一种表面能可控的羟基氧化铝纳米佐剂的制备方法技术

本发明专利技术涉及生物医药领域，具体公开了一种表面能可控的羟基氧化铝纳米佐剂的制备方法。该方法基于水热合成法，通过改变沉淀体系的pH值以控制晶体生长的具体取向，最终达到控制AlOOH纳米材料表面自由能的目的。本发明专利技术方法操作简单，原料价格低廉，且反应产物稳定性和重复性良好。所制备的羟基氧化铝纳米材料形貌均一，分散均匀，在疫苗制备与生产中具有良好的前景。另外，本发明专利技术所提供的基于AlOOH佐剂的疫苗制剂配方以及免疫效应验证方法简单，可操作性强，为疫苗制剂的工程化开发和进一步临床转化提供了良好的策略。转化提供了良好的策略。

【技术实现步骤摘要】
一种表面能可控的羟基氧化铝纳米佐剂的制备方法


[0001]本专利技术涉及羟基氧化铝材料的制备方法，具体说是表面能可控的羟基氧化铝(AlOOH)纳米佐剂、其制备方法及其生物学效应。

技术介绍

[0002]疫苗的出现极大的遏制了传染性疾病对人类社会的侵害。其中，佐剂作为疫苗的一种主要成分，在减少抗原用量、降低接种次数、提高抗原的免疫原性和提高疫苗的免疫功效方面发挥着重要作用。其中，羟基氧化铝佐剂由于其良好的生物安全性和有效增强免疫应答的能力，目前仍然是应用最为广泛的无机佐剂。然而针对铝盐佐剂的研究中仍存在诸多空缺，其理化性质不明确，合成过程中的具体机制不明晰，极大的限制了AlOOH佐剂的优化设计以及临床转化。当前研究，只有进一步明确铝佐剂性能的内在调控机制，才能进一步提高铝盐佐剂的安全性和有效性。
[0003]现有研究表明，材料的表面性质在与生物界面之间的具体作用中发挥了关键性作用，尤其是纳米材料与细胞膜的亲和力、诱导脂质双层的易位行为以及细胞摄取等方面。然而，针对AlOOH佐剂，其具体表面性质的调控以及对佐剂效应的影响仍缺乏系统探究。因此，本专利技术从材料制备的角度明确具体反应过程条件对产物物化特性的精确影响，探索具有良好稳定性的AlOOH佐剂的制备工艺及对表面自由能的调控，有着非常重要的研究意义。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是针对上述现状，旨在提供一种操作简洁、反应原料廉价易得的用于合成具有一系列具有不同表面能，且形貌均一、可工业化生产的羟基氧化铝纳米佐剂的制备方法。本专利技术首次揭示了通过调节反应体系pH值以控制晶体的生长过程，以达到表面能可控的工程纳米羟基氧化铝佐剂的制备策略。
[0005]本专利技术的目的通过以下技术方案来实现：
[0006]一种表面能可控的羟基氧化铝纳米佐剂的制备方法，包括以下步骤：
[0007]1)将无机铝盐完全溶解于去离子水中形成澄清透明的铝盐前驱体水溶液，铝盐前驱物溶液的浓度为50
‑
100mg/mL。
[0008]2)在持续搅拌的条件下，向上述铝盐前驱体溶液中缓慢滴加碱性沉淀剂，滴加过程中保持搅拌状态和体系的均匀沉淀行为；碱性沉淀剂加入过程中，实时监测反应体系的pH值，直至反应体系达到反应终止目标pH值(4
‑
6)并维持稳定后，停止滴加碱性沉淀剂，并继续搅拌，保证最终反应体系pH值稳定。
[0009]3)将上述步骤得到的混合物转移至水热釜中，160
‑
200℃高温条件下完成水热反应。反应结束后，收集反应产物。
[0010]4)对上述产物进行离心、洗涤、烘干，最终收集白色粉末状羟基氧化铝产物。
[0011]本专利技术基于水热合成法，通过改变沉淀体系的pH值以控制晶体生长的具体取向，最终达到控制AlOOH纳米材料表面自由能的目的。
[0012]对于上文所述制备方法的技术方案中，优选的情况下，步骤1)所述前驱物材料主要是但不限于硝酸铝，可以采用如氯化铝(AlCl3)、硫酸铝(Al2(SO4)3)、异丙醇铝等常用铝盐的一种或其混合物。
[0013]对于上文所述制备方法的技术方案中，优选的情况下，步骤2)所述的碱性沉淀剂为乙二胺或氢氧化钠。
[0014]对于上文所述制备方法的技术方案中，优选的情况下，步骤2)碱性沉淀剂的滴加速度不超过50μL/min。
[0015]对于上文所述制备方法的技术方案中，优选的情况下，步骤2)所述反应终止pH为4
‑
6之间，且维持稳定。
[0016]对于上文所述制备方法的技术方案中，优选的情况下，步骤1)和步骤2)的操作均在室温条件下进行。
[0017]对于上文所述制备方法的技术方案中，优选的情况下，步骤1)所述的前驱体溶液中无机铝盐浓度为70
‑
100mg/mL,单个反应体系体积为20
‑
200mL。
[0018]对于上文所述制备方法的技术方案中，优选的情况下，步骤2)所述的反应目标pH为4
‑
6稳定后，后续搅拌时间应大于或等于15min，搅拌速度控制在200
‑
1000rpm rpm，优选为400
‑
500rpm，以保持反应的充分进行。
[0019]对于上文所述制备方法的技术方案中，优选的情况下，步骤3)所述的水热反应的条件为：160
‑
200℃，2
‑
16h。
[0020]对于上文所述制备方法的技术方案中，优选的情况下，步骤3)所述的离心之前先进行冷却，即取出水热釜后气冷至室温即可；所述离心的转速为6000
‑
10000rpm，优选为10000rpm，离心的时间为15
‑
40min；洗涤次数为3
‑
5次，优选为3次，洗涤为使用超纯水进行洗涤；烘干温度为40
‑
60℃，烘干过夜；所述洗涤目的是除去所含杂质，实施例中洗涤过程具体采用去离子水水洗三次除去所含杂质。
[0021]本专利技术的另一方面在于保护上文所述方法制备的表面能可控的AlOOH纳米佐剂。
[0022]本专利技术再一方面还提供上述表面能可控的AlOOH纳米佐剂在疫苗生产中的应用，包括疫苗制剂配方，所述的疫苗为亚单位疫苗、灭活疫苗或病毒样颗粒疫苗，如新型冠状肺炎疫苗等，所述的疫苗制剂以肌肉注射施用；所述的免疫程序为两次免疫，佐剂与抗原进行完全吸附后进行共同注射。
[0023]另外，本专利技术还公开了上述表面能可控的AlOOH纳米佐剂在疫苗模型中的免疫效果探究，所述方法包括但不局限于抗原特异性抗体滴度的检测等技术。具体方法如下：
[0024]利用小鼠肌肉注射模型，以乙肝病毒表面抗原(HBsAg)以及新冠病毒S蛋白受体结合域(SARS
‑
CoV
‑
2RBD)作为抗原，与不同表面自由能的工程AlOOH纳米佐剂进行吸附后，对小鼠进行免疫。免疫后的一定时间节点，处死小鼠，收集小鼠血清，利用酶联免疫吸附(ELISA)方法对小鼠血清中抗原特异性抗体滴度水平进行检测
[0025]对于上述的技术方案，优选的情况下，疫苗制剂中AlOOH纳米佐剂Al含量与抗原含量的质量比为25:1，免疫流程为两次，优选第0天初次免疫，第21天进行加强免疫，二次加强有助于提升抗原特异性免疫应答水平。
[0026]本专利技术的有益效果：
[0027]本专利技术基于水热合成法，采用一定浓度的无机铝盐作为前驱体溶液，采用碱性溶
液作为沉淀剂，在持续搅拌的条件下使反应体系达到一定的pH值，并保证最终反应体系混合均匀，酸碱度稳定，转移至水热釜进行水热反应。所有的反应均在酸性条件下进行，H
+
的存在破坏了羟基氧化铝片层之间的氢键，导致棒状羟基氧化铝产物的最终形成。不同pH条件下合成的羟基氧化铝纳米产物具有不同的表面自由能，且低pH条件下有利于形成表面自由能更低的产物。其原因在于，反应体本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种表面能可控的羟基氧化铝纳米佐剂的制备方法，包括以下步骤：1)将无机铝盐完全溶解于去离子水形成铝盐前驱体溶液，铝盐前驱物溶液的浓度为50
‑
100mg/mL；2)在搅拌的条件下，向上述铝盐前驱体溶液中缓慢滴加碱性沉淀剂，直至混合物pH达到4
‑
6，停止滴加，并继续搅拌至混合物pH值稳定；3)对上述混合物进行水热反应；4)待上述反应结束，冷却，离心，洗涤，烘干后即得到羟基氧化铝纳米佐剂。2.根据权利要求1所述的一种表面能可控的羟基氧化铝纳米佐剂的制备方法，其特征在于：步骤1)所述的无机铝盐为硝酸铝、氯化铝、硫酸铝或异丙醇铝；步骤2)所述的碱性沉淀剂为乙二胺或氢氧化钠。3.根据权利要求1所述的一种表面能可控的羟基氧化铝纳米佐剂的制备方法，其特征在于：步骤1)和步骤2)的操作均在室温条件下进行。4.根据权利要求1所述的一种表面能可控的羟基氧化铝纳米佐剂的制备方法，其特征在于：步骤2)所述碱性沉淀剂的滴加速度不超过50μL/min。5.根据权利要求1所述的一种表面能可控的羟基氧化铝纳米佐剂的制备方法，其特征在于：步...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙冰冰，梁智慧，王馨，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：