一种具有核-壳结构的蛋白质-多糖自组装纳米凝胶及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种具有核‑壳结构的蛋白质‑多糖自组装纳米凝胶及其制备方法和应用。该纳米凝胶以天然高分子蛋白质与多糖为原料，通过简单自组装形成具有核‑壳结构的纳米凝胶。该纳米凝胶以蛋白质为内核，多糖为外壳。其制备方法主要利用蛋白质与多糖之间的静电作用以及蛋白质的凝胶化性质。该纳米凝胶适合作为多种疏水小分子抗癌药物的载体，可以在形成凝胶的过程中将小分子药物包埋其中，得到负载抗癌药物的纳米凝胶。

【技术实现步骤摘要】
一种具有核-壳结构的蛋白质-多糖自组装纳米凝胶及其制备方法与应用
本专利技术涉及一种具有核-壳结构的蛋白质-多糖自组装纳米凝胶及其制备方法和应用，属于生物材料领域。
技术介绍
随着纳米技术的飞速发展，纳米药物递送系统在恶性肿瘤的诊断和治疗方面取得了很多重大突破。纳米药物递送系统(nanoparticledrugdeliverysystem)是指以天然高分子或合成高分子材料作为载体，通过共价偶联、包裹、吸附等作用包载药物，形成粒径尺寸在1～1000nm之间的颗粒。与传统药物相比，纳米药物递送系统能提高药物稳定性，延长药物在体内滞留时间，并具有靶向递送和控释缓释特性，从而降低药物毒副性并提高疗效。目前，人们不断尝试各种材料作为药物递送的载体，设计出各类功能型纳米药物载体以实现肿瘤的靶向治疗。其中，天然高分子材料由于其生物相容性好、营养价值高、来源丰富、容易获取、与药物亲和能力强，已成为制备药物载体的优良材料。而蛋白质与多糖作为常见的天然高分子材料，受到研究者的广泛关注。蛋白质是一类由氨基酸单元连接组成的高度复杂的生物大分子，广泛存在于各种生物体中。目前用于药物载体的蛋白质主要有：动物蛋白(胶原蛋白、酪蛋白、乳清蛋白、丝蛋白、白蛋白等)和植物蛋白(玉米醇溶蛋白、麦醇溶蛋白、凝集素、大豆分离蛋白等)。大量研究表明蛋白质纳米载体能高效包埋药物和其它活性物质，是优良的纳米载体。首先，蛋白质是两性电解质，通过调节溶液pH改变蛋白质带电情况，从而与亲水活性药物发生静电相互作用，实现有效包埋；其次，蛋白质含有许多疏水基团，疏水活性药物通过疏水相互作用与蛋白质结合；最后，蛋白质的空间三维网状结构更易于包埋和保护药物。多糖是一类由糖单元连接组成的生物大分子，来源十分广泛，主要有：植物类(果胶、纤维素等)、海藻类(海藻酸钠等)、微生物类(普鲁兰多糖、黄原胶等)和动物类(壳聚糖、肝素等)。按聚电解质划分，多糖可分为聚电解质多糖和中性多糖，前者可分为阴离子多糖(海藻酸钠、果胶等)和阳离子多糖(壳聚糖)。多糖结构中富含众多的活泼基团，如羟基(-OH)、羧基(-COOH)、氨基(-NH2)等。一方面，这些基团具有亲水性，可与生物组织(上皮细胞、黏膜等)形成非共价键合的氢键，产生黏附作用。利用黏附性多糖构建的纳米载药体系，可以降低给药环境对载药体系的排空，延长在吸收部位的滞留时间，从而提高药物的吸收。另一方面，这些基团很容易进行生化修饰和改性，得到多种活性多糖衍生物。目前，各种多糖及多糖衍生物已被广泛用于纳米载药体系。因此，利用蛋白质与多糖自组装制备稳定的纳米凝胶用于药物递送具有非常大的应用前景。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种具有核-壳结构的蛋白质-多糖自组装纳米凝胶。本专利技术的另一目的在于提供上述具有核-壳结构的蛋白质-多糖自组装纳米凝胶的制备方法。本专利技术的再一目的在于提供上述具有核-壳结构的蛋白质-多糖自组装纳米凝胶的应用。本专利技术所提供的一种具有核-壳结构的蛋白质-多糖纳米凝胶，是以多糖及蛋白质为原料，通过简单自组装形成的以多糖为外壳，蛋白质为内核的具有交联网络结构的纳米凝胶。所述的一种具有核-壳结构的蛋白质-多糖纳米凝胶，其制备方法包括以下步骤：(1)蛋白质溶液的配制：将蛋白质溶解在去离子水中，使其浓度为0.5mg/mL，调节溶液pH，使pH值小于蛋白质等电点，搅拌1h；(2)多糖溶液的配制：将多糖溶解在去离子水中，使其浓度为1mg/mL，搅拌1h；(3)蛋白质-多糖复合溶液的配制：将配制好的多糖溶液在磁力搅拌下缓慢滴加到蛋白质溶液中，搅拌2h；(4)纳米凝胶的制备:调节蛋白质-多糖复合溶液的pH至蛋白质等电点，水浴加热，即可得到均匀分散的纳米凝胶溶液，冷冻干燥得到固体粉末。所述的一种具有核-壳结构的蛋白质-多糖纳米凝胶可以通过静电作用及疏水作用包埋各种疏水的小分子抗癌药物。本专利技术的优点：(1)利用天然高分子蛋白质及多糖作为原料，所制备的纳米凝胶生物相容性好，安全无毒，是一种优良的药物载体；(2)制备的纳米凝胶可以通过静电及疏水作用包埋小分子抗癌药物，为小分子药物递送提供了一种新的思路；(3)制备方法简单易行，制备过程中没有使用对人体和环境有害的化学试剂，绿色环保。附图说明图1.利用牛血清白蛋白与羧甲基纤维素钠制备纳米凝胶的TEM照片；图2.利用牛血清白蛋白与羧甲基纤维素钠制备纳米凝胶的粒径分布；图3.利用牛血清白蛋白与羧甲基纤维素钠制备纳米凝胶的稳定性。具体实施方式下面给出的实例对本专利技术进行具体描述，但不限制本专利技术，本专利技术的范围由权利要求限定。实施例1：牛血清白蛋白与羧甲基纤维素钠自组装形成纳米凝胶(1)将牛血清白蛋白和羧甲基纤维素钠分别溶解在去离子水中，使其浓度分别为0.5mg/mL和1mg/mL，调节牛血清白蛋白溶液的pH至3.0。将溶解好的羧甲基纤维素钠溶液在磁力搅拌下缓慢滴加到牛血清白蛋白溶液中，使牛血清白蛋白与羧甲基纤维素钠的质量比为4:1，并搅拌2h；(2)用NaOH(0.5mol/L)与HCl(1mol/L)调节牛血清白蛋白与羧甲基纤维素钠混合溶液的pH值到5.0；随后，置于70℃水浴中加热60min，即可得到具均匀分散的纳米凝胶溶液，冷冻干燥，得到纳米凝胶固体粉末。实施例2：转铁蛋白与羧甲基纤维素钠自组装形成纳米凝胶(1)将转铁蛋白和羧甲基纤维素钠分别溶解在去离子水中，使其浓度分别为0.5mg/mL和1mg/mL，调节转铁蛋白溶液的pH至4.0。将溶解好的羧甲基纤维素钠溶液在磁力搅拌下缓慢滴加到牛血清白蛋白溶液中，使牛血清白蛋白与羧甲基纤维素钠的质量比为5:1，并搅拌2h；(2)用NaOH(0.5mol/L)与HCl(1mol/L)调节牛血清白蛋白与羧甲基纤维素钠混合溶液的pH值到5.9；随后，置于70℃水浴中加热60min，即可得到具均匀分散的纳米凝胶溶液，冷冻干燥，得到纳米凝胶固体粉末。实施例3：低密度脂蛋白与羧甲基纤维素钠自组装形成纳米凝胶(1)将低密度脂蛋白和羧甲基纤维素钠分别溶解在去离子水中，使其浓度分别为0.5mg/mL和1mg/mL，调节低密度脂蛋白的pH至5.0。将溶解好的羧甲基纤维素钠溶液在磁力搅拌下缓慢滴加到低密度脂蛋白溶液中，使低密度脂蛋白与羧甲基纤维素钠的质量比为4:1，并搅拌2h；(2)用NaOH(0.5mol/L)与HCl(1mol/L)调节牛血清白蛋白与羧甲基纤维素钠混合溶液的pH值到6.8；随后，置于70℃水浴中加热60min，即可得到具均匀分散的纳米凝胶溶液，冷冻干燥，得到纳米凝胶固体粉末。实施例4：牛血清白蛋白与海藻酸钠自组装形成纳米凝胶(1)将牛血清白蛋白和海藻酸钠分别溶解在去离子水中，使其浓度分别为0.5mg/mL和1mg/mL，调节牛血清白蛋白溶液的pH至3.0。将溶解好的海藻酸钠溶液在磁力搅拌下缓慢滴加到牛血清白蛋白溶液中，使牛血清白蛋白与海藻酸钠的质量比为4:1，并搅拌2h；(2)用NaOH(0.5mol/L)与HCl(1mol/L)调节牛血清白蛋白与海藻酸钠混合溶液的pH值到5.0；随后，置于70℃水浴中加热60min，即可得到具均匀分散的纳米凝胶溶液，冷冻干燥，得到纳米凝胶固体粉末。实施例5：牛血清白蛋白与果胶自组装形成纳米凝胶(1)将牛血清白蛋白本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有核‑壳结构的蛋白质‑多糖自组装纳米凝胶，其特征在于，以蛋白质与多糖为原料，通过简单自组装形成以多糖为外壳，蛋白质为内核的具有交联网络结构的纳米凝胶。

【技术特征摘要】
1.一种具有核-壳结构的蛋白质-多糖自组装纳米凝胶，其特征在于，以蛋白质与多糖为原料，通过简单自组装形成以多糖为外壳，蛋白质为内核的具有交联网络结构的纳米凝胶。2.根据权利要求1所述的一种具有核-壳结构的蛋白质-多糖自组装纳米凝胶，其特征在于，所述的蛋白质为白蛋白、转铁蛋白、低密度脂蛋白；所述的多糖为羧甲基纤维素钠、海藻酸钠、果胶或者其它带负电荷水溶性多糖。3.根据权利要求2所述的一种具有核-壳结构的蛋白质-多糖自组装纳米凝胶，其制备方法包括以下步骤：(1)蛋白质溶液的配制：将蛋白质溶解在去离子水中，使其浓度为0.5mg/mL，调节溶液pH，使pH值小于蛋白质等电点，搅拌1h；(2)多糖溶液的配制：将多糖溶解在去离子水中，使其浓度为1mg/mL，搅拌1h；(3)蛋白质-多糖复合溶液的配制：将配制好的多糖溶液在磁力搅拌下缓慢滴加到蛋白质溶液中，搅拌2h；(4)...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷建都，刘刻峰，何静，
申请(专利权)人：北京林业大学，
类型：发明
国别省市：北京,11