糖‑血红蛋白纳米粒子的制备方法及用途技术

本发明专利技术公开了一种糖‑血红蛋白纳米粒子的制备方法和用途。所述的糖‑血红蛋白纳米粒子是通过单糖或者双糖的糖醛基和血红蛋白肽链上的氨基酸残基之间的偶联反应制备，可通过疏水作用和静电作用负载抗肿瘤药物，也可在糖‑血红蛋白纳米粒子中以共价键的方式引入荧光素，或者利用京尼平交联的方式在其内引入自荧光发色团。本发明专利技术的糖‑血红蛋白纳米粒子原料易得、来源广泛、制备方式简单，具有良好的生物相容性，生物降解性以及体内靶向性，在药物递送领域具有广泛的应用前景。此外，本发明专利技术的糖‑血红蛋白纳米粒子表现出良好的胶体性质，具有一定的胶体渗透压，且在体毒性低，血浆扩容效果较好，能够作为血浆扩容剂使用。

Preparation and use of sugar hemoglobin nanoparticles

The invention discloses a preparation method and application of sugar hemoglobin nanoparticles. The sugar hemoglobin nanoparticles is the coupling reaction system between the amino acid residues monosaccharide or disaccharide sugar aldehyde and hemoglobin on prepared by hydrophobic interaction and electrostatic interaction load of antitumor drugs, but also in the sugar hemoglobin covalently bonded nanoparticles into fluorescein, or using genipin the way in which the introduction of self fluorescent chromophore. The invention of the sugar hemoglobin nanoparticles easily obtained raw material, wide source, simple preparation method, good biocompatibility, biodegradability and targeting, and has wide application prospect in the field of drug delivery. In addition, the invention of the sugar hemoglobin nanoparticles exhibit good colloidal properties, has certain colloid osmotic pressure, and in the body of low toxicity, good expansion effect can be used as plasma, plasma expander.

【技术实现步骤摘要】
糖-血红蛋白纳米粒子的制备方法及用途
本专利技术属于生物医学材料领域，具体涉及一种糖-血红蛋白纳米粒子的制备方法及用途，特别是涉及通过单糖或者双糖的糖醛基和血红蛋白肽链上的氨基酸残基之间的偶联反应制备出生物相容性好、稳定性高的糖-血红蛋白纳米粒子，以及此糖-血红蛋白纳米粒子在药物递送和血浆扩容领域的应用。
技术介绍
生物医学材料(BiomedicalMaterials)是用于诊断、治疗、修复或替换人体组织、器官或增进其功能的一类高技术新材料。医用高分子材料是生物医学材料中发展最早、应用最广泛、用量最大的材料，它既可以来源于天然产物，又可以人工合成。按照不同的性质，医用高分子材料可分为非降解型和可降解型两类。前者在生物环境中能长期保持稳定，不发生降解、交联或物理磨损等，且本身和少量的降解产物不会对机体产生明显的毒副作用，主要包括聚乙烯、聚丙烯、聚丙烯酸酯、芳香聚酯、聚硅氧烷、聚甲醛等，主要用作人体软、硬组织修复体、人工器官、人造血管、接触镜、膜材、粘接剂和管腔制品等。后者可在生物环境作用下发生结构破坏和性能蜕变，其降解产物能通过正常的新陈代谢被机体吸收利用或排出体外，主要包括蛋白质、线性脂肪族聚酯、甲壳素、纤维素、聚氨基酸、聚乙烯醇、聚己丙酯等，主要用于药物释放和送达载体以及非永久性植入装置。纳米药物递送系统是医用高分子材料发展的一个重要分支，其在提高药物的治疗指数以及安全性等方面颇具潜力，可以通过改善药物的水溶性或稳定性，增强药物疗效、降低药物毒性、延长药物处于稳态血药浓度的时间。此外，纳米药物递送系统还可用于肿瘤的靶向治疗。血红蛋白来源于动物血液，其产量高，生物相容性好，在生物医用材料领域具有潜在价值。作为一种蛋白质材料，其具有以下优势：①从肽链结构分析可知，血红蛋白具有极强的可修饰性，其分子结构中含有多个反应基团，如-NH2，-COOH，-OH，-SH等，可在其内部或者表面引入多种活性小分子或者大分子，选择性的提高血红蛋白的稳定性、靶向性以及体内滞留时间。②血红蛋白具有多样性的药物负载方式，其肽链中含有多个带电荷的氨基酸残基(如赖氨酸、精氨酸、谷氨酸等)，可作为不同药物的结合位点、实现不同方式的药物负载。同时血红蛋白具有不同于其他蛋白质的立体空间结构，其立体构型中包含有四个疏水性“口袋”，可实现对疏水性药物(如紫杉醇、长春新碱等)的高包封率负载。③血红蛋白是体内生物活性肽的“肽库”，分子中存在多种生物活性肽片段，如抗菌肽(α1-23，α107-136，β126-145)、血啡肽(β31-41)、ACE抑制肽(α34-39，β130-135，β64-69)等。糖是人体必需的一种营养素，提供人体生命活动必需的能量。在整个人体系统中，不同部位对于糖的吸收和利用存在一定的差异。由于肿瘤细胞存在异于正常细胞的糖代谢途径，造成肿瘤细胞对葡萄糖的过度吞噬现象。肝实质细胞表面存在特异性的受体蛋白，能特异性的识别含有乳糖基或者半乳糖基的分子；而存在于肝非实质细胞、脾脏内皮细胞的甘露糖受体能识别以甘露糖、岩藻糖以及N-乙酰葡萄糖胺为终端的糖类分子。因此，用糖分子修饰载体体系，不但能提高其生物相容性，而且可以赋予载体系统不同的靶向性能。本专利技术立足于体内递送系统理论，基于血红蛋白和小分子糖，利用化学工程的方法构建了一种糖-血红蛋白纳米粒子，评价了其作为药物载体系统的可行性。结果表明，这种糖-血红蛋白纳米粒子具有很好的生物相容性，生物降解性以及体内靶向性，在药物递送方面具有广泛的应用前景。同时，该体系亦表现出良好的胶体特性，具有一定的胶体渗透压，且在体毒性低，血浆扩容效果好，能够作为血浆扩容剂使用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种具有良好生物相容性和可降解性的糖-血红蛋白纳米粒子。本专利技术的第二个目的是提供一种糖-血红蛋白纳米粒子的制备方法。本专利技术的第三个目的是提供一种糖-血红蛋白纳米粒子在药物递送方面的用途。本专利技术的第四个目的是提供一种糖-血红蛋白纳米粒子作为血浆扩容剂的用途。本专利技术的目的主要通过以下技术方案实现：一种糖-血红蛋白纳米粒子，其特征是通过糖分子上的末端醛基和血红蛋白肽链上的氨基酸残基之间的偶联反应制备，所述的血红蛋白为来源于哺乳动物血液的血红蛋白或血红蛋白脱血红素后得到的珠蛋白，所述的糖为核糖、木糖、阿拉伯糖、葡萄糖、半乳糖、甘露糖或乳糖中的任意一种。本专利技术所述的糖-血红蛋白纳米粒子可通过疏水作用和静电作用负载抗肿瘤药物紫杉醇、阿霉素、长春新碱、甲氨蝶呤、顺铂。本专利技术所述的糖-血红蛋白纳米粒子可在糖-血红蛋白纳米粒子中以共价键的方式引入荧光素，或者利用京尼平交联的方式在其内引入自荧光发色团。一种糖-血红蛋白纳米粒子的制备方法，其特征是将摩尔比为10：1～200：1的糖和血红蛋白溶解于pH＝9～13的缓冲溶液中，37℃搅拌反应30小时，然后加入还原剂终止反应，体系透析、冷冻干燥，即得。所述的还原剂为硼氢化钠或抗坏血酸。一种负载亲水性抗肿瘤药物的糖-血红蛋白纳米粒子的制备方法，其特征是将糖-血红蛋白纳米粒子分散在pH＝9的缓冲溶液中，加入抗肿瘤药物(阿霉素、顺铂)的水溶液，室温搅拌过夜，体系透析，冷冻干燥，即得。一种负载疏水性抗肿瘤药物的糖-血红蛋白纳米粒子的制备方法，其特征是将糖-血红蛋白纳米粒子分散在pH＝9的缓冲溶液中，加入少量二甲基亚砜及疏水性抗肿瘤药物(紫杉醇、甲氨蝶呤、长春新碱)的二甲基亚砜溶液，室温搅拌过夜，体系透析、离心除去不溶物、冷冻干燥，即得。一种键合荧光素的糖-血红蛋白纳米粒子的制备方法，其特征是将糖-血红蛋白纳米粒子分散在pH＝9的缓冲溶液中，加入异硫氰酸荧光素(FITC)的二甲基亚砜溶液，4℃搅拌过夜，体系透析、冷冻干燥，即得。一种京尼平交联的糖-血红蛋白纳米粒子的制备方法，其特征是将糖-血红蛋白纳米粒子分散在pH＝9的缓冲溶液中，选择性加入含有游离氨基的氨基酸溶液，然后加入1～100mM的京尼平溶液，37℃震荡反应24小时，体系透析，冷冻干燥，即得。一种糖-血红蛋白纳米粒子在药物递送领域的应用。一种糖-血红蛋白纳米粒子在制备血浆扩容剂中的应用。与现有技术相比，本专利技术的糖-血红蛋白纳米粒子具有如下的优势：①本专利技术的糖-血红蛋白纳米粒子通过糖分子的糖醛基和血红蛋白肽链上的氨基酸残基之间的偶联反应制备，一方面保留了血红蛋白自身的生物特性，具有良好的生物相容性和生物可降解性；另一方面其表面的糖分子残基可以选择性的被肿瘤细胞识别，通过改变糖分子的种类可以选择性的调节纳米粒子的肿瘤识别性，特异性识别不同种类的肿瘤细胞。②本专利技术的糖-血红蛋白纳米粒子可以通过疏水作用和静电作用负载紫杉醇、阿霉素、长春新碱、甲氨蝶呤、顺铂等抗肿瘤药物，实现药物的有效负载和体内递送。③本专利技术的糖-血红蛋白纳米粒子表现出良好的胶体性质，具有一定的胶体渗透压和扩充血容量作用。④本专利技术的糖-血红蛋白纳米粒子制备方法简单、反应条件温和，且安全无损，提供了一种新的体内递送体系类型以及合成方法，具有广泛的应用前景。附图说明图1为本专利技术实施例3葡萄糖-珠蛋白纳米粒子的原子力显微镜形貌图。图2为本专利技术实施例7核糖-珠蛋白纳米粒子的原子力显微镜形貌图。图3为本专利技术实施例11乳糖-珠蛋白纳米粒子的原子力显微本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种糖‑血红蛋白纳米粒子，其特征是通过糖分子上的末端醛基和血红蛋白肽链上的氨基酸残基之间的偶联反应制备，所述的血红蛋白为来源于哺乳动物血液的血红蛋白或血红蛋白脱血红素后得到的珠蛋白，所述的糖为核糖、木糖、阿拉伯糖、葡萄糖、半乳糖、甘露糖或乳糖中的任意一种。

【技术特征摘要】
1.一种糖-血红蛋白纳米粒子，其特征是通过糖分子上的末端醛基和血红蛋白肽链上的氨基酸残基之间的偶联反应制备，所述的血红蛋白为来源于哺乳动物血液的血红蛋白或血红蛋白脱血红素后得到的珠蛋白，所述的糖为核糖、木糖、阿拉伯糖、葡萄糖、半乳糖、甘露糖或乳糖中的任意一种。2.根据权利要求1所述的糖-血红蛋白纳米粒子，其特征是可通过疏水作用和静电作用负载抗肿瘤药物紫杉醇、阿霉素、长春新碱、甲氨蝶呤、顺铂；也可在糖-血红蛋白纳米粒子中以共价键的方式引入荧光素，或者利用京尼平交联的方式在其内引入自荧光发色团。3.一种糖-血红蛋白纳米粒子的制备方法，其特征是将摩尔比为10：1～200：1的糖和血红蛋白溶解于pH＝9～13的缓冲溶液中，37℃搅拌反应30小时，然后加入还原剂终止反应，体系透析、冷冻干燥，即得，所述的还原剂为硼氢化钠或抗坏血酸。4.一种负载亲水性抗肿瘤药物的糖-血红蛋白纳米粒子的制备方法，其特征是将糖-血红蛋白纳米粒子分散在pH＝9的缓冲溶液中，加入抗肿瘤药物...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘天军，张燕，洪阁，
申请(专利权)人：中国医学科学院生物医学工程研究所，
类型：发明
国别省市：天津,12