一种分子印迹微球及其制备方法以及一种过氧化氢酶抑制剂技术

本发明专利技术提供的制备方法先合成出粒径为100～200nm的纤维状二氧化硅纳米微球，经过氨基化改性后，在微球表面原位聚合包覆一层对过氧化氢酶具有特异性识别和吸附能力的聚多巴胺分子印迹层。该方法所制备的分子印迹微球可以从水溶液中特异性地捕捉过氧化氢酶，并使其失去活性。本发明专利技术合成的过氧化氢酶分子印迹微球可作为过氧化氢酶抑制剂使用，并克服了传统小分子过氧化氢酶抑制剂的低效和复杂的合成步骤等缺陷，有望应用于在癌症治疗中。

Molecularly imprinted microsphere, preparation method thereof and catalase inhibitor

The invention provides a method for producing the first synthesis of size 100 ~ 200nm fibrous silica nanospheres, after modification, the in situ polymerization of microspheres coated polydopamine molecularly imprinted layer with specific recognition and adsorption capacity of catalase. The molecularly imprinted microspheres prepared by the method can specifically capture catalase from aqueous solution and lose its activity. The invention of catalase synthesis of molecularly imprinted microspheres can be used as a catalase inhibitor, and to overcome the traditional small molecule inhibitors of catalase and low complex synthesis steps and other defects, is expected to be applied to in the treatment of cancer.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于高分子生物材料
，具体涉及一种分子印迹微球及其制备方法以及一种过氧化氢酶抑制剂。
技术介绍
近年来，活性氧物种(ROS)在癌症治疗中引起了广泛的关注，因为癌细胞内的ROS浓度很高时，能够诱导癌细胞的衰老和凋亡(P.Huang et al.,Nature Reviews Drug Discovery 2009,8,579.)。细胞内的ROS包括羟基自由基、超氧离子、过氧化氢、单线态氧等等，然而在正常情况下，癌细胞内产生的ROS会被细胞自身的还原系统迅速分解。过氧化氢酶(CAT)就是细胞还原系统中的重要活性成分之一，它能催化过氧化氢分解成水和氧气，从而降低细胞内的ROS水平，有助于癌细胞的生长和增殖。因此，研究人员花费大量精力致力于开发CAT的抑制剂，以抑制或降低其生物活性，从而使癌细胞内可以维持较高的ROS水平，直至癌细胞死亡。到目前为止，已报道的CAT的抑制剂基本都是小分子化合物，如抗坏血酸，3-氨基-1,2,4-三唑等(C.Saha et al.,Plos One 2014,9,102460.)。然而这些小分子药物在体内的循环周期较短、细胞摄入率低，使其在临床应用中受到很大程度上限制(A.Ghorpade et al.,Cell Death and Disease 2013,4,903.)。另一方面，纳米粒子介导调控细胞内ROS水平也被广泛用于癌症治疗研究。这主要是由于纳米粒子具有较长的体内循环周期，并且还可以通过实体瘤的高通透性和滞留效应(EPR)快速穿透细胞膜进入细胞。例如，Nicholas A.Kotov等发现，ZnO微球进入癌细胞后，可以抑制β-半乳糖苷酶的活性，大幅度提高癌细胞内活性氧的浓度，最终导致癌细胞凋亡(N.A.Kotov et al.,ACS Nano 2015,9,9097.)。但纳米粒子介导调控ROS水平的专一性较差，不能在细胞内特定地吸附目标蛋白质，容易引起其他蛋白的失活(P.Baudhuin et al.,Journal of Histochemistry&Cytochemistry 1987,35,1197.)。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术要解决的技术问题在于提供一种分子印迹微球及其制备方法以及一种过氧化氢酶抑制剂，本专利技术提供的分子印迹微球不仅对CAT表现出高的选择性吸附能力，同时还具有抑制CAT生物活性的性能。本专利技术提供了一种分子印迹微球的制备方法，包括以下步骤：A)将环己烷、异丙醇、水、乳化剂、催化剂和前驱体混合得到的乳液体系依次进行加热反应、离心、洗涤、干燥和煅烧，得到单分散纤维状二氧化硅微球；B)将所述单分散纤维状二氧化硅微球、3-氨丙基三乙氧基硅烷和甲苯混合进行加热反应，得到氨基功能化的二氧化硅微球；C)将所述氨基功能化的二氧化硅微球、弱碱性的缓冲溶液、过氧化氢酶和多巴胺混合，进行聚合反应后离心洗涤，得到分子印迹微球。优选的，所述乳化剂为十六烷基三甲基溴化铵，所述前驱体为正硅酸四乙酯，所述催化剂为尿素。优选的，所述乳化剂、催化剂、水、前驱体、异丙醇和环己烷的摩尔比为0.28:1:167:(28～40):1.31:(0.67～1.78)。优选的，步骤A)中，所述加热反应的温度为65～80℃，所述加热反应的时间为12～16小时。优选的，所述煅烧的温度为350～600℃，所述煅烧的时间为2～8小时。优选的，所述单分散纤维状二氧化硅微球与3-氨丙基三乙氧基硅烷的质量比为(0.5～6)：1。优选的，步骤B)中，所述加热反应的温度为80～115℃，所述加热反应的时间为12～24h。优选的，所述氨基功能化的二氧化硅微球与多巴胺的质量比为(0.15～1.5)：1。本专利技术还提供了一种上述制备方法制备得到的分子印迹微球。本专利技术还提供了一种过氧化氢酶抑制剂，所述过氧化氢酶抑制剂包括上述制备方法制备得到的分子印迹微球或上述分子印迹微球。与现有技术相比，本专利技术提供了一种分子印迹微球的制备方法，包括以下步骤：A)将环己烷、异丙醇、水、乳化剂、催化剂和前驱体混合得到的乳液体系依次进行加热反应、离心、洗涤、干燥和煅烧，得到单分散纤维状二氧化硅微球；B)将所述单分散纤维状二氧化硅微球、3-氨丙基三乙氧基硅烷和甲苯混合进行加热反应，得到氨基功能化的二氧化硅微球；C)将所述氨基功能化的二氧化硅微球、弱碱性的缓冲溶液、过氧化氢酶和多巴胺混合，进行聚合反应后离心洗涤，得到分子印迹微球。本专利技术提供的制备方法先合成出粒径为100～200nm的纤维状二氧化硅纳米微球，经过氨基化改性后，在微球表面原位聚合包覆一层对过氧化氢酶具有特异性识别和吸附能力的聚多巴胺分子印迹层。该方法所制备的分子印迹微球可以从水溶液中特异性地捕捉过氧化氢酶，并使其失去活性。本专利技术合成的过氧化氢酶分子印迹微球可作为过氧化氢酶抑制剂使用，并克服了传统小分子过氧化氢酶抑制剂的低效和复杂的合成步骤等缺陷，有望应用于在癌症治疗中。附图说明图1为实施例1制备的具有纤维状结构的二氧化硅微球(F-SiO2)的TEM照片；图2为实施例1制备的F-SiO2微球，氨基修饰F-SiO2微球(F-SiO2-NH2)和MIP-F-SiO2微球的红外光谱图；图3为实施例1制备的分子印迹微球的TEM照片；图4为实施例2制备的具有纤维状结构的二氧化硅微球(F-SiO2)的TEM照片；图5为实施例2制备的分子印迹微球的TEM照片；图6为实施例3制备的具有纤维状结构的二氧化硅微球(F-SiO2)的TEM照片；图7为实施例3制备的分子印迹微球的TEM照片；图8为实施例1制备的MIP-F-SiO2和NIP-F-SiO2微球对CAT,HRP和BHb的吸附性能；图9为MIP-F-SiO2和NIP-F-SiO2微球对CAT活性的影响。具体实施方式本专利技术提供了一种分子印迹微球的制备方法，包括以下步骤：A)将环己烷、异丙醇、水、乳化剂、催化剂和前驱体混合得到的乳液体系依次进行加热反应、离心、洗涤、干燥和煅烧，得到单分散纤维状二氧化硅微球；B)将所述单分散纤维状二氧化硅微球、3-氨丙基三乙氧基硅烷和甲苯混合进行加热反应，得到氨基功能化的二氧化硅微球；C)将所述氨基功能化的二氧化硅微球、弱碱性的缓冲溶液、过氧化氢酶和多巴胺混合，进行聚合反应后离心洗涤，得到分子印迹微球。本专利技术首先将环己烷、异丙醇、水、乳化剂、催化剂和前驱体混合，得到乳液体系。其中，乳化剂为十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)，所述前驱体为正硅酸四乙酯(TEOS)，所述催化剂为尿素。所述乳化剂、催化剂、水、前驱体、异丙醇和环己烷的摩尔比为0.28:1:167:(28～40):1.31:(0.67～1.78)，优选为0.28:1:167:(30～38):1.31:(0.8～1.5)，更优选为0.28:1:167:(32～36):1.31:(1.0～1.3)。本专利技术对所述混合的顺序并没有特殊限制，优选按照如下方法进行混合：将乳化剂和催化剂溶解于去离子水中，再加入环己烷、异丙醇和前驱体混合，得到乳液体系。得到乳液体系后，将所述乳液体系依次进行加热反应、离心、洗涤、干燥和煅烧，得到单分散纤维状二氧化硅微球。在本专利技术中，所述加热反应的温度为65～80℃，所述加热反应的时间为12～16小时。加热反应后本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种分子印迹微球的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：A)将环己烷、异丙醇、水、乳化剂、催化剂和前驱体混合得到的乳液体系依次进行加热反应、离心、洗涤、干燥和煅烧，得到单分散纤维状二氧化硅微球；B)将所述单分散纤维状二氧化硅微球、3‑氨丙基三乙氧基硅烷和甲苯混合进行加热反应，得到氨基功能化的二氧化硅微球；C)将所述氨基功能化的二氧化硅微球、弱碱性的缓冲溶液、过氧化氢酶和多巴胺混合，进行聚合反应后离心洗涤，得到分子印迹微球。

【技术特征摘要】
1.一种分子印迹微球的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：A)将环己烷、异丙醇、水、乳化剂、催化剂和前驱体混合得到的乳液体系依次进行加热反应、离心、洗涤、干燥和煅烧，得到单分散纤维状二氧化硅微球；B)将所述单分散纤维状二氧化硅微球、3-氨丙基三乙氧基硅烷和甲苯混合进行加热反应，得到氨基功能化的二氧化硅微球；C)将所述氨基功能化的二氧化硅微球、弱碱性的缓冲溶液、过氧化氢酶和多巴胺混合，进行聚合反应后离心洗涤，得到分子印迹微球。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述乳化剂为十六烷基三甲基溴化铵，所述前驱体为正硅酸四乙酯，所述催化剂为尿素。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述乳化剂、催化剂、水、前驱体、异丙醇和环己烷的摩尔比为0.28:1:167:(28～40):1.31:(0.67～1.78)。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤A)...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪谟贞，陈金星，葛学武，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：发明
国别省市：安徽;34