一种表面功能化的纳米粒子及其制备方法以及DNA释放载体技术

本发明专利技术公开一种表面功能化的纳米粒子及其制备方法以及DNA释放载体，所述表面功能化的纳米粒子包括Fe3O4磁性纳米粒子以及包覆于所述Fe3O4磁性纳米粒子表面的米糠多糖包覆层，所述米糠多糖包覆层由羧甲基化米糠多糖或醚化米糠多糖形成。本发明专利技术通过羧甲基化米糠多糖或醚化米糠多糖形成的米糠多糖包覆层对Fe3O4磁性纳米粒子的表面进行功能化修饰，改善了Fe3O4磁性纳米粒子的稳定性，从而不易团聚、不易氧化，且磁性特性可长时间保持而易于长时间保存。

A Surface Functionalized Nanoparticle and Its Preparation Method and DNA Release Vector

The invention discloses a surface functionalized nanoparticle, a preparation method and a DNA release carrier. The surface functionalized nanoparticle includes a Fe3O4 magnetic nanoparticle and a rice bran polysaccharide coating layer coated on the surface of the Fe3O4 magnetic nanoparticle. The rice bran polysaccharide coating layer is formed by carboxymethylated rice bran polysaccharide or etherified rice bran polysaccharide. The rice bran polysaccharide coating layer formed by carboxymethylated rice bran polysaccharide or etherified rice bran polysaccharide modifies the surface of Fe3O4 magnetic nanoparticles, improves the stability of Fe3O4 magnetic nanoparticles, so that it is not easy to agglomerate and oxidize, and the magnetic properties can be maintained for a long time and preserved for a long time.

【技术实现步骤摘要】
一种表面功能化的纳米粒子及其制备方法以及DNA释放载体
本专利技术涉及生物医药
，特别涉及一种表面功能化的纳米粒子及其制备方法以及DNA释放载体。
技术介绍
基因治疗是指将DNA等外源性核酸注入细胞(转染)，从而对疾病起到预防和治疗效果的方法。近年来，基因治疗作为一种很有前景的治疗手段，受到人们越来越多的关注。脱氧核糖核酸(DNA)分子量大且容易降解，带有负电荷，与细胞膜有排斥作用，且裸DNA在核酸酶的作用下会迅速水解。所以，有效基因载体的开发对基因治疗的发展有重大意义。近年来，纳米技术受到人们的广泛关注，各类学科交叉渗透、相互交融，纳米技术不断取得突破性的进展，这使得纳米生物技术逐渐成为国际生物
的热点之一。纳米生物材料在生物学上有许多良好的特性，因此成为具有靶向性、制备高效的基因治疗载体的良好介质，磁性纳米颗粒就是其中极具运用前景的技术之一。目前国内的无机磁性纳米颗粒种类繁多，其中比较常用的包括氮化铁类(Fe4N)、铁氧体类(CoFe2O4、BaFe12O19)、氧化铁类(λ-Fe2O3、Fe3O4)、二氧化铬类(CrO2)和金属合金类(Fe，Co，Ni)等，而Fe3O4是应用最为广泛的磁性颗粒之一，通过共沉淀法或氧化共沉淀法很容易在水溶液中制备出Fe3O4磁性颗粒，并且可以通过调节反应条件控制其形状、组成和粒度，制备出的Fe3O4磁性纳米颗粒大小从几十到几百纳米不等。但是，目前制得的Fe3O4磁性纳米颗粒普遍存在经过长时间放置后其稳定性降低而易团聚，导致失去物理和化学特性的问题，使得其应用于基因载体时对DNA的缩合能力不佳。
技术实现思路
本专利技术的主要目的是提出一种表面功能化的纳米粒子及其制备方法以及DNA释放载体，旨在改善Fe3O4磁性纳米颗粒的稳定性，同时能与DNA结合。为实现上述目的，本专利技术提出一种表面功能化的纳米粒子，包括Fe3O4磁性纳米粒子以及包覆于所述Fe3O4磁性纳米粒子表面的米糠多糖包覆层，所述米糠多糖包覆层的成分为羧甲基化米糠多糖或醚化米糠多糖。本专利技术还提出一种如上所述的表面功能化的纳米粒子的制备方法，包括以下步骤：采用共沉淀法制备Fe3O4磁性纳米粒子，得Fe3O4磁珠；对米糠多糖进行羧甲基化或醚化处理并制成包覆层溶液；将所述Fe3O4磁珠分散于所述包覆层溶液中后，在38～42℃下加入硫酸钠溶液后通入氮气反应3.5～4.5h，然后用磁石分离产物并洗涤，得表面功能化的纳米粒子。优选地，所述米糠多糖包覆层的成分为羧甲基化米糠多糖，且对米糠多糖进行羧甲基化或醚化处理并制成包覆层溶液的步骤，包括：将米糠多糖溶解于氢氧化钠溶液中后，在搅拌作用下加入氯乙酸，然后在55～65℃温度下反应2.5～3.5h，得产物溶液；将所述产物溶液冷却至室温后，采用冰乙酸调节pH值至6.5～7.5，然后抽滤并对滤液进行流水透析60～84h，收集截留液进行浓缩，得羧甲基化米糠多糖溶液。优选地，将米糠多糖溶解于氢氧化钠溶液中后，在搅拌作用下加入氯乙酸，然后在55～65℃温度下反应2.5～3.5h，得产物溶液的步骤中：所述米糠多糖与所述氯乙酸的质量比为2：(5～6)。优选地，所述米糠多糖包覆层的成分为醚化米糠多糖，且对米糠多糖进行羧甲基化或醚化处理并制成包覆层溶液的步骤，包括：将米糠多糖溶解于pH值为9.5～10.5的水溶液中后，再加入醚化剂，在40～50℃温度下反应2.5～3.5h，得反应溶液；对所述反应溶液进行抽滤并收集固体产物，经过洗涤和干燥后获得醚化米糠多糖；将所述醚化米糠多糖加入水中，在室温下搅拌至溶解，然后离心取上清液，得醚化米糠多糖溶液。优选地，将米糠多糖溶解于pH值为9.5～10.5的水溶液中后，再加入醚化剂，在40～50℃温度下反应2.5～3.5h，得反应溶液的步骤中：所述醚化剂为3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵，所述米糠多糖与所述醚化剂的质量比为1：(1～1.5)。优选地，采用共沉淀法制备Fe3O4磁性纳米粒子，得Fe3O4磁珠的步骤包括：将七水硫酸亚铁和六水合氯化铁加入到水中进行搅拌，得混合物；将所述混合物加热至55～65℃后，加入氨水调节至pH值为7.0～8.5，然后在不断通入氮气的条件下保温反应2～4h，反应完毕后用磁石分离出磁性纳米粒子并洗涤，得Fe3O4磁珠。优选地，将七水硫酸亚铁和六水合氯化铁加入到水中进行搅拌，得混合物的步骤中：所述七水硫酸亚铁与所述六水合氯化铁的摩尔比为3：(1.5～2.5)。本专利技术还提出一种DNA释放载体，所述DNA释放载体包括如上所述的表面功能化的纳米粒子。本专利技术提供的技术方案中，在Fe3O4磁性纳米粒子表面包覆米糠多糖包覆层，通过羧甲基化米糠多糖或醚化米糠多糖形成的米糠多糖包覆层对Fe3O4磁性纳米粒子的表面进行功能化修饰，改善了Fe3O4磁性纳米粒子的稳定性，从而不易团聚、不易氧化，且磁性特性可长时间保持而易于长时间保存。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅为本专利技术的一些实施例，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相关的附图。图1为本专利技术提供的表面功能化的纳米粒子的制备方法的一实施例的流程示意图；图2为各实施例制备的表面功能化的纳米粒子的红外光谱图；图3至6为各实施例制备的表面功能化的纳米粒子采用琼脂糖凝胶电泳测试的结果图。本专利技术目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。Fe3O4磁性纳米颗粒作为其中应用最为广泛的磁性颗粒之一，在应用于基因载体的实际应用中，存在以下缺点：(1)大多Fe3O4磁性纳米颗粒经过长时间放置后，稳定性会降低、易团聚，从而失去其物理和化学特性；(2)表面功能化较为复杂，多采用反应步骤繁琐的接枝反应，导致成本过高。针对现有Fe3O4磁性纳米颗粒稳定性差的问题，本专利技术提出一种表面功能化的纳米粒子，以Fe3O4磁性纳米颗粒为骨架，利用米糠多糖对其进行包覆，从而改善Fe3O4磁性纳米颗粒的稳定性，在本专利技术提供的表面功能化的纳米粒子的一实施例中，所述表面功能化的纳米粒子包括Fe3O4磁性纳米粒子以及包覆于所述Fe3O4磁性纳米粒子表面的米糠多糖包覆层，所述米糠多糖包覆层的成分为羧甲基化米糠多糖或醚化米糠多糖。本专利技术提供的技术方案中，在Fe3O4磁性纳米粒子表面包覆米糠多糖包覆层，通过羧甲基化米糠多糖或醚化米糠多糖形成的米糠多糖包覆层对Fe3O4磁性纳米粒子的表面进行功能化修饰，改善了Fe3O4磁性纳米粒子的稳定性，从而不易团聚、不易氧化，且磁性特性可长时间保持而易于长时间保存。进一步地，本专利技术还提出一种如上所述的表面功能化的纳米粒子的制备方法，先通过共沉淀法制得Fe3O4磁性纳米粒子后，再将米糠多糖的羧甲基化产物或醚化米糠多糖作为包覆层原料，包覆于Fe3O4磁性纳米粒子的表面，从而制得表面功能化的纳米粒子本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种表面功能化的纳米粒子，其特征在于，包括Fe3O4磁性纳米粒子以及包覆于所述Fe3O4磁性纳米粒子表面的米糠多糖包覆层，所述米糠多糖包覆层的成分为羧甲基化米糠多糖或醚化米糠多糖。

【技术特征摘要】
1.一种表面功能化的纳米粒子，其特征在于，包括Fe3O4磁性纳米粒子以及包覆于所述Fe3O4磁性纳米粒子表面的米糠多糖包覆层，所述米糠多糖包覆层的成分为羧甲基化米糠多糖或醚化米糠多糖。2.一种如权利要求1所述的表面功能化的纳米粒子的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：采用共沉淀法制备Fe3O4磁性纳米粒子，得Fe3O4磁珠；对米糠多糖进行羧甲基化或醚化处理并制成包覆层溶液；将所述Fe3O4磁珠分散于所述包覆层溶液中后，在38～42℃下加入硫酸钠溶液后通入氮气反应3.5～4.5h，然后用磁石分离产物并洗涤，得表面功能化的纳米粒子。3.如权利要求2所述的表面功能化的纳米粒子的制备方法，其特征在于，所述米糠多糖包覆层的成分为羧甲基化米糠多糖，且对米糠多糖进行羧甲基化或醚化处理并制成包覆层溶液的步骤，包括：将米糠多糖溶解于氢氧化钠溶液中后，在搅拌作用下加入氯乙酸，然后在55～65℃温度下反应2.5～3.5h，得产物溶液；将所述产物溶液冷却至室温后，采用冰乙酸调节pH值至6.5～7.5，然后抽滤并对滤液进行流水透析60～84h，收集截留液进行浓缩，得羧甲基化米糠多糖溶液。4.如权利要求3所述的表面功能化的纳米粒子的制备方法，其特征在于，将米糠多糖溶解于氢氧化钠溶液中后，在搅拌作用下加入氯乙酸，然后在55～65℃温度下反应2.5～3.5h，得产物溶液的步骤中：所述米糠多糖与所述氯乙酸的质量比为2：(5～6)。5.如权利要求2所述的表面功能化的纳米粒子的制备方法，其特征在于，所述米糠多糖包覆层的成分为醚化...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘梁，吴淑恒，陈新，倪丹妮，熊学敏，
申请(专利权)人：武汉轻工大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42