杂交蛋白纳米氧载体及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种杂交蛋白纳米氧载体及其制备方法和应用，涉及氧载体技术领域，主要由血红蛋白和血清白蛋白通过二硫键共价结合而成，其尺寸为20‑200纳米，缓解了现有人工氧载体在体内稳定性差，且可能存在副作用的技术问题，通过血清白蛋白与血红蛋白通过二硫键共价结合，使得血红蛋白得到保护，在体内具有良好的生物相容性和载氧稳定性，能够高效地为机体输送氧气，且不会引起交叉感染和凝集反应，无副作用的技术效果。另外，本发明专利技术提供的杂交蛋白纳米氧载体结构稳定，能够大规模合成，储存时间超过两年，便于推广和应用。

Hybrid protein nano oxygen carrier and preparation method and application thereof

The invention provides a hybrid protein nanoscale carrier and its preparation method and application, relating to the field of oxygen carrier technology, mainly composed of hemoglobin and serum albumin covalently combined with two sulfur bonds, with a size of 20 and 200 nanometers, which alleviates the poor stability of existing artificial oxygen carriers in the body and may have side effects. With the combination of serum albumin and hemoglobin through two sulfur bonds, the hemoglobin is protected. It has good biocompatibility and oxygen carrying stability in the body. It can efficiently transport oxygen to the body, and does not cause cross infection and agglutination, without side effects. In addition, the hybrid protein nano oxygen carrier provided by the invention has stable structure, large scale synthesis and storage time for more than two years, and is convenient for popularization and application.

【技术实现步骤摘要】
杂交蛋白纳米氧载体及其制备方法和应用
本专利技术涉及氧载体
，尤其是涉及一种杂交蛋白纳米氧载体及其制备方法和应用。
技术介绍
临床输血作为一种生命救治的重要手段，在临床手术、抗灾及战伤救治中应用广泛，但目前输血仍存在诸多问题：1.血液可能携带病原体(肝炎病毒、HIV等)，一些疾病可能通过输血传播；2.血型不匹配导致凝集效应，可威胁被输血人的生命；3.血液来源短缺；4.血液的储存时间短，限制了其对急重症病人的救治和在紧急突发时间环境下的应用。近年来，纳米技术使人工氧载体得到快速发展，引起人们广泛关注，人工氧载体是具有载氧功能的纳米/微米尺寸颗粒，可大规模合成，并且不会导致交叉感染和凝集反应。目前，临床上已经有多种人工氧载体产品作为血液代用品得到应用，这些人工氧载体包括全氟碳化合物、聚血红蛋白、交联血红蛋白、血红蛋白脂质体等，但是全氟碳化合物需冷藏储存，在输注时必须同时吸入95％以上浓度的高氧，且生物半衰期比较短，存在严重副作用。聚血红蛋白与交联血红蛋白，由于血红蛋白分子没有其他分子保护，不易维持血红蛋白在体内的功能稳定性，容易引起肾毒性。血红蛋白脂质体在体内的结构稳定性较差，所包裹血红蛋白易泄露。有鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
本专利技术的目的之一在于提供一种杂交蛋白纳米氧载体，缓解现有人工氧载体在体内稳定性差，且可能存在副作用的技术问题。本专利技术提供的杂交蛋白纳米氧载体主要由血红蛋白和血清白蛋白通过二硫键共价结合而成，其尺寸为20-200纳米。进一步的，所述血红蛋白来源于动物，优选地，所述血红蛋白来源于人、牛或猪；优选地，血清白蛋白来源于动物或采用生物发酵方式获得，进一步的优选地，述血清白蛋白来源于人或牛，更进一步优选地，所述血清白蛋白为生物发酵方式获得的重组人血清白蛋白。本专利技术的目的之二在于提供上述杂交蛋白纳米氧载体的制备方法，包括如下步骤：(a)将还原剂与血清白蛋白混合，进行还原反应，得到还原型血清白蛋白；(b)将还原型血清白蛋白与血红蛋白混合均质，即制得杂交蛋白纳米氧载体。进一步的，所述还原剂选自谷胱甘肽、二硫苏糖醇、半胱氨酸或同型半胱氨酸中的至少一种。进一步的，血红蛋白与血清白蛋白的质量比为1：(2-50)，优选为1：(3-15)，更优选为1：(5-10)。进一步的，血清白蛋白与还原剂的质量比为1：(0.1-1)，优选为1：(0.15-0.5)，更优选为1：(0.15-0.3)。进一步的，在步骤(b)中，还原型血清白蛋白与血红蛋白的混合溶液的pH值为7-9；优选地，混合均质时间为10-180分钟；优选地，还原型血清白蛋白的浓度为0.5-3％。进一步的，在步骤(b)中，先将还原型血清白蛋白与血红蛋白混合均质，然后加入沉淀剂混合均匀，最后通过真空干燥、超滤或透析将沉淀剂和游离蛋白去除，即可制得杂交蛋白纳米氧载体；优选地，所述沉淀剂为无水低碳醇，更优选地，所述沉淀剂为无水乙醇。进一步的，还原型血清白蛋白和血红蛋白混合溶液与沉淀剂的体积比为1：(1-2.5)；优选地，沉淀剂与还原型血清白蛋白和血红细胞混合溶液的混合时间为0.5-12小时。本专利技术的目的之三在于提供上述杂交蛋白纳米氧载体在制备血液代用品中的应用。本专利技术提供的杂交蛋白纳米氧载体通过血清白蛋白与血红蛋白通过二硫键共价结合，使得血红蛋白得到的保护，在体内具有良好的生物相容性和载氧稳定性，能够高效地为机体输送氧气，且不会引起交叉感染和凝集反应，无副作用。另外本专利技术提供的杂交蛋白纳米氧载体结构稳定，能够大规模合成，储存时间超过两年，便于推广和应用。本专利技术提供的杂交蛋白纳米氧载体的制备方法简便易行，便于操作推广，适用于大规模制备。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例7提供的杂交蛋白纳米氧载体溶液在试管中的状态图；图2为实施例7提供的杂交蛋白纳米氧载体溶液的粒径分布图；图3为氧饱和的杂交蛋白纳米氧载体和血红蛋白在无氧水中的氧气释放曲线。具体实施方式下面将对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。根据本专利技术的第一方面，本专利技术提供了一种杂交蛋白纳米氧载体，主要由血红蛋白和血清白蛋白通过二硫键共价结合而成，其尺寸为20-200纳米。本专利技术提供的杂交蛋白纳米氧载体通过血清白蛋白与血红蛋白通过二硫键共价结合，使得血红蛋白得到的保护，在体内具有良好的生物相容性和载氧稳定性，能够高效地为机体输送氧气，且不会引起交叉感染和凝集反应，无副作用。另外本专利技术提供的杂交蛋白纳米氧载体结构稳定，能够大规模合成，储存时间超过两年，便于推广和应用。本专利技术提供的杂交蛋白纳米氧载体的尺寸为20-200纳米，以利于其在体内稳定传输，延长其在体内的循环时间。本专利技术提供的杂交蛋白纳米氧载体采用血清白蛋白和血红蛋白通过二硫键共价结合而成，无红细胞表面抗原决定簇，可排除适配血型之麻烦，避免凝集效应，同时也避免了病原微生物污染血源和进一步交叉感染，而且不用依赖供血人群，来源广泛，取材方便，能够保障充足供应，能够进行大规模生产，满足人们对供氧血液代用品的需求。在本专利技术的一种优选实施方式中，血红蛋白来源于动物，优选地，所述血红蛋白来源于人、牛或猪；优选地，血清白蛋白来源于动物或采用生物发酵方式获得，进一步优选地，所述血清白蛋白来源于人和牛，更进一步优选地，所述血清白蛋白为生物发酵方式获得的重组人血清白蛋白。血红蛋白来源动物，能够从动物血液中提取得到，当血红蛋白从人、牛和猪等动物血液中进行提取时，所制成的杂交蛋白纳米氧载体在体内的稳定性更佳。血红蛋白包括血红蛋白及其类似物分子，血红蛋白原料包括HbA、HbA2、HbF等亚型。血清白蛋白从动物血液中提取得到或通过生物发酵方式获得。当血清白蛋白为从人、牛等动物血液中提取得到的血清白蛋白时，所制成的杂交蛋白纳米氧载体的体内稳定性更好，当血清白蛋白为采用生物发酵方式获得的重组人血清白蛋白时，所制成的杂交蛋白纳米氧载体的体内稳定性更佳。根据本专利技术的第二方面，本专利技术提供了上述杂交蛋白纳米氧载体的制备方法，包括如下步骤：(a)将还原剂与血清白蛋白混合，进行还原反应，得到还原型血清白蛋白；(b)将还原型血清白蛋白与血红蛋白混合均质，即制得杂交蛋白纳米氧载体。本专利技术提供的杂交蛋白纳米氧载体的制备方法简便易行，便于操作推广，适用于大规模制备。在步骤(a)中，通过还原剂与血清白蛋白进行还原反应，将血清白蛋白分子内部的二硫键断开，得到无规状态的还原型血清白蛋白分子。在步骤(b)中，还原型血清白蛋白分子与血红蛋白的游离巯基发生交联，重构成分子间二硫键，形成杂交蛋白纳米氧载体。在本专利技术中，混合均质指的是混合后再进行均质。在本专利技术的一种典型但非限制性的实施方式中，还原剂选自谷胱甘肽、二硫苏糖醇、半胱氨酸或同型半胱氨酸中的至少一种。在专利技术的典型但非限本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种杂交蛋白纳米氧载体，其特征在于，主要由血红蛋白和血清白蛋白通过二硫键共价结合而成，其尺寸为20‑200纳米。

【技术特征摘要】
1.一种杂交蛋白纳米氧载体，其特征在于，主要由血红蛋白和血清白蛋白通过二硫键共价结合而成，其尺寸为20-200纳米。2.根据权利要求1所述的杂交蛋白纳米氧载体，其特征在于，所述血红蛋白来源于的动物，优选地，所述血红蛋白来源于人、牛或猪；优选地，所述血清蛋白来源于动物，进一步优选地，所述血清白蛋白来源于人或牛，更进一步优选地，所述血清白蛋白为生物发酵方式获得的重组人血清白蛋白。3.根据权利要求1或2所述的杂交蛋白纳米氧载体的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(a)将还原剂与血清白蛋白混合，进行还原反应，得到还原型血清白蛋白；(b)将还原型血清白蛋白与血红蛋白混合均质，即制得杂交蛋白纳米氧载体。4.根据权利要求3所述的杂交蛋白纳米氧载体的制备方法，其特征在于，所述还原剂选自谷胱甘肽、二硫苏糖醇、半胱氨酸或同型半胱氨酸中的至少一种。5.根据权利要求3所述的杂交蛋白纳米氧载体的制备方法，其特征在于，血红蛋白与血清白蛋白的质量比为1：(2-50)，优选为1：(3-15)，更优选为1：(5-10)。6.根据权利要求3所述的杂交蛋白纳米氧载体的制...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡林涛，罗震宇，郑明彬，陈志宽，田浩，陈泽，
申请(专利权)人：深圳先进技术研究院，
类型：发明
国别省市：广东,44