多配体功能化复合纳米材料及其制备方法与应用技术

本发明专利技术属于生物医用材料领域，公开了一种多配体功能化复合纳米材料及制备方法与应用。所述制备方法如下：首先将金属纳米颗粒原位生长在氨基金属有机骨架上，得到复合纳米材料基质；然后利用金属离子螯合作用将配体1固定在金属有机骨架中，同时引入封闭剂1对多余金属离子反应位点进行封闭；接着再利用金属与巯基之间自组装相互作用将配体2固定到金属纳米颗粒表面，并引入封闭剂2对金属纳米颗粒表面多余反应位点进行封闭，最终得到多配体功能化复合纳米材料。本发明专利技术所得多配体功能化复合纳米材料具有吸附容量大、非特异性吸附少、捕获效率高、理化性质稳定、可工业化生产的优点，可用于复杂生物样本中抗体类药物的捕获。于复杂生物样本中抗体类药物的捕获。于复杂生物样本中抗体类药物的捕获。

【技术实现步骤摘要】
多配体功能化复合纳米材料及其制备方法与应用


[0001]本专利技术属于生物医用材料领域，具体涉及一种多配体功能化复合纳米材料及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]抗体类药物目前已成为治疗各种癌症、传染性疾病和自身免疫性疾病的重磅生物药物[Nat.Rev.Immunol.10(2010)317
‑
327]。其中，单克隆抗体(monoclonal antibody,mAb)凭借其疗效高、特异性强等优势，一直以来稳居全球药物销售榜前列[Monoclonal Antibodies(MAbS)Global Market Report 2020.]。尤其是近些年一些新型的抗体类药物由于具有独特的疗效而倍受关注，掀起了新药研发领域的热潮。譬如，抗体偶联药物(antibody
‑
drug conjugate，ADC)通过将单克隆抗体药物的高特异性和小分子细胞毒药物的高活性相结合，可显著提高肿瘤药物的靶向性并减少毒副作用，被誉之为“生物导弹”，因而在肿瘤的免疫治疗中具有广阔的应用前景[MAbs.10(2018)678
‑
691.]。
[0003]尽管抗体类药物在疾病的临床治疗中广受好评，但是，目前抗体类药物的应用却面临着两方面的难题：一是在其制药生产过程中，随着生产体系的建立健全，急剧增加的上游药物滴度给其下游纯化工艺带来了沉重的负担[Acta Biomaterialia 95(2019)73
‑
90.]；二是其体内药物分析，如血药浓度监测、药物动态追踪、体内生物转化等仍然是新药开发和药代动力学研究难点。而解决上述两问题的核心均在于如何对复杂生物体系中的抗体类药物进行高效富集纯化。迄今为止，最常用的抗体类药物纯化技术仍然是蛋白A亲和色谱，但是其存在一些固有的缺陷：(1)蛋白类配基价格昂贵，理化性质不够稳定，严苛洗脱条件下易造成配基脱落继而引起免疫原性反应[Biotechnol.Prog.32(2016)1193
‑
1202.]；(2)执行体内样品分离时，由于患者体内含有高丰度的人血清免疫球蛋白G(human Immunoglobulin G,hIgG)，其与抗体的可结晶段(fragment crystallizable，Fc)有着高度序列同源性，所以仅仅依靠蛋白A对抗体Fc段的特异性难以精准辨别hIgG和mAbs；(3)使用的琼脂糖凝胶基质往往还具有吸附容量有限，理化性质不够稳定、机械强度差等不足[J.Chromatogr.A.1530(2017)129
‑
137.]；(4)对于结构和组成更为复杂并且在体内呈动态变化的ADC来说，传统单一位点识别技术可能会造成部分关键ADC物种缺失。
[0004]基于上述背景，本专利技术申请的技术方案是通过在复合纳米材料基质上修饰不同的捕获单元，可以利用不同配体之间的多位点协同识别作用实现对目标物的精准、全方位地捕获，进而能够提高捕获的准确性。这类新型高效、精准、应用范围广阔的体内抗体药物识别技术对于抗体药物的体内分析具有重要意义。

技术实现思路

[0005]针对以上现有技术存在的缺点和不足之处，本专利技术的首要目的在于提供一种多配体功能化复合纳米材料的制备方法。
[0006]本专利技术的第二目的在于提供一种通过上述方法制备得到的多配体功能化复合纳
米材料。
[0007]本专利技术的第三目的在于提供上述多配体功能化复合纳米材料的应用。
[0008]本专利技术的首要目的通过以下技术方案实现：
[0009]一种多配体功能化复合纳米材料的制备方法，包括如下步骤：
[0010](1)复合纳米材料(MOF@MNPs)的制备：将金属纳米颗粒(MNPs)利用静电作用原位生长在氨基化金属有机骨架(MOF)上，得到金属纳米颗粒修饰的氨基化金属有机骨架材料，即复合纳米材料(MOF@MNPs)；
[0011](2)单一配体修饰的复合纳米材料(MOF@MNPs@Ligand 1)的制备：利用组氨酸与过渡态金属离子之间的螯合作用，将具有组氨酸标签的配体1(Ligand 1)修饰到氨基化金属有机骨架(MOF)上，并利用封闭剂1对氨基化金属有机骨架(MOF)上多余金属离子反应位点进行封闭，得到单一配体修饰的复合纳米材料(MOF@MNPs@Ligand 1)；
[0012](3)多配体功能化复合纳米材料(MOF@MNPs@Dual
‑
ligand)的制备：利用金硫键自组装作用，将末端带有巯基修饰的配体2(Ligand 2)固定到金属纳米颗粒(MNPs)上，并利用封闭剂2对金属纳米颗粒(MNPs)上多余反应位点进行封闭，最终得到多配体修饰的复合纳米材料(MOF@MNPs@Dual
‑
ligand)。
[0013]优选地，所述多配体功能化复合纳米材料的制备方法，具体包括如下制备步骤：
[0014](1)复合纳米材料(MOF@MNPs)的制备：首先利用水热法合成氨基功能化金属有机骨架(MOF)，充分洗涤干净后，往溶液中加入金属酸盐和还原剂，利用原位生长法在金属有机骨架表面生长出金属纳米颗粒(MNPs)，最终经过洗涤干净后得到以金属有机骨架和金属纳米颗粒为基础的复合纳米材料(MOF@MNPs)；
[0015](2)单一配体修饰的复合纳米材料(MOF@MNPs@Ligand 1)的制备：向步骤(1)中制备好的复合纳米材料溶液加入修饰了组氨酸标签的配体1(Ligand1)溶液，第一次混旋孵育后用去离子水洗净，利用组氨酸与MOF上过渡态金属离子之间的螯合作用将Ligand 1固定到MOF表面；接着，加入封闭剂1用来封闭MOF中多余的金属离子位点，第二次混旋孵育后用去离子水洗净，得到单一配体修饰的复合纳米材料(MOF@MNPs@Ligand 1)；
[0016](3)多配体功能化复合纳米材料(MOF@MNPs@Dual
‑
ligand)的制备：取修饰了巯基的配体2(Ligand 2)溶液加入到步骤(2)中MOF@MNPs@Ligand1的溶液中，第三次混旋孵育后用去离子水洗净，利用巯基与MNPs表面自组装相互作用将Ligand 2固定到MNPs上；最后，再加入封闭剂2至上步溶液中将MNPs上多余反应位点进行封闭，第四次混旋孵育后用去离子水洗净，再置于真空干燥中烘干，最终得到多配体功能化复合纳米材料(MOF@MNPs@Dual
‑
Ligand)。
[0017]优选地，所述步骤(1中)水热法合成氨基功能化金属有机骨架(MOF)具体步骤为：将0.1～1.0g的FeCl3·
6H2O溶于1～10mL DMF中得到溶液A，再将0.1～1.0g 2
‑
氨基对苯二甲酸溶于另外的1～10mL DMF中得到溶液B；将溶液A与溶液B在室温下充分混合后，最后将溶液A和溶液B的混合液转移到高压反应釜中，于60～200℃下反应12～24小时得到氨基功能化金属有机骨架(MOF)。
本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多配体功能化复合纳米材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)MOF@MNPs的制备：将MNPs利用静电作用原位生长在MOF上，得到金属纳米颗粒修饰的氨基化金属有机骨架材料，即MOF@MNPs；(2)MOF@MNPs@Ligand 1的制备：利用组氨酸与过渡态金属离子之间的螯合作用，将具有组氨酸标签的Ligand 1修饰到MOF上，并利用封闭剂1对MOF上多余金属离子反应位点进行封闭，得到MOF@MNPs@Ligand 1；(3)MOF@MNPs@Dual
‑
ligand的制备：利用金硫键自组装作用，将末端带有巯基修饰的Ligand 2固定到MNPs上，并利用封闭剂2对MNPs上多余反应位点进行封闭，最终得到MOF@MNPs@Dual
‑
ligand。2.根据权利要求1所述多配体功能化复合纳米材料的制备方法，其特征在于，所述多配体功能化复合纳米材料的制备方法，具体包括如下制备步骤：(1)MOF@MNPs的制备：首先利用水热法合成MOF，充分洗涤干净后，往溶液中加入金属酸盐和还原剂，利用原位生长法在金属有机骨架表面生长出MNPs，最终经过洗涤干净后得到以金属有机骨架和金属纳米颗粒为基础的MOF@MNPs；(2)MOF@MNPs@Ligand 1的制备：向步骤(1)中制备好的复合纳米材料溶液加入修饰了组氨酸标签的Ligand 1溶液，第一次混旋孵育后用去离子水洗净，利用组氨酸与MOF上过渡态金属离子之间的螯合作用将Ligand 1固定到MOF表面；接着，加入封闭剂1用来封闭MOF中多余的金属离子位点，第二次混旋孵育后用去离子水洗净，得到MOF@MNPs@Ligand 1；(3)MOF@MNPs@Dual
‑
ligand的制备：取修饰了巯基的Ligand 2溶液加入到步骤(2)中MOF@MNPs@Ligand 1的溶液中，第三次混旋孵育后用去离子水洗净，利用巯基与MNPs表面自组装相互作用将Ligand 2固定到MNPs上；最后，再加入封闭剂2至上步溶液中将MNPs上多余反应位点进行封闭，第四次混旋孵育后用去离子水洗净，再置于真空干燥中烘干，最终得到MOF@MNPs@Dual
‑
Ligand。3.根据权利要求1或2任一项所述多配体功能化复合纳米材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中MOF是指氨基功能化MIL系列、氨基功能化ZIF系列、氨基功能化UiO系列、氨基功能化PCN系列、氨基功能化CPL系列、氨基功能化IRMOF系列金属有机骨架中的至少一种；所述MNPs为金、银、铜、铂纳米颗粒中的至少一种；所述金属纳米颗粒的粒径为5～50nm；所述MNPs是在MOF原位生长得到。4.根据权利要求1或2任一项所述多配体功能化复合纳米材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中Ligand 1为修饰了组氨酸标签的多肽、核酸适配体、蛋白质、蛋白结构域、小分子化合物中的一种，所述固定方式是通过金属离子螯合作用将Ligand 1与氨基化金属有机骨架上的过渡态金属离子结合，所述Ligand1浓度...

【专利技术属性】
技术研发人员：王启钦，江正瑾，雷雨田，沈媛，左成意，杨嘉雯，周经纬，章梦云，
申请(专利权)人：暨南大学，
类型：发明
国别省市：