粒子表面同時含有疏水以及靜電作用力并且兩種作用力方便可調(diào)的多功能化復(fù)合膠束的制備方法，用于提高蛋白質(zhì)的酶保護效果。

背景技術(shù)

蛋白質(zhì)藥物因其特異性強，療效好等一些優(yōu)點在生命醫(yī)學(xué)領(lǐng)域發(fā)展迅速，已經(jīng)成為現(xiàn)代生命醫(yī)藥的重要組成部分。但在生命體外，蛋白質(zhì)在外界嚴(yán)苛環(huán)境下(如高溫)容易變性，三維結(jié)構(gòu)被破壞，形成不可逆的聚集體，從而失活，喪失其原有的生物活性，對于一些蛋白質(zhì)藥物而言，不僅無效可能還會造成一定的免疫原性等問題。因此開發(fā)出有效的策略來提高蛋白質(zhì)的穩(wěn)定性十分重要。

目前已經(jīng)有很多方法來保護蛋白，防止其熱失活，比如一些小分子添加劑，化學(xué)修飾，蛋白質(zhì)固定化，蛋白質(zhì)包封和一些功能化的納米粒子通過表面與蛋白相互作用保護蛋白等，在這些方法中，具有溫敏性表面的納米粒子更具有前景，操作簡單，不需要外加別的競爭者，通過溫度的變化可實現(xiàn)蛋白質(zhì)的捕獲與釋放。但傳統(tǒng)的這些溫敏性粒子表面性質(zhì)不能很好的調(diào)控，蛋白保護效率較低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的是解決蛋白質(zhì)的穩(wěn)定性，特別是溫敏性粒子表面性質(zhì)的調(diào)控和蛋白保護效率低下的問題，提供一種疏水-靜電多功能化的納米復(fù)合膠束制備方法及在蛋白質(zhì)酶保護中的應(yīng)用。

本發(fā)明通過與蛋白具有不同相互作用(疏水，靜電)的材料自組裝來制備多功能化的納米復(fù)合膠束，復(fù)合膠束的表面性質(zhì)可以通過控制疏水微區(qū)大小、電荷性質(zhì)、電荷密度精確調(diào)控，以此調(diào)控材料與蛋白之間相互作用，提高蛋白質(zhì)保護效果和保護效率。多功能化復(fù)合膠束制備方法簡單，易于操作。

本發(fā)明的技術(shù)方案

一種疏水-靜電多功能化的納米復(fù)合膠束，所述多功能化納米復(fù)合膠束是由三種不同的兩嵌段共聚物即含有親水單元的PCL-b-PEG、溫敏性單元的PCL-b-PNIPAM和弱聚電解質(zhì)單元的PCL-b-PLys或PCL-b-PGlu在水溶液中自組裝而成；通過控制三者比例，得到不同表面性質(zhì)的納米復(fù)合膠束。

納米復(fù)合膠束表面的溫敏性單元聚異丙基丙烯酰胺(PNIPAM)，在溫度高于其低臨界相轉(zhuǎn)變溫度-LCST時，PNIPAM塌縮形成疏水微區(qū)，用于結(jié)合蛋白，阻止蛋白之間的聚集；溫度降低至LCST以下時，PNIPAM變?yōu)橛H水伸展?fàn)顟B(tài)，釋放蛋白，恢復(fù)結(jié)構(gòu)；疏水微區(qū)的大小通過調(diào)節(jié)組成單元的含量來精確調(diào)控；

納米復(fù)合膠束表面的弱聚電解質(zhì)單元能夠通過靜電作用吸引帶有相反電荷的蛋白質(zhì)，排斥帶有相同電荷的蛋白，靜電作用的強弱通過調(diào)節(jié)組成單元的含量來調(diào)控；

納米復(fù)合膠束表面的親水單元PEG不僅可以用來穩(wěn)定疏水坍縮后的膠束，也用來穩(wěn)定與蛋白結(jié)合后形成的粒子-蛋白復(fù)合物，另一方面用來分隔疏水部分形成微區(qū)。

本發(fā)明同時提供了疏水-靜電多功能化的納米復(fù)合膠束的制備方法，包括以下步驟：

第1、PCL-b-PEG的制備

聚乙二醇單甲醚(mPEG-OH)與ε-己內(nèi)酯(ε-caprolactone，以下簡稱ε-CL)以1:100的物質(zhì)的量之比溶解在適量重蒸甲苯中，加入一滴催化劑辛酸亞錫(Sn(Oct)₂)，經(jīng)液氮冷凍-抽真空-解凍過程，循環(huán)三次；在107-113℃條件下反應(yīng)12-14h，通過冰乙醚沉淀和真空干燥得到PCL-b-PEG白色粉末；