一种多重响应性磁性纳米材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种多重响应性磁性纳米材料及其制备方法，由如SEQ ID NO.01所示的类弹性蛋白的蛋白溶液和碱性溶液组成的混合溶液经生物矿化反应制成。本发明专利技术具备温度响应性、磁响应性和自发硅化实现自包裹的特点。磁响应性和自发硅化实现自包裹的特点。磁响应性和自发硅化实现自包裹的特点。

【技术实现步骤摘要】
一种多重响应性磁性纳米材料及其制备方法


[0001]本专利技术属于磁性纳米材料
，具体涉及一种多重响应性磁性纳米材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]磁性纳米材料是指材料尺寸限制在纳米级，通常在1
‑
100nm的准零维超细粉、一维超薄膜、二维超细纤维或由它们组成的固态或液态磁性材料。磁性纳米材料具有量子尺寸效应、小尺寸效应和宏观量子隧道效应，广泛应用于生物医学工程、工业、环境治理等领域。
[0003]磁性纳米材料由于粒径小、比表面积大、表面有许多悬空键等特点，可以很容易的进行修饰，将包括羧基、氨基、巯基、生物素、单克隆抗体等反应性功能基团通过共聚、表面改性赋予其表面，使其具有一些特殊的性质。
[0004]目前肿瘤治疗的主要方法是化疗，一般采取注射方式进行给药，这种给药方式会使得药物均匀的分布在全身循环中，而药物在到达恶性肿瘤之前，要经过蛋白结合、代谢、排泄等步骤，致使血液中的药物浓度迅速降低，最终只有少量药物到达肿瘤部位。要提高肿瘤部位的化疗药物的浓度，就必须提高全身循环系统的药物浓度，也就必须加大药物剂量，最终形成全身的毒副作用，造成患者不能耐受严重的毒副作用而终止临床治疗。由于具备磁响应性的磁性纳米材料(magnetic nanoparticles，MNPs)可以通过化学试剂偶连相应的功能性基团制成，在外加磁场的作用下，实现疾病标记的高灵敏度检测，使药物集中于靶部位，能够增加对靶部位的治疗效果，同时减弱对全身的毒副作用，已被越来越多地广泛用于药物靶向传递和疾病治疗。r/>[0005]如上所述，现有技术中的多重响应性的磁性纳米粒子可以很好的解决生物医学领域中靶向治疗的问题。但现在普遍制备多重响应性的磁性纳米粒子的方法是先利用化学法制备四氧化三铁，再在其表面偶连众多的官能团或有机分子，但这种方法制备过程极其复杂，反应过程剧烈，需要使用大量有毒的有机试剂，而且所得纳米材料容易聚集和氧化。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于克服现有技术缺陷，提供一种多重响应性磁性纳米材料。
[0007]本专利技术的另一目的在于提供上述多重响应性磁性纳米材料的制备方法。
[0008]本专利技术的技术方案如下：
[0009]一种多重响应性磁性纳米材料，由如SEQ ID NO.01所示的类弹性蛋白的蛋白溶液和碱性溶液组成的混合溶液经生物矿化反应制成，
[0010]该蛋白溶液中含有立方尖晶石状四氧化三铁的前体，
[0011]该立方尖晶石状四氧化三铁的前体由可溶性二价铁盐和可溶性三价铁盐组成，且二价铁离子和三价铁离子的摩尔比为2∶1，
[0012]该混合溶液中的OH
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的浓度为2.5mol/L。
[0013]在本专利技术的一个优选实施方案中，所述可溶性二价铁盐为四水合氯化亚铁。
[0014]在本专利技术的一个优选实施方案中，所述可溶性三价铁盐为六水合三氯化铁。
[0015]在本专利技术的一个优选实施方案中，所述可溶性二价铁盐为四水合氯化亚铁，所述可溶性三价铁盐为六水合三氯化铁。
[0016]在本专利技术的一个优选实施方案中，所述碱性溶液中的碱为NaOH。
[0017]在本专利技术的一个优选实施方案中，所述可溶性二价铁盐为四水合氯化亚铁，所述可溶性三价铁盐为六水合三氯化铁，所述碱性溶液中的碱为NaOH。
[0018]进一步优选的，所述混合溶液中，类弹性蛋白的浓度为20
‑
150μmol/L，二价铁离子的浓度为0.2mol/L，三价铁离子的浓度为0.1mol/L。
[0019]上述多重响应性磁性纳米材料的制备方法，包括：在空气气氛下，将类弹性蛋白溶液与四氧化三铁前体溶液充分混合，然后加入碱性溶液触发生物矿化反应，然后经磁性分离，即得所述多重响应性磁性纳米材料。
[0020]在本专利技术的一个优选实施方案中，所述混合的时间为2min。
[0021]在本专利技术的一个优选实施方案中，所述生物矿化反应的温度为60℃，时间为60min。
[0022]本专利技术的有益效果是：
[0023]1、本专利技术即具备温度响应性、磁响应性和自发硅化实现自包裹的特点。
[0024]2、本专利技术的制备方法的整个过程耗时70min，实现了一步法生物矿化制备多功能纳米材料，制备过程简洁、安全、高效，且条件温和、绿色环保，最大程度地发挥生物医学行业中使用的生物大分子的活性，扩大多功能材料在各个学科中的应用领域，并充分落实绿色生态学的发展理念。
附图说明
[0025]图1为本专利技术实施例1中设计的类弹性蛋白多肽ELPs
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(K5V4F)
40
可逆相变循环(ITC)纯化的电泳分析图，其中，M：marker，泳道1：粗蛋白，泳道2：二轮ITC纯化后得到的纯的类弹性蛋白多肽ELPs
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(K5V4F)
40
。
[0026]图2为本专利技术实施例1中多重响应性磁性纳米材料的粉末X射线衍射(XRD)鉴定图。
[0027]图3为本专利技术实施例1中类弹性蛋白多肽ELPs
‑
(K5V4F)
40
含量对蛋白结合效率的影响图。
[0028]图4为本专利技术实施例1中多重响应性磁性纳米材料的透射电子显微镜(TEM)分析图。
[0029]图5为本专利技术实施例1中多重响应性磁性纳米材料的平均粒径分布分析图。
[0030]图6为本专利技术实施例1中多重响应性磁性纳米材料的C和N元素定位分析图。
[0031]图7为本专利技术实施例1中多重响应性磁性纳米材料的热重分析图。
[0032]图8为本专利技术实施例1中多重响应性磁性纳米材料的磁性分析图。
[0033]图9为本专利技术实施例1中多重响应性磁性纳米材料的温度响应性分析图。
[0034]图10为本专利技术实施例1中自发硅化的多重响应性磁性纳米材料的透射电子显微镜(TEM)分析图。
[0035]图11为本专利技术实施例1中自发硅化的多重响应性磁性纳米材料的C、N和Si元素定位分析图。
[0036]图12为本专利技术实施例1中自发硅化的多重响应性磁性纳米材料的傅里叶变换红外光谱(FT
‑
IR)分析图。
具体实施方式
[0037]以下通过具体实施方式对本专利技术的技术方案进行进一步的说明和描述。
[0038]实施例1
[0039](1)将类弹性蛋白多肽ELPs
‑
(K5V4F)
40
(氨基酸序列如SEQ ID NO.01所示)的基因序列(如NCBI ID：MZ073641所示)插入pET
‑
22b(+)的酶切位Nde I和HindIII之间，获得表达质粒pET
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ELPs
‑
(K5V4F)
40
(理论分子量为17.45KDa)。
[0040]SEQ ID NO.01：
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多重响应性磁性纳米材料，其特征在于：由如SEQ ID NO.01所示的类弹性蛋白的蛋白溶液和碱性溶液组成的混合溶液经生物矿化反应制成，该蛋白溶液中含有立方尖晶石状四氧化三铁的前体，该立方尖晶石状四氧化三铁的前体由可溶性二价铁盐和可溶性三价铁盐组成，且二价铁离子和三价铁离子的摩尔比为2∶1，该混合溶液中的OH
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的浓度为2.5mol/L。2.如权利要求1所述的一种多重响应性磁性纳米材料，其特征在于：所述可溶性二价铁盐为四水合氯化亚铁。3.如权利要求1所述的一种多重响应性磁性纳米材料，其特征在于：所述可溶性三价铁盐为六水合三氯化铁。4.如权利要求1所述的一种多重响应性磁性纳米材料，其特征在于：所述可溶性二价铁盐为四水合氯化亚铁，所述可溶性三价铁盐为六水合三氯化铁。5.如权利要求1所述的一种多重响应性磁性纳米材料，其特征在于：所述碱性溶液中的碱为NaOH。6....

【专利技术属性】
技术研发人员：张光亚，周雁红，葛慧华，
申请(专利权)人：华侨大学，
类型：发明
国别省市：