一种多酚类纳米反应器及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种多酚类纳米反应器及其制备方法和应用，所述的多酚类纳米反应器由MOF结构包载酶形成纳米颗粒后在纳米颗粒的表面形成TA

【技术实现步骤摘要】
一种多酚类纳米反应器及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于生物医药领域，尤其是涉及一种多酚类纳米反应器及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]葡萄糖氧化酶(GOx)是一种外源性氧化酶，由于其固有的生物相容性、无毒性和对β
‑
D
‑
葡萄糖高效、专一的催化特性，已被广泛应用于生物医学领域。GOx能够高效催化葡萄糖氧化产生葡萄糖酸和过氧化氢(H2O2)，从而有效消耗肿瘤区的葡萄糖。然而，葡萄糖和氧气作为GOx催化反应的底物，在人体内无处不在。因此，基于GOx的纳米载体在体内循环时，负载于纳米载体中的GOx会与人体内的葡萄糖和氧气反应产生H2O2，H2O2的产生会引起严重的全身不良反应。过氧化氢酶(CAT)可以将H2O2分解为水和氧气，因此，将GOx与CAT共包载是解决上述问题的有效手段，可以在此外，其在消耗H2O2的同时产生氧气，改善肿瘤内乏氧环境。此外，目前针对肿瘤治疗的的多种治疗多种策略，例如癌症饥饿治疗，氧化治疗和多模式协同治疗等已有大量报道，其中饥饿治疗和化药的协同治疗是杀伤肿瘤的有力手段。
[0003]然而，由于葡萄糖氧化酶、过氧化氢酶等自身的不稳定性，易受环境中pH值与蛋白酶等多种因素的影响而失活，因此如何在体内保持酶的活性是亟待解决的问题。
[0004]通过研究发现，纳米反应器可以在一定程度上保护酶免受蛋白质水解消化或免疫清除，是解决该问题的一种有效策略。目前常用的纳米反应器材料有聚合物囊泡、纳米金属有机框架材料(MOFs)和介孔二氧化硅等。脂质体和聚合物囊泡是目前最主要的两种人工囊泡，这两种囊泡通过两亲性脂质或聚合物的自组装获得水性空腔来包载酶。然而囊泡的封装效率有限，并且脂质体和聚合物囊泡的疏水外壳会限制亲水底物从外层空间扩散到水腔，从而影响催化性能。金属有机框架材料是一类利用有机配体和金属离子或团簇通过配位作用制备的介孔材料，由于其优异的分子吸附性能，近年来作为酶固定载体被广泛探索。然而，在宿主材料中紧密包封的酶通常缺乏构象自由，从而影响酶的活性。此外，介孔二氧化硅材料由于在体内具有降解缓慢，生物相容性差等特点，也非酶固定化的理想载体。
[0005]因此，迫切需要探索新的纳米反应器平台来克服这些挑战，以求在有限的空间中不仅可以保护酶，还可以最大程度的发挥出酶活性。

技术实现思路

[0006]有鉴于此，本专利技术旨在克服现有技术中的缺陷，提出一种多酚类纳米反应器及其制备方法和应用。
[0007]为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：
[0008]一种多酚类纳米反应器的制备方法，包括如下步骤：
[0009](1)将葡萄糖氧化酶、过氧化氢酶和2
‑
甲基咪唑于水中混合均匀，然后迅速加入六水合硝酸锌溶液，低温条件下搅拌，反应后将所得反应液进行超滤离心，取浓缩液冻干后得GOx/CAT@ZIF纳米颗粒；
[0010](2)将所得的GOx/CAT@ZIF纳米颗粒分散于含单宁酸(TA)的Tris
‑
HCl溶液中，搅拌反应，离心、洗涤、取沉淀；
[0011](3)将所得的沉淀分散于含聚乙烯亚胺(PEI)的Tris
‑
HCl溶液中，搅拌反应，离心、洗涤、取沉淀得GOx/CAT@ZIF@TA
‑
PEI；
[0012](4)将所得的GOx/CAT@ZIF@TA
‑
PEI加入柠檬酸
‑
磷酸缓冲液中，室温孵育，离心、洗涤、取沉淀得GOx/CAT@TA
‑
PEI；
[0013](5)将所得的GOx/CAT@TA
‑
PEI加入Tris
‑
HCl溶液中，加入盐酸阿霉素，低温条件下搅拌，离心、洗涤、取沉淀得GOx/CAT@TA
‑
PEI@DOX。
[0014]进一步，所述的步骤(1)中的葡萄糖氧化酶、过氧化氢酶、2
‑
甲基咪唑和六水合硝酸锌的质量比为1：1：460：23.76；所述的2
‑
甲基咪唑的浓度为38.33mg/mL；所述的步骤(1)中的六水合硝酸锌水溶液的浓度为2.376mg/mL；所述的步骤(1)中的搅拌步骤的温度为4℃，时间为30min。
[0015]进一步，所述的步骤(2)中的Tris
‑
HCl溶液的浓度为50mM，pH为8.0，TA的浓度为0.1mg/mL；所述的步骤(2)中的GOx/CAT@ZIF纳米颗粒与所述的Tris
‑
HCl溶液的料液比为2
‑
3：20；所述的步骤(2)中的搅拌步骤的时间为30min，速度为150
‑
200rpm，离心力为4000g。
[0016]进一步，所述的步骤(3)中的Tris
‑
HCl溶液的浓度为50mM，pH为8.0，PEI的分子量为600
‑
800Da，浓度为0.04mg/mL；所述的步骤(3)中的Tris
‑
HCl溶液的用量为步骤(2)中Tris
‑
HCl溶液用量的1/2。
[0017]进一步，所述的步骤(3)中的搅拌步骤的时间为30min，速度为150
‑
200rpm，离心力为4000g。
[0018]进一步，所述的步骤(4)中孵育步骤的时间为20min，离心力为4000g；所述的步骤(3)中的柠檬酸
‑
磷酸缓冲液的pH为5.0。
[0019]进一步，所述的步骤(5)中的GOx/CAT@TA
‑
PEI纳米颗粒与盐酸阿霉素的质量比为2:1；所述的步骤(5)中的盐酸阿霉素的终浓度为0.75mg/mL，搅拌的时间为2h，温度为4℃，离心力为4000g。
[0020]一种多酚类纳米反应器，所述的多酚类纳米反应器由MOF结构包载酶形成纳米颗粒后在纳米颗粒的表面形成TA
‑
PEI外壳，再对MOF结构进行刻蚀，最后在TA
‑
PEI外壳表面吸附盐酸阿霉素后得到。所述的多酚类纳米反应器，其既可以保护纳米反应器内封装的酶不被降解，又不影响各种底物分子的透过，并且具有良好的生物相容性，可以延长生物大分子在体内的循环时间。首先，生物大分子原位封装在可降解的MOFs中，形成GOx/CAT@ZIF，并作为后续GOx/CAT@TA
‑
PEI@DOX核
‑
壳结构的生长模板。之后TA
‑
PEI聚合物在GOx/CAT@ZIF表面生长聚合，形成纳米反应器的外壳。而后，去除MOF核，释放空心反应器内的生物大分子。最后，通过π
‑
π作用在TA
‑
PEI外壳表面吸附阿霉素，形成多功能的纳米反应器。
[0021]所述的多酚类纳米反应器的应用，所述的多酚类纳米反应器在葡萄糖氧化酶、过氧化氢酶和化疗药物的递送体系中的应用。
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多酚类纳米反应器的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：(1)将葡萄糖氧化酶、过氧化氢酶和2
‑
甲基咪唑于水中混合均匀，然后迅速加入六水合硝酸锌溶液，低温条件下搅拌，反应后将所得反应液进行超滤离心，取浓缩液冻干后得GOx/CAT@ZIF纳米颗粒；(2)将所得的GOx/CAT@ZIF纳米颗粒分散于含TA的Tris
‑
HCl溶液中，搅拌反应，离心、洗涤、取沉淀；(3)将所得的沉淀分散于含PEI的Tris
‑
HCl溶液中，搅拌反应，离心、洗涤、取沉淀得GOx/CAT@ZIF@TA
‑
PEI；(4)将所得的GOx/CAT@ZIF@TA
‑
PEI加入柠檬酸
‑
磷酸缓冲液中，室温孵育，离心、洗涤、取沉淀得GOx/CAT@TA
‑
PEI；(5)将所得的GOx/CAT@TA
‑
PEI加入Tris
‑
HCl溶液中，加入盐酸阿霉素，低温条件下搅拌，离心、洗涤、取沉淀得GOx/CAT@TA
‑
PEI@DOX。2.根据权利要求1所述的多酚类纳米反应器的制备方法，其特征在于：所述的步骤(1)中的葡萄糖氧化酶、过氧化氢酶、2
‑
甲基咪唑和六水合硝酸锌的质量比为1：1：460：23.76；所述的2
‑
甲基咪唑的浓度为38.33mg/mL；所述的步骤(1)中的六水合硝酸锌水溶液的浓度为2.376mg/mL；所述的步骤(1)中的搅拌步骤的温度为4℃，时间为30min。3.根据权利要求1所述的多酚类纳米反应器的制备方法，其特征在于：所述的步骤(2)中的Tris
‑
HCl溶液的浓度为50mM，pH为8.0，TA的浓度为0.1mg/mL；所述的步骤(2)中的GOx/CAT@ZIF纳米颗粒与所述的Tris...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭术涛，穆菁青，杜钰媛，李幸薇，
申请(专利权)人：南开大学，
类型：发明
国别省市：