一种多糖磁性纳米生物炭粒子及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种多糖磁性纳米生物炭粒子的制备方法和应用，用Fe

【技术实现步骤摘要】
一种多糖磁性纳米生物炭粒子及其制备方法和应用
本专利技术涉及生物化学材料领域，特别是一种多糖磁性纳米生物炭粒子及其制备方法和应用。
技术介绍
超顺磁性纳米颗粒以其独特的晶粒尺寸和磁学特性而备受材料界关注。近年来人们对铁基超顺磁性纳米颗粒的研究表明，当Fe3O4纳米颗粒的粒径介于5-100nm区间时将具有超顺磁特性[纳米材料和纳米结构(第二版)，科学出版社，2001]。由于铁基超顺磁性纳米颗粒的尺寸远小于生物体内的多种细胞，这就为其在高敏感性的临床诊断或治疗试剂等生物医用材料领域的应用提供了可能，并且为精准医疗提供了新的研究途径。在生物医用条件下，通常要求材料具有良好的液相分散性，特别是在水相环境中的单分散性。但是，未经修饰的铁基纳米颗粒表面裸露于水相环境中时，通常由于颗粒间的静磁相互作用和电偶极矩相互作用而团聚成大尺寸颗粒，并最终产生沉淀，这是铁基超顺磁性纳米颗粒在生物医用领域的一大难题。为解决该瓶颈问题，研究人员尝试在磁性纳米颗粒表面修饰长链分子，使得在纳米颗粒相互接近时，纳米颗粒的排斥力大于吸引力，从而实现溶液中的单分散特性[Biomedicalapplicationsofmagnetiteferrofluid,Biochimie,1998,Vol.80:379-390.Immobilizationofproteinsandenzymestofinemagneticparticles,JournalofMagneticsmandMagneticMaterials,1999,Vol.201:427-43.]。目前，超顺磁性纳米颗粒已经被广泛地用作固相载体应用于生物医用材料领域。多种植物中药富含天然多糖成份，例如白子菜多糖、黄芪多糖、刺五加多糖。植物多糖可以通过增大巨噬细胞体积来提高机体免疫力。植物多糖对巨噬细胞吞噬活性的影响与其浓度有一定关系，在适当的浓度范围内能促进巨噬细胞的吞噬作用。植物多糖可以通过调节巨噬细胞细胞因子的分泌量来调节巨噬细胞功能。植物多糖可以通过调节巨噬细胞内酶的活性进而影响巨噬细胞的功能。磁性纳米颗粒与多糖结合可以制备高分子磁性纳米粒子，高分子磁性纳米粒子是指通过适当的制备方法使有机高分子与无机磁性颗粒结合形成具有一定磁性及特殊结构的复合粒子。由于纳米粒子较小的尺寸、大的比表面积产生的量子效应和表面效应，赋予其许多特殊的性质。复合粒子具有磁响应性和特异的表面官能团，能与其它小分子、大分子或细胞等结合，然后在磁场的作用下做出某些响应，因此，高分子磁性纳米粒子广泛用于临床诊断、造影成像、靶向药物、生物标记和分离以及酶的固定化等领域。但是，由于有机物和无机物的亲和性较差，将磁性颗粒均匀地分散在高分子粒子内是一项较难的工作。
技术实现思路
本专利技术的目的是要解决现有技术中存在的不足，提供一种多糖磁性纳米生物炭粒子及其制备方法和应用。为达到上述目的，本专利技术是按照以下技术方案实施的：一种多糖磁性纳米生物炭粒子的制备方法，包括以下步骤：S1、将Fe3O4磁性颗粒加入到聚乙烯亚胺PEI溶液中，进行超声反应，形成聚乙烯亚胺PEI修饰的Fe3O4磁性颗粒Fe3O4@PEI；S2、制备羧基化生物炭纳米粒子cNDs；S3、将聚乙烯亚胺PEI修饰的Fe3O4磁性颗粒Fe3O4@PEI与羧基化生物炭纳米粒子cNDs按照重量比1:10-1:100混合，进行超声反应，形成生物炭外壳的磁性复合物Fe3O4@cNDs；制备的Fe3O4@cNDs用磁铁富集后用去离子水清洗两次，重悬于10mL去离子水中；S4、制备多糖纳米粒子；S5、制备多糖磁性纳米生物炭纳米粒子：将生物炭外壳的磁性复合物Fe3O4@cNDs与多糖纳米粒子按照重量比1:10-1:80混合在磷酸缓冲盐溶液PBS中，加入1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐EDC，37℃下搅拌反应，反应结束后，离心收集沉淀得多糖磁性纳米生物炭纳米粒子。进一步，所述S2中制备羧基化生物炭纳米粒子cNDs的具体步骤为：S21、将生物炭置于马弗炉中，在425℃下退火4h，得到纳米生物炭粉末；S22、将退火的纳米生物炭粉末分散于强氧化性混合酸液中，并在200W的功率下超声分散1h；然后将其转移到100mL圆底烧瓶中于80℃恒温搅拌48h；S23、搅拌结束后，待混合液冷却至室温，以8000r/min离心5min得到纳米生物炭沉淀；S24、所得纳米生物炭沉淀先用反渗透水洗涤两次后，再分别用0.1MNaOH溶液和HCl溶液在100℃下各搅拌洗涤2h，最后将沉淀离心干燥得到羧基化生物炭纳米粒子。进一步，所述S4中制备多糖纳米粒子的具体步骤为：S41、取多糖溶于水中得液体A；S42、取聚丙交酯-乙交酯-氨基(二胺)NH2-PLGA溶于氯仿中得液体B；S43、将液体A和液体B按照体积比为1:5-1:10混合，冰浴条件下超声处理30-80min，得液体C；S44、将液体C与泊洛沙姆混合继续超声乳化30-80min，离心，收集沉淀即得多糖纳米粒子。优选地，所述S1中Fe3O4磁性颗粒采用常规溶剂热合成法制备而成，所述Fe3O4磁性颗粒表面带负电荷，粒径范围为50-200nm。优选地，所述S1中的聚乙烯亚胺PEI的分子量为4000～130000，聚乙烯亚胺PEI溶液的浓度为0.1mg/mL-10mg/mL。优选地，所述S22中强氧化性混合酸液为体积比为3:1的H2SO4和HNO3的混合溶液。优选地，所述羧基化生物炭纳米颗粒的粒径范围为50-200nm。优选地，所述多糖为白子菜多糖、黄芪多糖、刺五加多糖中的一种。另外，本专利技术还提供了一种由上述多糖磁性纳米生物炭粒子的制备方法制得的多糖磁性纳米生物炭粒子，所述多糖磁性纳米生物炭粒子粒径为200～500nm。本专利技术的多糖磁性纳米生物炭粒子可以在制备免疫增强药物中应用。与现有技术相比，本专利技术用Fe3O4磁性纳米颗粒用聚乙烯亚胺修饰后吸附一层羧基化生物炭，形成生物炭外壳的磁性复合物Fe3O4@cNDs；然后用磁性复合物Fe3O4@cNDs吸附W/OW法制备的白子菜多糖纳米粒子，制备多糖磁性生物炭纳米粒子；所述磁性复合纳米材料以100～500纳米的Fe3O4颗粒为磁性内核提供强磁响应性及超顺磁性，以磁性生物炭复合物Fe3O4@cNDs吸附W/O/W法制备的多糖纳米粒子；本专利技术制备的多糖磁性纳米生物炭纳米粒子便于制备且易收集，具有较好的稳定性且免疫增强活性强，显著提高了多糖的免疫增强活性。附图说明图1为本专利技术制备过程中固体颗粒的TEM图：(a)为Fe3O4磁性颗粒的TEM图；(b)为聚乙烯亚胺PEI修饰的Fe3O4磁性颗粒Fe3O4@PEI的TEM图；(c)为生物炭外壳的磁性复合物Fe3O4@cNDs；(d)为白子菜多糖磁性纳米生物炭纳米粒子的TEM图)。图2为实施例4中的白子菜多糖磁性生物炭纳米粒子高(H-GDP-MBN/OVA)、中(M本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多糖磁性纳米生物炭粒子的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1、将Fe

【技术特征摘要】
1.一种多糖磁性纳米生物炭粒子的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将Fe3O4磁性颗粒加入到聚乙烯亚胺PEI溶液中，进行超声反应，形成聚乙烯亚胺PEI修饰的Fe3O4磁性颗粒Fe3O4@PEI；
S2、制备羧基化生物炭纳米粒子cNDs；
S3、将聚乙烯亚胺PEI修饰的Fe3O4磁性颗粒Fe3O4@PEI与羧基化生物炭纳米粒子cNDs按照重量比1:10-1:100混合，进行超声反应，形成生物炭外壳的磁性复合物Fe3O4@cNDs；制备的Fe3O4@cNDs用磁铁富集后用去离子水清洗两次，重悬于10mL去离子水中；
S4、制备多糖纳米粒子；
S5、制备多糖磁性纳米生物炭纳米粒子：将生物炭外壳的磁性复合物Fe3O4@cNDs与多糖纳米粒子按照重量比1:10-1:80混合在磷酸缓冲盐溶液PBS中，加入1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐EDC，37℃下搅拌反应，反应结束后，离心收集沉淀得多糖磁性纳米生物炭纳米粒子。


2.根据权利要求1所述的多糖磁性纳米生物炭粒子的制备方法，其特征在于，所述S2中制备羧基化生物炭纳米粒子cNDs的具体步骤为：
S21、将生物炭置于马弗炉中，在425℃下退火4h，得到纳米生物炭粉末；
S22、将退火的纳米生物炭粉末分散于强氧化性混合酸液中，并在200W的功率下超声分散1h；然后将其转移到100mL圆底烧瓶中于80℃恒温搅拌48h；
S23、搅拌结束后，待混合液冷却至室温，以8000r/min离心5min得到纳米生物炭沉淀；
S24、所得纳米生物炭沉淀先用反渗透水洗涤两次后，再分别用0.1MNaOH溶液和HCl溶液在100℃下各搅拌洗涤2h，最后将沉淀离心干燥得到羧基化生物炭纳米粒子。


3.根据权利要求1所述的多糖磁性纳米生物炭...

【专利技术属性】
技术研发人员：李向辉，郭振环，马霞，邱荣超，田永平，刘永录，田香，马浩强，
申请(专利权)人：河南精检生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41