CN103554520A - 一种离子诱导制备柞蚕丝素蛋白纳米颗粒的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种离子诱导制备柞蚕丝素蛋白纳米颗粒的方法。在柞蚕丝素蛋白溶液中,加入阳离子诱导柞蚕丝素蛋白形成纳米微球。本发明制备环境为中性和常温常压状态,并避免了有机溶解的使用,提高了材料的利用度,产量可达到90%以上;得到的微球粒径分布均匀,尺寸达到纳米级别,且形成的微球能够保持柞蚕丝素蛋白的生物相容性,对人体无毒、无害、无免疫原性;同时,本发明提供的纳米颗粒保持了柞蚕丝素蛋白的RGD序列,能够促进细胞对于微球的识别,提高药物的靶向性,可广泛用于生物医学测量,药物或化妆品传送,微流体采样等领域。

Description

一种离子诱导制备柞蚕丝素蛋白纳米颗粒的方法
技术领域
本发明涉及一种有机高分子微球的制备方法,特别涉及一种用柞蚕丝素蛋白为原料制备纳米微球,属生物医学材料技术领域。
背景技术
近年来,随着生物技术和基因工程的发展,越来越多的生物活性物质如蛋白质、酶有望用于疾病治疗。由于蛋白质、多肽类药物口服后在肠道中易降解, 静脉注射体内循环时间短、生物半衰期短,大大制约了其应用。因此,如何将药物精确有效地投递到需要施治的部位,使药效得以最大化发挥是医学领域面临的问题。为解决这些问题,出现了各种蛋白质类药物剂型,其中微球制剂一直是近些年来药剂学研究的热点。它作为一种精密而细小的工具,可以广泛用于生物医学测量,药物或化妆品传送,微流体采样等领域,它不仅具备传统药物载体的分散、保护功能,又有缓释作用,作为当前新型药物载体具有广阔的开发和应用前景。近年来,天然生物高分子材料由于其独特的生物相容性而颇受人们的关注其优点是以生物可降解材料制备微球为载体,将生物活性物质固定化后,转运到特定部位,以预定的速率和剂量发挥作用。丝素蛋白来源丰富,制取简单方便、无毒、无害、无刺激、无免疫原性,具有良好的物理、化学、生物学性能,与人体有较好的组织相容性。
柞蚕丝素蛋白是由柞蚕丝腺内壁上的内皮细胞分泌的高纯度蛋白质,其氨基酸组成中以甘氨酸、丙氨酸和丝氨酸为主,具有良好的生物相容性,其本身及其降解产物对细胞和机体无毒,不会或较少引起炎症和免疫排斥反应。特别是其蛋白质分子中含有的RGD三肽序列。RGD序列作为细胞膜整合素受体与细胞外配体相结合的识别位点,介导细胞与细胞外基质及细胞之间的相互作用,能够促进细胞对于微球的识别,提高药物的靶向性、提高药物的生物利用度。将柞蚕丝素蛋白制备成微球用以生物活性物质的装载,缓释给药前景广阔。
本发明作出之前,文献“安徽农业大学学报, 2005, 32( 2): 243~ 245”介绍了一种柞蚕丝素粉的制取方法,以饱和硫酸铵溶液进行盐析使丝素沉淀获得柞蚕丝素粉,这种粉末颗粒大,形状不规则,难以用于药物释放领域。公开号为CN1560136的中国发明专利中,公开了一种纳米丝素颗粒的制造方法,通过向丝素蛋白溶液中加入甲醇、乙醇等变性剂,使丝素蛋白变性沉淀,得到纳米丝素蛋白微球,但是有机溶剂的残留会造成蛋白颗粒活性以及生物相容性的损失。文献文献“Biomaterials, 31 (2010) 1025–1035”利用PVA/丝素相分离技术制备几百纳米到几十微米的丝素蛋白微球,需要溶解去除PVA,并且是用于家蚕丝素蛋白微球的制备。由于家蚕丝素蛋白氨基酸序列中不含有RGD三肽序列,因此对于细胞识别以及靶向性方面不足。公开号为CN102977381A 的中国发明专利中,公开了一种柞蚕丝素蛋白微球及其制备方法,采用自组装原位生成法,通过控制pH值的方法获得了柞蚕丝素蛋白微球。该方法需要调节pH值至酸性,将会对某些药物分子产生影响,另外制备的颗粒略大,在微米级别,应用受到了一定的限制。
发明内容
为了克服现有技术存在的不足,本发明的目的在于提供一种离子诱导柞蚕丝素蛋白形成纳米颗粒的制备方法,其制备过程温和,得到的微球粒径分布均匀,尺寸达到纳米级别。
本发明采用的技术方案是:一种离子诱导制备柞蚕丝素蛋白纳米颗粒的方法,包括如下步骤:以天然柞蚕丝素蛋白为原料,将柞蚕丝进行脱胶、溶解、透析处理后得到柞蚕丝素蛋白溶液,调节柞蚕丝素蛋白溶液浓度为5~50mg/mL;在温度为30~60℃的条件下,加入浓度为0.01~1000mmol/L的阳离子进行诱导处理10~60分钟,再在超声波震荡条件下进行陈化处理20~30分钟,得到柞蚕丝素蛋白纳米颗粒悬浊液;经离心分离、冷冻干燥处理,得到直径为10~400纳米的柞蚕丝素蛋白纳米颗粒。
本发明所述的阳离子为一价离子中的锂离子、钠离子、钾离子、季铵阳离子;或为二价离子中的钙离子、镁离子、锰离子、锌离子、镍离子、铜离子;或为三价离子中的铝离子、铁离子、铈离子。
本发明的技术方案还包括按如上所述制备方法得到的柞蚕丝素蛋白纳米颗粒。
本发明的原理是:柞蚕丝素蛋白是一种弱的两性天然高分子,其蛋白质序列中含有聚丙氨酸序列疏水链段以及亲水性的氨基酸残基如酪氨酸、丝氨酸等序列。整个柞蚕丝素蛋白分子链可以看成是由80个交替排列的亲疏水区域组成,其结构类似于嵌段型高分子表面活性剂的结构。在水溶液中,柞蚕丝素蛋白分子主要以无规线团的形式存在,疏水链段在内,亲水链段在外形成带负电荷的蛋白颗粒。随着阳离子的加入,其表面电荷被阳离子中和,ξ电位降低,表面水化层减少,颗粒之间的相互斥力减少,由于颗粒之间的相互吸引而靠近,最终形成比较大的稳定颗粒。尤其是一些二价或者三价金属离子的加入,不仅降低了表面电荷,还与柞蚕丝蛋白上的氨基酸残基形成配位交联,是丝素蛋白分子更加容易聚集形成纳米颗粒沉淀下来。因此,本发明通过加入不同价态阳离子进行诱导柞蚕丝素蛋白形成纳米微球。
本发明具有以下明显优点:阳离子促进沉淀法制备柞蚕丝素蛋白纳米颗粒,是在中性pH值环境中制备,微球产量较高、粒径分布均匀,制备过程为常温常压的温和过程,避免了有机溶剂的使用或者酸性环境的问题。同时该方法简单,产率在90%以上,大大提高了材料的利用度,更最要的是,此方法不仅缩短微球形成时间而且形成的微球的尺寸较小到达纳米级别,能够保持柞蚕丝素蛋白的生物相容性,对药物纳米载体具有很高的价值。它是一种制备柞蚕丝素蛋白纳米颗粒的新方法。由于柞蚕丝素蛋白纳米颗粒直径小,不粘连,可以在血液中自由运行,起到释放药物,保持药物活性,控制药物释放量等效果。因而可作为要用辅料在疾病诊断和治疗中发挥独特作用。
附图说明
图1是本发明实施例采用离子诱导方法制备得到的柞蚕丝素蛋白微球的电子显微镜照片。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明做进一步描述。
实施例1:
将80g柞蚕丝放入盛有4L去离子水的不锈钢锅中,用电磁炉加热至沸腾,加入6g无水 NaCO3,调节电磁炉功率,继续微沸30min,重复3次,每次都要用温水清洗干净(用手搓至无粘滑感)后再煮。三次煮完后室温晾干得到纯柞蚕丝素纤维。将柞蚕丝素纤维加入饱和的硫氰酸锂溶液中,在60oC搅拌溶解成柞蚕丝素蛋白混合溶液。将所得到的柞蚕丝素混合溶液装入透析袋中,用去离子水透析4天,以除去硫氰酸锂等杂质,得到纯柞蚕丝素蛋白溶液。
调节柞蚕丝素蛋白溶液浓度为10mg/ml,加入一价阳离子NaCl溶液,浓度为100mmol/L,将混合液置于37℃水浴环境90min后获得柞蚕丝素蛋白微球悬浊液,然后离心分离,冷冻干燥获得柞蚕丝素蛋白微球。称重,产率为90%。参见附图1,它是本实施例采用离子诱导方法制备得到的柞蚕丝素蛋白微球的电子显微镜图,经电镜观察检测,该柞蚕丝素蛋白微球呈圆形,不粘连,直径分布在100~400纳米左右,平均直径200纳米。
实施例2:
将100 g柞蚕生丝放入5 L质量浓度为0.06%的Na2CO3水溶液中,于98~100oC处理30min,重复4次,使蚕丝脱胶,充分洗涤干燥后得到纯柞蚕丝素纤维。将纯柞蚕丝素纤维加入饱和的硫氰酸锂溶液中,在50oC搅拌溶解成柞蚕丝素蛋白混合溶液。将所得到的柞蚕丝素混合溶液装入透析袋中,用去离子水透析4天,以除去硫氰酸锂等杂质,得到纯柞蚕丝素蛋白溶液。
调节柞蚕丝素蛋白溶液浓度为20mg/ml,加入二价离子CaCl2,CaCl2的浓度为2 mmol/L,将混合液置于40℃ 水浴环境60min后获得柞蚕丝素蛋白纳米颗粒悬浊液,然后离心分离,冷冻干燥获得柞蚕丝素蛋白微球,称重,产率为95%。经电镜观察检测,该柞蚕丝素蛋白微球呈圆形,直径分布在50~500纳米,平均直径100纳米。
实施例3:
将150克柞蚕丝放入8升质量浓度为0.05%的碳酸钠水溶液中,于98~100℃处理0.5小时脱胶,重复处理3次,充分洗涤后得到纯柞蚕丝素纤维。将晾干后的柞蚕丝素纤维用1升浓度为9.3摩尔/升的硫氰酸锂溶液,55±5℃下加热溶解得到柞蚕丝素蛋白混合溶液。用纤维素膜为透析材料,将所得的柞蚕丝素蛋白混合溶液用去离子水透析3天,得到纯柞蚕丝素蛋白溶液。
调节柞蚕丝素蛋白溶液浓度为10mg/ml,加入三价阳离子Ce(NO3)3,Ce(NO3)3浓度为0.2 mmol/L,将混合液置于35℃ 水浴环境60min后获得柞蚕丝素蛋白纳米颗粒悬浊液,然后离心分离,冷冻干燥获得柞蚕丝素蛋白纳米颗粒,称重,产率为90%。经电镜观察检测,该柞蚕丝素蛋白微球呈圆形,直径分布在50~200纳米,平均直径为80纳米。

Claims (5)

1.一种离子诱导制备柞蚕丝素蛋白纳米颗粒的方法,其特征在于包括如下步骤:以天然柞蚕丝素蛋白为原料,将柞蚕丝进行脱胶、溶解、透析处理后得到柞蚕丝素蛋白溶液,调节柞蚕丝素蛋白溶液浓度为5~50mg/mL;在温度为30~60℃的条件下,加入浓度为0.01~1000mmol/L的阳离子进行诱导处理10~60分钟,再在超声波震荡条件下进行陈化处理20~30分钟,得到柞蚕丝素蛋白纳米颗粒悬浊液;经离心分离、冷冻干燥处理,得到直径为10~400纳米的柞蚕丝素蛋白纳米颗粒。
2.根据权利要求1所述的一种离子诱导制备柞蚕丝素蛋白纳米颗粒的方法,其特征在于:所述的阳离子为一价离子锂离子、钠离子、钾离子、季铵阳离子。
3.根据权利要求1所述的一种离子诱导制备柞蚕丝素蛋白纳米颗粒的方法,其特征在于:所述的阳离子为二价离子钙离子、镁离子、锰离子、锌离子、镍离子、铜离子。
4.根据权利要求1所述的一种离子诱导制备柞蚕丝素蛋白纳米颗粒的方法,其特征在于:所述的阳离子为三价离子铝离子、铁离子、铈离子。
5.一种按权利要求1制备方法得到的柞蚕丝素蛋白纳米颗粒。
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Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104231283A (zh) * 2014-09-25 2014-12-24 苏州印丝特纺织数码科技有限公司 一种用活性peg制备丝素纳米颗粒的方法
CN104434812A (zh) * 2014-11-12 2015-03-25 苏州大学 一种柞蚕丝素蛋白阿霉素缓释微球及其制备方法
CN106009705A (zh) * 2016-05-13 2016-10-12 东莞市联洲知识产权运营管理有限公司 一种含丝素的抗菌远红外微米颗粒及其制备方法
CN106400311A (zh) * 2016-09-07 2017-02-15 东华大学 基于氧化石墨烯复合纳米纤维组织工程支架的制备方法
CN106400312A (zh) * 2016-09-07 2017-02-15 东华大学 基于石墨烯导电型复合纳米纤维神经组织工程支架的制备
CN109602952A (zh) * 2018-12-27 2019-04-12 上海北陆医药科技有限公司 一种长效缓释细胞支架及其制备方法、应用
CN111575317A (zh) * 2020-05-09 2020-08-25 苏州大学 一种阳离子化柞蚕丝素蛋白/腺病毒复合物、制备方法及其应用
CN113527895A (zh) * 2021-08-04 2021-10-22 西湖大学 一种可降解超韧丝蛋白基材料及其制备方法及应用
CN114958009A (zh) * 2022-05-24 2022-08-30 浙江理工大学 一种蚕丝基高强度离子凝胶柔性传感材料的制备方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1560115A (zh) * 2004-03-10 2005-01-05 复旦大学 蚕丝蛋白纳米微球及其制备方法
CN101857729A (zh) * 2010-06-02 2010-10-13 苏州大学 一种难溶于水的丝素蛋白多孔材料及其制备方法
CN102977381A (zh) * 2012-12-10 2013-03-20 苏州大学 一种柞蚕丝素蛋白微球及其制备方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1560115A (zh) * 2004-03-10 2005-01-05 复旦大学 蚕丝蛋白纳米微球及其制备方法
CN101857729A (zh) * 2010-06-02 2010-10-13 苏州大学 一种难溶于水的丝素蛋白多孔材料及其制备方法
CN102977381A (zh) * 2012-12-10 2013-03-20 苏州大学 一种柞蚕丝素蛋白微球及其制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
吴洁梅等: ""柞蚕丝素粉的制取"", 《安徽农业大学学报》 *

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104231283A (zh) * 2014-09-25 2014-12-24 苏州印丝特纺织数码科技有限公司 一种用活性peg制备丝素纳米颗粒的方法
CN104231283B (zh) * 2014-09-25 2016-11-09 苏州印丝特纺织数码科技有限公司 一种用活性peg制备丝素纳米颗粒的方法
CN104434812A (zh) * 2014-11-12 2015-03-25 苏州大学 一种柞蚕丝素蛋白阿霉素缓释微球及其制备方法
CN106009705A (zh) * 2016-05-13 2016-10-12 东莞市联洲知识产权运营管理有限公司 一种含丝素的抗菌远红外微米颗粒及其制备方法
CN106400311A (zh) * 2016-09-07 2017-02-15 东华大学 基于氧化石墨烯复合纳米纤维组织工程支架的制备方法
CN106400312A (zh) * 2016-09-07 2017-02-15 东华大学 基于石墨烯导电型复合纳米纤维神经组织工程支架的制备
CN109602952A (zh) * 2018-12-27 2019-04-12 上海北陆医药科技有限公司 一种长效缓释细胞支架及其制备方法、应用
CN111575317A (zh) * 2020-05-09 2020-08-25 苏州大学 一种阳离子化柞蚕丝素蛋白/腺病毒复合物、制备方法及其应用
CN113527895A (zh) * 2021-08-04 2021-10-22 西湖大学 一种可降解超韧丝蛋白基材料及其制备方法及应用
CN113527895B (zh) * 2021-08-04 2022-07-29 西湖大学 一种可降解超韧丝蛋白基材料及其制备方法及应用
CN114958009A (zh) * 2022-05-24 2022-08-30 浙江理工大学 一种蚕丝基高强度离子凝胶柔性传感材料的制备方法
CN114958009B (zh) * 2022-05-24 2024-01-16 浙江理工大学 一种蚕丝基高强度离子凝胶柔性传感材料的制备方法

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