[发明专利]一种核壳型丝素材料金纳米棒及制备方法及应用

说明书

本发明公开了一种核壳型丝素材料金纳米棒及制备方法及应用，丝素材料金纳米棒的结构是金纳米棒的外表面包覆着丝素蛋白。包括用种子介导法合成或其他方法合成的以CTAB为表面活性剂的金纳米棒，提取浓度在1％以上的丝素蛋白溶液，用快速交换配体的方法制备丝素材料金纳米棒步骤；本发明所述的材料能大大降低金纳米棒的细胞毒性，在水溶液中具有良好的胶体稳定性，能提高金纳米棒的细胞摄入量，为金纳米棒功能化提供可能，进一步功能化是指丝素蛋白作为蛋白质具有很多结合位点，可以通过化学方法接枝靶向多肽，实现精准治疗；载药，载有治疗功能的核酸，载光敏剂等实现协同治疗的效果。

技术领域

本发明涉及一种核壳型丝素材料金纳米棒及制备方法及应用，属于丝素蛋白在生物医学材料领域的应用。

背景技术

金纳米棒是一种具有极高光热转换效率的材料，在激发光照射下可以产生60℃左右的高温，使细胞发生渐进性坏死。金纳米棒的最大吸收波长与其长宽比有关，通过种子介导法可以合成具有特定长宽比的金纳米棒，使其最大吸收波长落在人体组织吸收最少的近红外区域，减少激发光照射对正常组织的损害。金纳米棒的这一特点使其成为良好的光热材料，广泛应用于肿瘤的光热治疗。然而，金纳米棒合成过程中引入的表面活性剂溴化十六烷三甲基铵(CTAB)具有细胞毒性，且由其作表面活性剂的金纳米棒在水溶液中稳定性较差，限制了金纳米棒的应用。

丝素蛋白占蚕丝比重为70％～80％，富含丝氨酸、天冬氨酸、苏氨酸等极性氨基酸，是一种优良的生物材料原料，具有许多优点。丝素蛋白具有生物相容性，无毒无刺激，在人体内不会诱发免疫应答反应；丝素蛋白可部分生物降解，在体内降解速率缓慢，可长时间发挥作用；且丝素蛋白作为一种蛋白质，表面易化学共价修饰黏附位点和细胞因子，可以实现材料的功能化。

通过快速交换配体的方法可以将金纳米棒表面的溴化十六烷三甲基铵替换成丝素蛋白，在不影响金纳米棒光热效率的同时降低金纳米棒毒性、提高其在水溶液中胶体稳定性、提高金纳米棒细胞摄入量、为其进一步功能化提供可能，从而使金纳米棒更好地应用于生物医学领域。

发明内容

本发明提供了一种简单的核壳型丝素材料金纳米棒合成方法，制备的材料性能优异，具有低毒性、高稳定性、高细胞摄入量、可功能化等诸多优点。为了实现上述目的，本发明的具体技术方案如下：

本发明公开了一种核壳型丝素材料金纳米棒，丝素材料金纳米棒的结构是金纳米棒的外表面包覆着丝素蛋白。

作为进一步地改进，本发明所述的丝素蛋白包括任意方法提取的家蚕丝素蛋白和野蚕丝素蛋白。

一种核壳型丝素材料金纳米棒的制备方法，其特征在于，具体制备步骤如下：

1)、用种子介导法合成或其他方法合成的以CTAB为表面活性剂的金纳米棒；

2)、提取浓度在1％以上的丝素蛋白溶液；

3)、用快速交换配体的方法制备丝素材料金纳米棒。

作为进一步地改进，本发明所述的步骤1)中，金纳米棒是最大吸收波长落在近红外区域的金纳米棒。

作为进一步地改进，本发明所述的步骤3)中，用快速交换配体的方法制备丝素材料金纳米棒包括如下的具体步骤：将金纳米棒离心一到两次，超声下缓慢加入三倍体积的高浓度丝素溶液中，并继续超声半小时，离心，用低浓度丝素溶液重悬，振荡培养24h。

作为进一步地改进，本发明所述的高浓度丝素溶液是10mg/ml，pH＝7，含0.02％柠檬酸钠的丝素溶液，低浓度丝素溶液是1mg/ml，pH＝12，含0.02％柠檬酸钠的丝素溶液。

本发明还公开了一种将丝素材料金纳米棒用于接枝靶向多肽实现疾病的精准治疗；或载药实现光热治疗与化疗的协同治疗；或载基因片段实现光热治疗和基因治疗的协同治疗；或载光敏剂实现光热治疗和光动力学治疗的协同治疗。