CN113289587B - 巯基修饰的磁性纳米微球及其制备方法、应用 - Google Patents
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Abstract
本发明属于磁性材料合成技术领域，公开了一种巯基修饰的磁性纳米微球及其制备方法、应用，该纳米微球表面接枝有巯基，制备过程中首先制备了以磁性四氧化三铁为核心的磁性纳米微球，然后通过巯基接枝反应及纯化最终制备而成，因该磁性纳米微球外表面接枝有巯基，所制备的巯基修饰的磁性纳米微球用于抗体偶联物的快速纯化。
Description
技术领域
本发明属于磁性材料合成技术领域，具体涉及一种巯基修饰的磁性纳米微球及其制备方法、应用。
背景技术
MC-vc-PAB-MMAE是抗体偶联药物中常用的连接子-毒素，在抗体偶联药的制备中通常过量使用，偶联反应之后剩余的连接子-毒素需要除掉，传统的方式是通过脱盐柱，这种方法不适合药物早期发现阶段高通量筛选阶段的小量样品的快速分析的需求。
磁性纳米微球是一种包被有生物活性基团的功能化载体，磁性纳米微球表面可以修饰不同的官能基团从而具有不同的应用功能；巯基和马来酰亚胺的反应可以快速吸附偶联反应后残余的MC-vc-PAB-MMAE，目前，还未有将磁性纳米微球与巯基结合用于吸附MC-vc-PAB-MMAE的报道。因此，为快速吸附偶联反应后残余的MC-vc-PAB-MMAE，本发明公开了一种巯基修饰的磁性纳米微球，所制备的巯基修饰的磁性纳米微球表面富集有大量的巯基，用于快速吸附偶联反应后残余的MC-vc-PAB-MMAE。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明目的是提供一种巯基修饰的磁性纳米微球及其制备方法，所制备的巯基修饰的磁性纳米微球表面富集有大量的巯基，用于快速吸附偶联反应后残余的MC-vc-PAB-MMAE。
本发明的第一目的是提供一种巯基修饰的磁性纳米微球的制备方法，包括以下步骤：
S1、在搅拌状态下，将乳化剂溶解至疏水性有机溶剂中加热制备有机相；
S2、将壳聚糖加入醋酸水溶液中配制壳聚糖醋酸水溶液，之后在搅拌加热状态下加入磁性四氧化三铁悬浊液，制备壳聚糖醋酸混合液；
S3、在搅拌加热状态下，将壳聚糖醋酸混合液加入有机相中反应，反应结束后自然降温制得磁性纳米微球；
S4、巯基接枝反应：将磁性纳米微球、3-巯基丙酰胺溶于二氯甲烷中，依次加入二环已基碳二亚胺和4-二甲基吡啶，反应后得到固体粗品A，其中所述反应的反应条件为反应温度为50℃，反应时间为12-24h，反应搅拌速度为250rpm；
S5、纯化：将所述固体粗品A用二甲基甲酰胺洗涤后溶解在1％乙酸溶液中，离心后取出清液，加入丙酮反应后得到巯基修饰的磁性纳米微球絮状物，将其真空干燥后得到巯基修饰的磁性纳米微球。
优选的，步骤S1中所述搅拌状态的速度为300-400rpm，所述乳化剂为Span-80或Span-85，所述疏水性有机溶剂为正庚烷或正辛烷，所述乳化剂和疏水性有机溶剂的质量比为1.0～1.5：11.0～12.0，所述制得的有机相的温度为80℃。
优选的，步骤S2中所述的搅拌加热状态的条件为搅拌速度为300rpm，搅拌时间为1h，搅拌温度为90℃。
优选的，步骤S2中所述醋酸水溶液中醋酸的质量百分比为3％，所述壳聚糖与醋酸水溶液的质量比为1:60～100。
优选的，步骤S2中所述四氧化三铁悬浊液的溶质为磁性四氧化三铁粉末，溶剂为吐温20水溶液，其中，四氧化三铁粉末和蒸馏水的质量体积比1：20，所述吐温20在蒸馏水中的体积分数为0.5‰。
优选的，步骤S3中所述搅拌加热状态的搅拌速度为800rpm，搅拌温度为85℃；所述反应的反应时间为2h。
优选的，步骤S4中所述磁性纳米微球、3-巯基丙酰胺、二氯甲烷、二环已基碳二亚胺和4-二甲基吡啶的质量比为1:20～40:60～80:1～2:2～4。
优选的，步骤S5中所述固体粗品A、1％乙酸溶液、丙酮的质量比为1:40:10。
本发明的另一目的是提供一种巯基修饰的磁性纳米微球，其根据权利要求1-8中任意一项所述的巯基修饰的磁性纳米微球的制备方法制备，其特征在于，所述磁性纳米微球的外表面接枝有巯基。
优选的，所述巯基修饰的磁性纳米微球应用于抗体偶联物的快速纯化。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
1.本发明公开的巯基修饰的磁性纳米微球，表面接枝有巯基，能够快速吸附偶联反应后残余的MC-vc-PAB-MMAE，可用于抗体偶联物的快速纯化。
2.本发明公开的巯基修饰的磁性纳米微球的制备方法，其制备成本低廉，接枝效率高，且在常温下制备，操作简单，无副反应，对环境友好。
本上述说明仅是本发明方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例详细说明如后。本发明的具体实施方式由以下实施例详细给出。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解，下面结合具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
实施例1
一种巯基修饰的磁性纳米微球的制备方法，包括以下步骤：
S1、在搅拌速度为400rpm状态下，将Span-80溶解至正辛烷中，加热至80℃制得有机相；其中，所述Span-80和正辛烷的质量比为1.0：12.0。
S2、将壳聚糖加入质量百分比为3％的醋酸水溶液中配制壳聚糖醋酸水溶液，其中，所述壳聚糖与醋酸水溶液的质量比为1:100；之后在搅拌速度为300rpm，搅拌温度为90℃的状态下加入磁性四氧化三铁悬浊液，搅拌1h，制备壳聚糖醋酸混合液；其中，所述磁性四氧化三铁悬浊液的溶质为磁性四氧化三铁粉末，溶剂为吐温20水溶液，其中，四氧化三铁粉末和蒸馏水的质量体积比1：20，所述吐温20在蒸馏水中的体积分数为0.5‰。
S3、在搅拌速度为800rpm，搅拌温度为85℃的状态下，将壳聚糖醋酸混合液加入有机相中反应2h，反应结束后自然降温制得磁性纳米微球；
S4、巯基接枝反应：将磁性纳米微球、3-巯基丙酰胺溶于二氯甲烷中，依次加入二环已基碳二亚胺和4-二甲基吡啶，反应后得到固体粗品A，其中所述反应的反应条件为反应温度为50℃，反应时间为12h，反应搅拌速度为250rpm；所述磁性纳米微球、3-巯基丙酰胺、二氯甲烷、二环已基碳二亚胺和4-二甲基吡啶的质量比为1:40:80:2:4。。
S5、纯化：将所述固体粗品A用二甲基甲酰胺洗涤后溶解在1％乙酸溶液中，离心后取出清液，加入丙酮反应后得到巯基修饰的磁性纳米微球絮状物，将其真空干燥后得到巯基修饰的磁性纳米微球。其中，所述固体粗品A、1％乙酸溶液、丙酮的质量比为1:40:10。
实施例2
一种巯基修饰的磁性纳米微球的制备方法，包括以下步骤：
S1、在搅拌速度为400rpm状态下，将Span-85溶解至正庚烷中，加热至80℃制得有机相；其中，所述Span-80和正庚烷的质量比为1.5：11.0。
S2、将壳聚糖加入质量百分比为3％的醋酸水溶液中配制壳聚糖醋酸水溶液，其中，所述壳聚糖与醋酸水溶液的质量比为1:60；之后在搅拌速度为300rpm，搅拌温度为90℃的状态下加入磁性四氧化三铁悬浊液，搅拌1h，制备壳聚糖醋酸混合液；其中，所述磁性四氧化三铁悬浊液的溶质为磁性四氧化三铁粉末，溶剂为吐温20水溶液，其中，四氧化三铁粉末和蒸馏水的质量体积比1：20，所述吐温20在蒸馏水中的体积分数为0.5‰。
S3、在搅拌速度为800rpm，搅拌温度为85℃的状态下，将壳聚糖醋酸混合液加入有机相中反应2h，反应结束后自然降温制得磁性纳米微球；
S4、巯基接枝反应：将磁性纳米微球、3-巯基丙酰胺溶于二氯甲烷中，依次加入二环已基碳二亚胺和4-二甲基吡啶，反应后得到固体粗品A，其中所述反应的反应条件为反应温度为50℃，反应时间为24h，反应搅拌速度为250rpm；所述磁性纳米微球、3-巯基丙酰胺、二氯甲烷、二环已基碳二亚胺和4-二甲基吡啶的质量比为1:20:60:1:2。
S5、纯化：将所述固体粗品A用二甲基甲酰胺洗涤后溶解在1％乙酸溶液中，离心后取出清液，加入丙酮反应后得到巯基修饰的磁性纳米微球絮状物，将其真空干燥后得到巯基修饰的磁性纳米微球。其中，所述固体粗品A、1％乙酸溶液、丙酮的质量比为1:40:10。
实施例3
一种巯基修饰的磁性纳米微球的制备方法，包括以下步骤：
S1、在搅拌速度为350rpm状态下，将Span-85溶解至正庚烷中，加热至80℃制得有机相；其中，所述Span-85和正庚烷的质量比为1.2：11.5。
S2、将壳聚糖加入质量百分比为3％的醋酸水溶液中配制壳聚糖醋酸水溶液，其中，所述壳聚糖与醋酸水溶液的质量比为1:60；之后在搅拌速度为300rpm，搅拌温度为90℃的状态下加入磁性四氧化三铁悬浊液，搅拌1h，制备壳聚糖醋酸混合液；其中，所述磁性四氧化三铁悬浊液的溶质为磁性四氧化三铁粉末，溶剂为吐温20水溶液，其中，四氧化三铁粉末和蒸馏水的质量体积比1：20，所述吐温20在蒸馏水中的体积分数为0.5‰。
S3、在搅拌速度为800rpm，搅拌温度为85℃的状态下，将壳聚糖醋酸混合液加入有机相中反应2h，反应结束后自然降温制得磁性纳米微球；
S4、巯基接枝反应：将磁性纳米微球、3-巯基丙酰胺溶于二氯甲烷中，依次加入二环已基碳二亚胺和4-二甲基吡啶，反应后得到固体粗品A，其中所述反应的反应条件为反应温度为50℃，反应时间为18h，反应搅拌速度为250rpm；所述磁性纳米微球、3-巯基丙酰胺、二氯甲烷、二环已基碳二亚胺和4-二甲基吡啶的质量比为1:30:70:1.5:3。
S5、纯化：将所述固体粗品A用二甲基甲酰胺洗涤后溶解在1％乙酸溶液中，离心后取出清液，加入丙酮反应后得到巯基修饰的磁性纳米微球絮状物，将其真空干燥后得到巯基修饰的磁性纳米微球。其中，所述固体粗品A、1％乙酸溶液、丙酮的质量比为1:40:10。
本发明所公开的一种巯基修饰的磁性纳米微球以磁性四氧化三铁为核心，壳聚糖为壳体，壳聚糖表面接枝有巯基，可用于吸附抗体偶联反应后残余的MC-vc-PAB-MMAE，吸附过程中，巯基与MC-vc-PAB-MMAE的马来酰亚胺基反应，快速吸附偶联反应后残余的MC-vc-PAB-MMAE，相比于常规的脱盐柱洗脱MC-vc-PAB-MMAE，避免了离心操作，上清液可直接进行分析操作，有利于小量样品的快速分析，极大的加速了药物早期发现阶段高通量筛选试验的实验进度，简化了抗体偶联药物的纯化过程，加速了抗体偶联药物的开发；此外，本发明公开的巯基修饰的磁性纳米微球的制备方法，其制备成本低廉，接枝效率高，且在常温下制备，操作简单，无副反应，对环境友好。
以上，仅为本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制；凡本行业的普通技术人员均可按说明书所示和以上而顺畅地实施本发明；但是,凡熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时,凡依据本发明的实质技术对以上实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变等，均仍属于本发明的技术方案的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种巯基修饰的壳聚糖磁性纳米微球的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、在搅拌状态下，将乳化剂溶解至疏水性有机溶剂中加热制备有机相；
S2、将壳聚糖加入醋酸水溶液中配制壳聚糖醋酸水溶液，之后在搅拌加热状态下加入磁性四氧化三铁悬浊液，制备壳聚糖醋酸混合液；
S3、在搅拌加热状态下，将壳聚糖醋酸混合液加入有机相中反应，反应结束后自然降温制得壳聚糖磁性纳米微球；
S4、巯基接枝反应：将壳聚糖磁性纳米微球、3-巯基丙酰胺溶于二氯甲烷中，依次加入二环已基碳二亚胺和4-二甲基吡啶，反应后得到固体粗品A，其中所述反应的反应条件为反应温度为50℃，反应时间为12-24h，反应搅拌速度为250rpm;
S5、纯化：将所述固体粗品A用二甲基甲酰胺洗涤后溶解在1%乙酸溶液中，离心后取出清液，加入丙酮反应后得到巯基修饰的壳聚糖磁性纳米微球絮状物，将其真空干燥后得到巯基修饰的壳聚糖磁性纳米微球；
所述巯基修饰的壳聚糖磁性纳米微球用于吸附MC-vc-PAB-MMAE。
2.根据权利要求1所述的巯基修饰的壳聚糖磁性纳米微球的制备方法，其特征在于，步骤S1中所述搅拌状态的速度为300-400rpm，所述乳化剂为Span-80或Span-85，所述疏水性有机溶剂为正庚烷或正辛烷，所述乳化剂和疏水性有机溶剂的质量比为1.0~1.5：11.0~12.0，所述制得的有机相的温度为80℃。
3.根据权利要求1所述的巯基修饰的壳聚糖磁性纳米微球的制备方法，其特征在于，步骤S2中所述的搅拌加热状态的条件为搅拌速度为300rpm，搅拌时间为1h，搅拌温度为90℃。
4.根据权利要求1所述的巯基修饰的壳聚糖磁性纳米微球的制备方法，其特征在于，步骤S2中所述醋酸水溶液中醋酸的质量百分比为3%，所述壳聚糖与醋酸水溶液的质量比为1:60~100。
5.根据权利要求1所述的巯基修饰的壳聚糖磁性纳米微球的制备方法，其特征在于，步骤S2中所述四氧化三铁悬浊液的溶质为磁性四氧化三铁粉末，溶剂为吐温20水溶液，其中，四氧化三铁粉末和蒸馏水的质量体积比1：20，所述吐温20在蒸馏水中的体积分数为0.5‰。
6.根据权利要求1所述的巯基修饰的壳聚糖磁性纳米微球的制备方法，其特征在于，步骤S3中所述搅拌加热状态的搅拌速度为800rpm，搅拌温度为85℃；所述反应的反应时间为2h。
7.根据权利要求1所述的巯基修饰的壳聚糖磁性纳米微球的制备方法，其特征在于，步骤S4中所述壳聚糖磁性纳米微球、3-巯基丙酰胺、二氯甲烷、二环已基碳二亚胺和4-二甲基吡啶的质量比为1:20~40:60~80:1~2:2~4。
8.根据权利要求1所述的巯基修饰的壳聚糖磁性纳米微球的制备方法，其特征在于，步骤S5中所述固体粗品A、1%乙酸溶液、丙酮的质量比为1:40:10。
9.一种巯基修饰的壳聚糖磁性纳米微球，其根据权利要求1-8中任意一项所述的巯基修饰的壳聚糖磁性纳米微球的制备方法制备，其特征在于：所述壳聚糖磁性纳米微球的外表面接枝有巯基。
10.根据权利要求9所述的巯基修饰的壳聚糖磁性纳米微球，其特征在于，所述巯基修饰的壳聚糖磁性纳米微球应用于抗体偶联物的纯化，所述抗体偶联物中含有MC-vc-PAB-MMAE。
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