一种基于蛋白自组装的纳米药物载送系统的构建及应用技术方案

本发明专利技术属于生物制药技术领域，具体涉及一种基于蛋白自组装的纳米药物载送系统的构建及应用，本发明专利技术通过非共价键方式，将载药前体小分子与可对小分子结构域进行响应的血清白蛋白体系，以及功能药物分子，纳米晶体(无机晶体)相结合；首先通过将待包载药物溶于有机溶剂中，再将该有机溶剂滴入血清白蛋白溶液中完成自组装，而后除去有机溶剂并纯化溶液，得到纳米药物载送系统。本发明专利技术利用小分子和血清白蛋白的自组装构建得到的纳米药物载送系统，可以包载多种药物、粒径均一、稳定性强、包裹效率高、生物相容性好、药物体内滞留时间长，同时本发明专利技术的制备成本低，可用于磁学成像、药物递送、肿瘤杀伤等领域，具有良好的医用前景。具有良好的医用前景。具有良好的医用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种基于蛋白自组装的纳米药物载送系统的构建及应用


[0001]本专利技术属于生物制药
，具体涉及一种基于蛋白自组装的纳米药物载送系统的构建及应用。

技术介绍

[0002]纳米药物的研究在生物医学等领域有着广泛的应用与潜在的价值。当药物颗粒的尺寸接近纳米尺度时，会发生一些有利的变化，如颗粒表面和溶剂的相互作用力增强，使药物能够克服因密度差异而导致的颗粒聚沉或沉降问题。然而，许多纳米药物具有疏水性，如超顺磁性四氧化三铁纳米晶体(SPIO)、硫化锰纳米晶体(MnS)、亚硫化铁纳米晶体(FeS2)、药物分子阿霉素、紫杉醇、喜树碱、IR780、吲哚菁绿(ICG)以及金属离子Mn
2+
等，导致其出现难以被细胞摄取从而出现不易被生物体吸收、药代动力学不稳定、药物体内循环时间短等问题；同时，不少纳米药物还具有无靶向性以及全身毒性的特点，从而不利于治疗。因此，如何增强疏水纳米材料以及疏水性药物的水溶性是当前的研究重点。
[0003]目前，应用于疏水药物的增溶与稳定改性的生物材料主要为脂质体、类脂质体两亲性分子，如二硬脂酰基磷脂酰乙醇胺
‑
聚乙二醇2000(DSPE
‑
PEG2000)、聚乙二醇
‑
己内酯(PEG
‑
PCL)等。在水溶液中，这些两亲性分子可以利用其分子结构中的疏水基团，在疏水相互作用下自发聚集成疏水核心，同时亲水性基团也会相互聚集形成外围亲水冠层，从而达到更稳定的状态，而在组装过程中形成的疏水核腔可以有效包载疏水性分子、纳米粒子等疏水性材料。然而，有研究表明，PEG分子类生物材料，在体内环境下会刺激机体产生PEG特异性免疫球蛋白，缩短PEG药物递送系统在体内循环的半衰期，从而影响药物疗效，并造成非特异性组织沉积从而产生毒性。
[0004]近年来，基于蛋白的递送系统逐渐受到人们的重视。其中以白蛋白纳米粒为主的药物递送系统由于具有提高药物稳定性、增加体内循环时间、提高药物的肿瘤靶向性以及降低毒副作用等优点而成为药学领域的研究热点，具有巨大的发展潜力及应用前景。当前，白蛋白药物载体的构建主要有两种方式，第一种是采用化学共价键连接的方式使载体与药物分子相结合，但这种方式需要利用蛋白结构上的氨基、羧基与药物分子进行化学偶联，而蛋白分子的结构较为精细，化学基团的改变极易造成结构的破坏，从而影响其生物功能。另一种方式是通过蛋白上的巯基将蛋白分子极性交联形成纳米粒，在交联过程中将药物分子进行组装，这种方法同样会造成蛋白的化学结构发生改变，从而影响蛋白的生物功能，同时这种方式装载的药物种类有限，难以实现纳米晶体的包裹。
[0005]综上可见，很有必要开发一种新的方式来构建纳米药物载送系统，并且使构建得到的药物载送系统具有可以实现多种药物包载需求、粒径适中且分布均一、热力学稳定性高、机体免疫原性低、对正常细胞具有良好生物相容性、体内滞留时间长、靶向性好等特点。

技术实现思路

[0006]为了克服上述现有技术的不足，本专利技术提出了一种基于蛋白自组装的纳米药物载
送系统的构建方法，本专利技术利用小分子和血清白蛋白的自组装构建纳米药物载送系统，该系统可以包载多种药物、粒径均一、稳定性强、包裹效率高、生物相容性好、药物体内滞留时间长，可用于磁学成像等医学领域。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：
[0008]本专利技术提供了一种基于蛋白自组装的纳米药物载送系统的构建方法，包括以下步骤：
[0009]S1、将药物、烟酸、2
‑
甲基咪唑溶解于有机溶剂，制得溶液A，所述药物包括药物分子或/和无机晶体，所述药物为一种或多种；
[0010]S2、将血清白蛋白溶解，制得溶液B；
[0011]S3、将溶液A逐滴超声滴入溶液B中，混匀后制得溶液C；
[0012]S4、溶液C蒸发去除有机溶剂后经超速离心制备得到基于蛋白自组装的纳米药物载送系统。
[0013]在本专利技术的另一个优选实施例中，步骤S4中，在去除有机溶剂后还可以加入金属基化合物水溶液，经超速离心后制备得到金属离子负载的纳米药物载送系统，实现纳米体系的多功能化。进一步地，所述金属基化合物为含有Mn
2+
、Fe
2+
、Fe
3+
、Zn
2+
其中之一的金属基氯化物。
[0014]在本专利技术的另一个优选实施例中，当所述药物为无机晶体时，还可以通过单独添加金属阳离子化合物与功能化阴离子化合物的形式在纳米药物载送系统中原位形成无机盐晶体结构。进一步地，所述金属阳离子化合物为Mn
2+
或Fe
2+
金属氯化物，所述功能化阴离子化合物为硫化物。最常见的硫化物如Na2S。具体的，金属阳离子化合物添加于步骤S2中，功能化阴离子化合物则在步骤S4的超速离心前加入。可按需求，适当添加金属阳离子化合物和功能化阴离子化合物，当逐渐加大离子加入量，体系出现沉淀时，为离子的最大加入量。
[0015]烟酸、2
‑
甲基咪唑在本专利技术中作为载药前体小分子，优选地，所述载药前体小分子也可替换为其他可以达到相同或相似效果的两亲性小分子或能形成两亲性小分子的混合物。
[0016]本专利技术构建的纳米药物载送系统先将载药前体烟酸和2
‑
甲基咪唑的混合物与待包载药物溶于有机溶剂中，通过芳香杂环间π
‑
π共轭和疏水相互作用形成功能域，同时利用烟酸上羧基与2
‑
甲基咪唑上亚氨基的化学极性使二者形成氢键，随后将该有机溶剂滴入含有多个疏水子结构域和氢键位点的血清白蛋白溶液中，使上述有机溶剂与血清白蛋白溶液在非共价相互作用下完成自组装，随后通过蒸发除去有机溶剂并通过超速离心法纯化溶液，制备得到基于蛋白自组装的纳米药物载送系统。在纳米递送系统制备过程中，还可以通过滴加金属基化合物水溶液的方式使纳米药物载送系统负载金属离子，从而实现纳米系统的多功能化，满足生物医用需求。其机理如图1所示，待包载药物(如IR780等)及无机金属离子(如Mn
2+
、Fe
2+
、Fe
3+
、Zn
2+
等)在烟酸与2
‑
甲基咪唑通过疏水相互作用下形成功能域，该功能域与含多个疏水子结构域的血清白蛋白进行自组装，从而构建出一种基于蛋白自组装的纳米药物载送系统。
[0017]本专利技术的纳米药物载送系统可以负载光热试剂如IR780；多种抗肿瘤药物如两亲性的盐酸阿霉素，疏水性的紫杉醇、喜树碱、SPIO、FeS2；多种金属离子如Mn
2+
、Fe
2+
、Fe
3+
、Zn
2+
等；本专利技术通过小分子和血清白蛋白的自组装提供了一种可以包载多种药物、粒径均一、稳定性强、包裹效率高、生物相容性好、药物体内滞留时间长的纳米药物载送系统，同时本专利技术的制备成本低，可用于磁学成像本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于蛋白自组装的纳米药物载送系统的构建方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、将药物、烟酸、2
‑
甲基咪唑溶解于有机溶剂，制得溶液A，所述药物包括药物分子或/和无机晶体，所述药物为一种或多种；S2、将血清白蛋白溶解，制得溶液B；S3、将溶液A逐滴超声滴入溶液B中，混匀后制得溶液C；S4、溶液C蒸发去除有机溶剂后经超速离心制备得到基于蛋白自组装的纳米药物载送系统。2.根据权利要求1所述的一种基于蛋白自组装的纳米药物载送系统的构建方法，其特征在于，步骤S4中，在去除有机溶剂后还可以加入金属基化合物水溶液，经超速离心后制备得到金属离子负载的纳米药物载送系统，实现纳米体系的多功能化。3.根据权利要求1所述的一种基于蛋白自组装的纳米药物载送系统的构建方法，其特征在于，当所述药物为无机晶体时，还可以通过单独添加金属阳离子化合物与功能化阴离子化合物的形式在纳米药物载送系统中原位形成无机盐晶体结构。4.根据权利要求1所述的一种基于蛋白自组装的纳米药物载送系统的构建方法，其特征在于，所述药物分子包括但不限于盐酸阿霉素、IR780、紫杉醇、喜树碱、吲哚菁绿，所述无机晶体包括但不限于SPIO、MnS、FeS、FeS2、MnFe2O4。5.根据权利要求1所述的一种基于蛋白自组装的纳米药物载送系统的构建方法，其特征在于，所述烟酸和2
‑
甲基咪唑的总量与所述药物的质量比为(16
‑
...

【专利技术属性】
技术研发人员：王志勇，徐梓涵，彭辰，蔡镓鹂，石晟宏，徐鋆耀，
申请(专利权)人：中山大学，
类型：发明
国别省市：