[发明专利]一种具有细胞靶向性的磁性纳米材料及其生物医学应用

权利要求书

1.一种蛋白壳包裹的磁性纳米颗粒或其衍生物在制备成像定位诊断试剂和治疗物质中的应用。

2.如权利要求1所述的应用，其特征在于，所述成像定位诊断试剂选自磁共振造影剂或分子探针。

3.如权利要求2所述的应用，其特征在于，所述的磁共振造影剂或分子探针含有所述蛋白壳包裹的磁性纳米颗粒或衍生物。

4.如权利要求1所述的蛋白壳包裹的磁性纳米颗粒或其衍生物，其特征在于，所述的磁性纳米颗粒或其衍生物的内核的成分为含有金属元素的化合物，所述金属元素选自钆、锰、铁、钴和/或镍元素。

5.如权利要求1所述的应用，其特征在于，所述蛋白壳包裹的磁性纳米颗粒或其衍生物的蛋白壳可以特异性地与组织或细胞表面表达的受体结合。

6.如权利要求5所述的应用，其特征在于，所述蛋白壳选自铁蛋白（ferritin）、伴侣蛋白、DNA结合蛋白、趋磁细菌的磁小体膜蛋白或具有纳米空腔结构的病毒蛋白壳。

7.如权利要求6所述的应用，其特征在于，所述铁蛋白包括天然铁蛋白和基因工程重组铁蛋白，其中天然铁蛋白来源于真核生物或原核生物，基因工程重组铁蛋白包括重组铁蛋白的全重（H）链亚基铁蛋白、全轻（L）链亚基铁蛋白、重组铁蛋白的重链和轻链以任意比例自组装的铁蛋白、以及这些蛋白亚基的突变体或融合蛋白。

8.如权利要求1所述的应用，其特征在于，所述蛋白壳包裹的磁性纳米颗粒或其衍生物通过下述步骤制备得到：

(a)以重组人铁蛋白为模板，将人铁蛋白的H亚基和L亚基的全长cDNA分别克隆和构建到pET11b质粒上；

(b)将含有人铁蛋白H亚基和L亚基的重组质粒分别转化或者共转化细胞BL21(DE3)plysS，加入异丙基-β-D-硫代半乳糖苷激活T7启动子，诱导表达；

(c)表达结束后进行超声破碎释放蛋白；

(d)对蛋白进行分离和纯化；

(e)将形成内核成分的金属盐类和氧化剂加入重组人铁蛋白的溶液中进行反应，控制pH值为7-11，控制温度为25-80℃，在重组人铁蛋白内部形成强磁性的纳米颗粒；形成内核成分的盐类的浓度为每次加入的金属元素原子数与蛋白分子数之比在10-200之间，使每个蛋白分子加入的金属元素原子数可在100-15000之间；氧化剂的浓度为每次加入氧化剂的分子数与加入金属元素离子的原子数之比为2∶1或3∶1；蛋白浓度>0.25mg/ml；

(f)排阻或离子交换层析进行分离，离心和分子筛或阴离子交换层析纯化后得到所述蛋白壳包裹的磁性纳米颗粒或其衍生物。

9.如权利要求8所述的应用，其特征在于，步骤(e)控制pH值为8-9。

10.如权利要求8所述的应用，其特征在于，步骤(e)控制温度为35-70℃。

11.如权利要求8所述的应用，其特征在于，所述形成内核成分的金属盐类选自亚铁盐、铁盐、钆盐、锰盐、钴盐和/或镍盐。

12.如权利要求8所述的应用，其特征在于，所述金属元素选自钆、锰、铁、钴和/或镍元素。

13.如权利要求8所述的应用，其特征在于，所述氧化剂选自过氧化氢、氧气、或通过反应可以产生过氧化氢或氧气的物质。

14.如权利要求8所述的应用，其特征在于，每个蛋白分子加入的金属元素原子数在140-10000之间。

15.如权利要求8所述的应用，其特征在于，每个蛋白分子加入的钆原子数在100－200，和/或每个蛋白分子加入的铁原子数在500-10000之间。

16.如权利要求1所述的应用，其特征在于，所述治疗物质为治疗表达铁蛋白受体的疾病的物质。

17.如权利要求16所述的应用，其特征在于，所述物质连接有包裹磁性纳米颗粒的蛋白壳。

18.如权利要求16所述的应用，其特征在于，所述物质选自化疗药物、放射性同位素、细胞因子、核酸、抗癌或抗炎症药物。

19.如权利要求16-18任一所述的应用，其特征在于，所述的表达铁蛋白受体的疾病为肿瘤和/或炎症。