CN115581685A - 一种多层共聚物包裹益生菌的时空定位装置制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多层共聚物包裹益生菌的时空定位装置制备方法，所述时空定位装置制备方法为：S1，配置一定浓度的羧基共聚物水溶液，加入EDC和NHS，将溶液在0～30℃环境下搅拌10～300分钟，以活化共聚物的羧基；S2，沉淀并洗涤一定量的益生菌，将其加入活化后的羧基共聚物水溶液中，在0～30℃环境下搅拌10～1000分钟，离心洗涤后重悬至一定体积，得到羧基共聚物包裹的益生菌。本发明是一种基于益生菌、羧基共聚物、氨基共聚物的时空定位系统，该系统能够增强益生菌在宿主胃肠道黏膜表面的定殖能力，该系统可以通过层数的变化在时间和空间上控制菌株的释放，达到准确定位肠道内菌株的目的。

Description

一种多层共聚物包裹益生菌的时空定位装置制备方法
技术领域
本发明涉及益生菌技术领域，尤其涉及一种多层共聚物包裹益生菌的时空定位装置制备方法。
背景技术
近年来，益生菌的使用在公众中获得了极大的普及，益生菌株与肠上皮层的接近可能在机制上对宿主-微生物相互作用至关重要，如接触依赖性免疫调节。
虽然益生菌在维持和恢复宿主健康方面发挥了关键作用。但现有技术中，很多基于益生菌疗法的临床结果是无效的，因为益生菌的肠道定植程度因人而异。
发明内容
本发明提供了一种多层共聚物包裹益生菌的时空定位装置制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种多层共聚物包裹益生菌的时空定位装置制备方法，所述时空定位装置制备方法为：
S1，配置一定浓度的羧基共聚物水溶液，加入EDC和NHS，将溶液在0～30℃环境下搅拌10～300分钟，以活化共聚物的羧基；
S2，沉淀并洗涤一定量的益生菌，将其加入活化后的羧基共聚物水溶液中，在0～30℃环境下搅拌10～1000分钟，离心洗涤后重悬至一定体积，得到羧基共聚物包裹的益生菌；
S3，将羧基共聚物包裹的益生菌加入一定浓度的氨基共聚物中，在0～30℃环境下搅拌10～1000分钟，离心洗涤后重悬至一定体积，得到双层共聚物包裹的益生菌；
S4，重复加入活化羧基共聚物和氨基共聚物，根据实际需要包裹至所需层数，包裹层数可以为1～10层，即可得到不同包裹层数和厚度的益生菌时空定位装置。
作为本技术方案的进一步改进方案：所述S2中，一定量的益生菌，可以选择处于对数生长期的10×100～10×106ml菌液,洗涤沉淀后浓缩至0.001～1000mg/mL；益生菌亦可为乳杆菌、乳球菌、双歧杆菌以及罗伊氏菌中的一种或多种。
作为本技术方案的进一步改进方案：所述S1和S3中，一定浓度共聚物的包裹为0.01～100mg/mL，EDC和NHS的浓度为共聚物的0.01％-10％。
作为本技术方案的进一步改进方案：所述S1中，羧基共聚物可为海藻酸、聚谷氨酸、聚丙烯酸极其衍生物、羧甲基纤维素中的一种或多种。
作为本技术方案的进一步改进方案：所述S3中，氨基共聚物可为壳聚糖、聚赖氨酸、PAMAM、低分子量PEI中的一种或多种。
作为本技术方案的进一步改进方案：所述S1和S3的顺序可调换，随后的多层包裹也按照调换后的顺序进行，包裹层数可以为1～10层。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明是一种基于益生菌、羧基共聚物、氨基共聚物的时空定位系统，该系统能够增强益生菌在宿主胃肠道黏膜表面的定殖能力，该系统可以通过层数的变化在时间和空间上控制菌株的释放，达到准确定位肠道内菌株的目的。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，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并配合附图详细说明如后。本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明提出的一种多层共聚物包裹益生菌的时空定位装置制备方法的流程示意图；
图2为本发明提出的一种多层共聚物包裹益生菌的时空定位装置制备方法的实验示意图；
图3为本发明提出的帕金森氏症小鼠模型的实验流程示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本发明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
请参阅图1-3，本发明实施例中，提供一种基于壳聚糖(C)和羧甲基纤维素(CMC)的发条式层层包裹益生菌的微生物纳米合成生物学技术，其可控制口服给药后益生菌在消化道中的控释和靶向定殖发条式时空定位系统，包括时空定位装置，时空定位装置制备方法为：
S1，配置一定浓度的羧基共聚物水溶液(羧基共聚物可为海藻酸、聚谷氨酸、聚丙烯酸极其衍生物、羧甲基纤维素中的一种或多种)，加入EDC(1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐)和NHS(N-羟基琥珀酰亚胺)，将溶液在0～30℃环境下搅拌10～300分钟，以活化共聚物的羧基；
S2，沉淀并洗涤一定量的益生菌(一定量的益生菌，可以选择处于对数生长期的10×100～10×106ml菌液,洗涤沉淀后浓缩至0.001～1000mg/mL；益生菌亦可为乳杆菌、乳球菌、双歧杆菌以及罗伊氏菌中的一种或多种)，将其加入活化后的羧基共聚物水溶液中，在0～30℃环境下搅拌10～1000分钟，离心洗涤后重悬至一定体积，得到羧基共聚物包裹的益生菌；
S3，将羧基共聚物(氨基共聚物可为壳聚糖、聚赖氨酸、PAMAM、低分子量PEI中的一种或多种)包裹的益生菌加入一定浓度的氨基共聚物中，在0～30℃环境下搅拌10～1000分钟，离心洗涤后重悬至一定体积，得到双层共聚物包裹的益生菌；
S4，重复加入活化羧基共聚物和氨基共聚物，根据实际需要包裹至所需层数，包裹层数可以为1～10层，即可得到不同包裹层数和厚度的益生菌时空定位装置。
具体的，S1和S3中，一定浓度共聚物的包裹为0.01～100mg/mL，EDC和NHS的浓度为共聚物的0.01％-10％。
具体的，S1和S3的顺序可调换，随后的多层包裹也按照调换后的顺序进行，包裹层数可以为1～10层。
请参阅图3，在帕金森氏症小鼠模型中，发现益生菌在喂食双层唾液乳杆菌(LS)后，在小肠中显著累积和定植，并持续分泌GABA。同时，我们探索了双层微囊封装改善PD小鼠行为的具体机制，包括调节多巴胺能神经元和小胶质细胞的活性，减少炎症效应，减少神经元凋亡。此外，16S rDNA测序结果显示，经增强时空定位系统处理后，小鼠肠道微生物群发生变化，益生菌丰度增加，有害细菌丰度减少。更重要的是，GABA受体在PD小鼠的大脑中被激活，从而诱导内质网分子(如糖调节蛋白)的伴侣表达，从而对神经细胞产生保护作用。CHOP促凋亡程序诱导的神经元凋亡减少，以实现PD的治疗。
本发明的工作原理是：
通过设计了一种基于壳聚糖(C)和羧甲基纤维素(CMC)为例的微生物纳米合成生物学工具，以控制益生菌在消化道中的控制释放和靶向定殖。通过调整细菌表面的不同修饰层和方式，控制外壳在肠道中的分解时间，可以实现益生菌在预定时间和空间内在消化道中的释放和定位。体内和体外实验表明，纳米涂层改性的益生菌可以显著提高其抵抗胃酸和胃液的能力，并且随着涂层数量的增加，去除益生菌涂层的时间将延长，益生菌在肠道中的定殖位置将逐渐向后移动，这容易将细菌输送到复杂的肠道靶区，如小肠、盲肠和结肠，此外，通过在益生菌表面包裹不同层，进一步验证了操纵益生菌在肠道目标位置的定位以及相应的生理功能调节的效果。小肠是γ-氨基丁酸(GABA)的主要吸收部位，在调节帕金森病(PD)中起重要作用。通过对不同层和反向包装顺序的大量筛选，发现用壳聚糖和羧甲基纤维素包覆的益生菌的双层包装方法和顺序可以实现小肠的高效定植，这种受沙钟启发的时空定位仪可以通过包裹微生物表面的不同层，在消化道的不同时间和位置释放和定植细菌。它不需要复杂的设计和连接特殊的靶向分子，因此在微生物治疗中具有更具吸引力的便利性和普遍性。
以上所述，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附图所示和以上所述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 (6)

1.一种多层共聚物包裹益生菌的时空定位装置制备方法，其特征在于，所述时空定位装置制备方法为：一种多层共聚物包裹益生菌的时空定位装置制备方法
S1，配置一定浓度的羧基共聚物水溶液，加入EDC和NHS，将溶液在0～30℃环境下搅拌10～300分钟，以活化共聚物的羧基；
S2，沉淀并洗涤一定量的益生菌，将其加入活化后的羧基共聚物水溶液中，在0～30℃环境下搅拌10～1000分钟，离心洗涤后重悬至一定体积，得到羧基共聚物包裹的益生菌；
S3，将羧基共聚物包裹的益生菌加入一定浓度的氨基共聚物中，在0～30℃环境下搅拌10～1000分钟，离心洗涤后重悬至一定体积，得到双层共聚物包裹的益生菌；
S4，重复加入活化羧基共聚物和氨基共聚物，根据实际需要包裹至所需层数，包裹层数可以为1～10层，即可得到不同包裹层数和厚度的益生菌时空定位装置。
2.根据权利要求1所述的一种多层共聚物包裹益生菌的时空定位装置制备方法，其特征在于，所述S2中，一定量的益生菌，可以选择处于对数生长期的10×100～10×106ml菌液,洗涤沉淀后浓缩至0.001～1000mg/mL；益生菌亦可为乳杆菌、乳球菌、双歧杆菌以及罗伊氏菌中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的一种多层共聚物包裹益生菌的时空定位装置制备方法，其特征在于，所述S1和S3中，一定浓度共聚物的包裹为0.01～100mg/mL，EDC和NHS的浓度为共聚物的0.01％-10％。
4.根据权利要求1所述的一种多层共聚物包裹益生菌的时空定位装置制备方法，其特征在于，所述S1中，羧基共聚物可为海藻酸、聚谷氨酸、聚丙烯酸极其衍生物、羧甲基纤维素中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的一种多层共聚物包裹益生菌的时空定位装置制备方法，其特征在于，所述S3中，氨基共聚物可为壳聚糖、聚赖氨酸、PAMAM、低分子量PEI中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的一种多层共聚物包裹益生菌的时空定位装置制备方法，其特征在于，所述S1和S3的顺序可调换，随后的多层包裹也按照调换后的顺序进行，包裹层数可以为1～10层。
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