一种PDANS-BSA复合材料的制备方法及其应用技术

本发明专利技术公开了一种PDANS

【技术实现步骤摘要】
一种PDANS
‑
BSA复合材料的制备方法及其应用


[0001]本专利技术涉及复合型纳米颗粒
，尤其涉及一种PDANS
‑
BSA复合材料的制备方法及其应用。

技术介绍

[0002]随着纳米技术的发展，生物分子
‑
纳米颗粒复合物广泛应用于生物医学领域。纳米级生物材料表面修饰被认为是一种有效的改变细胞粘附、生长和定位的方法。被称为蛋白冠(protein corona，PC)的蛋白质涂层是一种优秀、简单、成本效益高的技术，PC可以通过形成蛋白质外壳和纳米颗粒周围的动态层来诱导所需的性能，从而改变纳米结构表面的物理化学特征，如组成、大小、表面电荷、粗糙度和功能。
[0003]目前，形成PC主要通过有两种途径，第一种途径为细胞培养基中现有的蛋白质被表面吸收，促进细胞与底物的粘附；第二种途径为在使用细胞培养基之前，纳米结构被涂上单一蛋白质或特定的系列蛋白质。
[0004]现有的利用PC技术的方法虽然在组织工程领域取得了显著的成就，但它们也存在不足，其中，最重要的是异质性反应、所需细胞反应的低效率和生物相容性的低效率、均匀性的损失、高成本。
[0005]在生物材料中，聚多巴胺(PDA)因其生物相容性、亲水性、生物活性和生物粘附性等特性而被认为是一种很有前途的组织工程候选材料。这些性质是由含有儿茶酚胺和羟基官能团引起的。
[0006]牛血清白蛋白(BSA)是血浆中丰富的多功能蛋白之一，一种带负电荷的球形水溶性蛋白质，结构呈心形，分子量为66kDa，由583个氨基酸残基组成，参与重要的生理功能，非糖基化牛血清白蛋白在生物医学领域有很多应用，被称为第一个用于生物医学应用的生物分子。BSA的α
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螺旋结构域的氨基酸序列分别为 I(1
‑
195)、II(196
‑
383)和III(384
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583)。因此，结构动态使BSA在与其他分子相互作用时变得灵活。此外，BSA具有高度的定位于固体表面如纳米颗粒的倾向。
[0007]因此，本领域的技术人员致力于开发一种利用PC进行表面修饰的方法，通过控制蛋白质纳米级生物材料形成理想的PC，从而影响生物材料与细胞的相互作用。

技术实现思路

[0008]有鉴于现有技术的上述缺陷，本专利技术所要解决的技术问题是通过控制蛋白质之间的相互作用和聚集、蛋白质的最佳浓度、形状和大小的高度均匀性、蛋白质的结构动力学和生物相容性，有规律地在纳米颗粒表面形成“蛋白冠”，为组织工程提供了一种控制蛋白
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纳米粒子相互作用的新方法。
[0009]为实现上述目的，本专利技术提供了一种PDANS
‑
BSA复合材料制备方法，包括以下步骤：
[0010]步骤1、合成聚多巴胺纳米球(PDA Nanosphere，PDANS)
[0011]步骤2、荧光光谱技术测定PDANS吸附BSA的吸附性能：
[0012]步骤3、PDANS
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BSA复合材料的形成：
[0013]根据步骤2的结果，将BSA添加到PDANS溶液中充分混合，离心洗涤。
[0014]进一步地，所述步骤1具体为：
[0015]步骤1.1、在碱性条件下，盐酸多巴胺自发氧化生成PDANS；
[0016]步骤1.2、制备乙醇、异丙醇和去离子水溶液；
[0017]步骤1.3、将tris
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buffer溶液加入到步骤1.2得到的混合物中，同时搅拌，转速为250rpm；通过HCl调整溶液的pH；
[0018]步骤1.4、将浓度为1.5mg/mL的多巴胺
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盐酸逐滴加入到步骤1.3得到的溶液中，至溶液变成深棕色；
[0019]步骤1.5、避光条件下，步骤1.4得到的溶液在室温下搅拌72小时后，再使用去离子水离心3次，9000rpm，之后置于冷冻干燥机中，
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58℃，压力0.5Torr，冷冻干燥48小时，获得干黑粉末PDANS。
[0020]优选地，步骤1.3中所述tris
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buffer溶液的浓度10mM。
[0021]优选地，步骤1.3中所述HCl的浓度为1M，将pH调至8.5。
[0022]进一步地，步骤2具体包括以下步骤：
[0023]步骤2.1、配制10mM NaCl溶液，调整pH为7，用于BSA溶剂化；
[0024]步骤2.2、用荧光光谱仪测量不同温度下(25、31和37℃)BSA的本征荧光；
[0025]步骤2.3、在BSA溶液中加入不同浓度的PDANS，对体系中的BSA进一步测试荧光发射光谱：
[0026]激发波长调整为290nm，在300～500nm范围内记录发射光谱，激发和发射的狭缝尺寸设为10nm；
[0027]优选地，步骤2.3中，加入PDANS后，每次孵育时间为3分钟；
[0028]步骤2.5、数据采用Stern
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Volmer图进行分析。
[0029]优选地，所述BSA为NaCl溶液制备的5μM BSA溶液。
[0030]优选地，步骤2.3中所述PDANS浓度范围为0～62μM。
[0031]进一步地，所述步骤3具体为将1mg/ml BSA与PDANS水溶液在37℃下充分混合10分钟，反应混合物在18000g下离心30分钟，洗涤三次。
[0032]本专利技术还提供了一种利用如权利要求1
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9所述的任一项制备方法获得的PDANS
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BSA复合材料再生医学和皮肤疤痕、伤口愈合中的应用。
[0033]本专利技术的有益效果：
[0034]1)表面改性制备方法简单、快速，不再需要表面功能化或使用任何技术来修饰表面；
[0035]2)通过计算蛋白质与纳米粒子的最佳反应比例：采用优化后的浓度进行表面改性，使其具有理想的形状和粗糙度以及均匀性，更好的控制蛋白质对纳米材料的表面改性
[0036]3)形成具有动态特性的PC薄层：所述蛋白质层在10层以下形成，这些蛋白质吸附层纳米颗粒提供了动态表面；
[0037]4)避免聚合：BSA与PDANS相互作用是一层控制一层形成，BSA
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BSA相互作用有序形成，PC层的形成没有形成均匀表面，没有出现明显的蛋白聚集。
[0038]5)层的灵活性：由于在PDANS上采用了BSA表面，同时保持了BSA的结构动态，通过PC技术提出的层比现有的表面改性方法更加灵活；
[0039]6)与现有方法相比，本方法具有成本效益；
[0040]7)提高纳米颗粒的生物相容性，应用于生物医学，特别是骨组织工程，有利于提高骨组织工程表面改性效率。
附图说明
[0041]图1是通过BSA修饰PDANS表面的示意图；
[0042]图2是PDANS合成原理图；
[004本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种PDANS
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BSA复合材料制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、合成PDANS步骤2、荧光光谱技术测定PDANS对BSA的吸附情况：步骤3、PDANS
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BSA“蛋白冠”的形成：根据步骤2的结果，将BSA添加到PDANS溶液中充分混合，离心洗涤。2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤1具体为：步骤1.1、在碱性条件下，盐酸多巴胺自发氧化生成PDANS；步骤1.2、异丙醇与去离子水按照体积比2:5混合；步骤1.3、将tris
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buffer溶液加入到步骤1.2得到的混合物中，同时搅拌，转速为250rpm，使用HCl调整pH；步骤1.4、将浓度为1.5mg/mL的多巴胺
‑
盐酸逐滴加入到步骤1.3得到的溶液中，至溶液变成深棕色；步骤1.5、避光条件下，步骤1.4得到的溶液在室温下搅拌72小时后，再使用去离子水离心3次，9000rpm，之后置于冷冻干燥机中，
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58℃，压力0.5Torr，冷冻干燥48小时，获得干黑粉末PDANS。3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤1.3中所述tris
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buffer溶液的浓度10mM。4.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤1...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁显廷，贝法利德，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：