一种纳米探针的构建与应用制造技术

本发明专利技术属于生物制药技术领域，具体涉及一种纳米探针的构建与应用，本发明专利技术首先将载药前体分子、金属离子以及待包载药物溶于有机溶剂中，再将该有机溶剂滴入抗体蛋白溶液中完成自组装，最后除去有机溶剂并纯化溶液，从而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抗体蛋白或白蛋白体系，以及金属离子、功能药物分子、纳米无机晶体相结合，最终制备得到纳米探针系统。本发明专利技术利用小分子和抗体蛋白的自组装构建得到纳米药物探针系统可以包载多种有机小分子、粒径均一、包裹效率高、具备目标细胞识别性能，同时本发明专利技术的制备成本低，可用于造影成像、药物靶向递送等领域，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】
一种纳米探针的构建与应用


[0001]本专利技术属于生物制药
，具体涉及一种纳米探针的构建与应用。

技术介绍

[0002]纳米探针的研究在生物医学等领域有着广泛应用与潜在的价值。常规纳米探针的构建主要是利用抗体蛋白与具有影像作用的小分子或纳米粒子进行共价键化学修饰而获得；这类探针的尺寸一般在纳米尺度，具备良好的生物代谢性能，同时也具备抗体分子对病变目标区域的高效识别性能。
[0003]然而，许多具有影像作用的分子或纳米晶体具有疏水性，如超顺磁性四氧化三铁纳米晶体(SPIO)、IR780、吲哚菁绿(ICG)等，这些材料分子的超疏水性需要进行水相转化才能够实现生物学应用。同时，显影用的金属离子(如Fe3+、Mn2+等)由于具有较快的体内代谢性能而难以维系长效的显影需求。但实现靶向性及降低毒性是当前和今后治疗的重大需求。因此，如何增强金属离子的代谢性，以及疏水纳米材料和疏水性药物的水溶性是研究重点和热点。可见，有必要构建一种纳米药物系统以实现多种药物体系的包载需求；并使该体系对正常细胞具有良好的生物相容性以及对目标细胞的靶向性。
[0004]现有的纳米药物探针系统主要是先采用人造高分子聚合物体系装载疏水性纳米晶体与分子，再通过人造高分子聚合物与抗体蛋白结构上的氨基、巯基或羧基等进行化学偶联而制备得到。然而，由于抗体蛋白结构精细，化学基团的改变极易造成结构破坏，从而影响其生物功能。中国专利技术专利CN202110716626.2应用生物蛋白材料自身的结构特点实现了纳米晶体与药物的包载；但由于白蛋白体系缺少靶向性作用，难以实现特定目标识别，仍存在弊端。
[0005]因此，有必要开发一种新型纳米探针系统，以实现多种药物包载、粒径适中且分布均一、对目标细胞具有良好靶向性等特点。

技术实现思路

[0006]为了克服上述现有技术的不足，本专利技术的首要目的是提供一种基于蛋白自组装的纳米药物探针系统的构建方法。
[0007]本专利技术的第二个目的是提供采用上述的基于蛋白自组装的纳米药物探针系统的构建方法构建得到的基于蛋白自组装的纳米药物探针系统。该探针系统可包载多种有机小分子、粒径均一、包裹效率高、具备目标细胞识别性能。
[0008]本专利技术的第三个目的是提供上述的基于蛋白自组装的纳米药物探针系统的应用。该探针系统可用于造影成像(磁学成像、光学成像)、药物靶向递送等领域，具有良好的医用前景。
[0009]本专利技术的上述第一个目的是通过以下技术方案来实现的：
[0010]一种基于蛋白自组装的纳米药物探针系统的构建方法，包括以下步骤：
[0011]S1、将药物、去铁斯若和金属离子溶解于有机溶剂中，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，所述去铁斯若作为载药前体小分子；
[0012]S2、将抗体蛋白溶解于水中，制得溶液B；
[0013]S3、将溶液A逐滴超声滴入溶液B中，混匀后制得溶液C；
[0014]S4、溶液C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探针系统。
[0015]优选地，所述药物分子包括但不限于盐酸阿霉素(Doxorubicin，DOX)、IR780、吲哚菁绿(ICG)，所述无机晶体包括但不限于SPIO、MnFe2O4。所述药物可以是单独的药物分子，或者多种药物分子，也可以是单独的无机晶体，或者多种无机晶体，还可以是无机晶体与药物分子的混合物体系。
[0016]优选地，所述金属离子为含有Mn
2+
、Fe
2+
、Fe
3+
其中之一的金属基氯化物。具体地，所述金属基氯化物为氯化铁。更优选地，所述金属基氯化物与去铁斯若的质量比为1:(1.5
‑
10)。
[0017]优选地，所述去铁斯若与药物的质量比为(2
‑
20):1。具体地，所述去铁斯若与药物的质量比为20:1。
[0018]优选地，所述去铁斯若在溶液A中的浓度为(1
‑
5)mg/500uL。具体地，所述去铁斯若在溶液A中的浓度为2mg/500uL。
[0019]优选地，所述抗体蛋白包括但不限于CD133抗体蛋白、牛血清白蛋白、人血清白蛋白。具体地，所述抗体蛋白为CD133抗体蛋白。
[0020]本专利技术提供的纳米药物探针系统构建方法，先将载药前体去铁斯若与待包载药物及金属离子的混合物溶于有机溶剂中，通过芳香杂环间的π
‑
π共轭和疏水相互作用以及金属离子的配位作用形成功能域，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抗体蛋白溶液中，使上述有机溶剂与抗体蛋白溶液在非共价相互作用下完成自组装，最后除去有机溶剂并经超速离心进行纯化后制备得到基于蛋白自组装的纳米探针探针系统。该探针系统实现了多种药物包载及对目标细胞具有靶向性等功能，可以满足生物医用需求。其机理如图1所示，待包载药物(如IR780等)及无机晶体【如SPIO(Fe
3+
)】在去铁斯若的作用下通过疏水相互作用以及配位作用形成功能域，该功能域可以与含多个疏水子结构域的抗体蛋白进行自组装，从而构建得到纳米探针系统。
[0021]本专利技术的纳米药物探针系统可以负载IR780等光热试剂；盐酸阿霉素、SPIO等抗肿瘤药物；Mn
2+
、Fe
2+
、Fe
3+
、Zn
2+
等金属离子。本专利技术通过小分子和抗体蛋白自组装制备得到的纳米探针系统可以包载多种药物、粒径均一、稳定性强、包裹效率高、并具备目标分子靶向识别作用，同时本专利技术的制备成本低，可用于磁学成像、药物递送、肿瘤靶向杀伤等领域，具有良好的医用前景。
[0022]优选地，所述有机溶剂为药物与去铁斯若载药前体混合后的优良溶剂。具体地，所述有机溶剂为四氢呋喃。
[0023]优选地，所述药物与抗体蛋白的质量比为(1
‑
5):(10
‑
20)。具体地，所述药物与抗体蛋白的质量比为2:10，以及2:20。
[0024]优选地，所述抗体蛋白在溶液B中的浓度为(10
‑
20)mg/(2
‑
20)mL。具体地，抗体蛋白在溶液B中的浓度为10mg/5mL，以及40mg/10mL。
[0025]优选地，溶液A与溶液B的体积比为1：(10
‑
30)。具体地，溶液A与溶液B的体积比为
1：10。
[0026]优选地，所述超速离心的离心速度为2000
‑
8000rpm，分子截留量(MWCO)为3
‑
10kDa，时间为5
‑
30min。具体地，所述超速离心的离心速度为5000rpm，分子截留量(MWCO)为10kDa，时间为20min。
[0027]优选地，去除有机溶剂的方法为旋转蒸发法，旋转蒸发法的转速为10
‑
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【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探针系统的构建方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、将药物、去铁斯若和金属离子溶解于有机溶剂中，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、将抗体蛋白溶解于水中，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探针系统。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探针系统的构建方法，其特征在于，所述金属离子为含有Mn
2+
、Fe
2+
、Fe
3+
其中之一的金属基氯化物。3.根据权利要求2所述的一种基于蛋白自组装的纳米药物探针系统的构建方法，其特征在于，所述金属基氯化物与去铁斯若的质量比为1:(1.5
‑
10)。4.根据权利要求2所述的一种基于蛋白自组装的纳米药物探针系统的构建方法，其特征在于，所述金属基氯化物为氯化铁。5.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：王志勇，沈君，毛家骥，
申请(专利权)人：中山大学孙逸仙纪念医院，
类型：发明
国别省市：