[发明专利]一种制备良好分散性的降解透明质酸修饰的超顺磁性氧化铁纳米粒子的方法

说明书

本发明公开了一种制备良好分散性的降解透明质酸修饰的氧化铁纳米粒子的方法。在生物医学领域的应用要求氧化铁纳米粒子在水中稳定分散，电泳粒度要在40nm以下。虽然透明质酸(Hyalurex Acid,HA)修饰的氧化铁纳米粒子具有潜在的生物医学应用，但HA直接修饰的氧化铁纳米粒子团聚严重，电泳粒度大，不能用于生物医学应用中，本发明是先将HA降解为26K左右的小分子，其保留HA的基本官能团，降解后的透明质酸(oHA)修饰的氧化铁纳米粒子在水中分散性好，电泳力度小于40nm，适合作为体内及体外的生物学应用。

技术领域

本发明涉及纳米材料生物学修饰，特别涉及一种制备良好分散性的降解透明质酸修饰的氧化铁纳米粒子的方法，属于生物纳米材料及应用领域。

背景技术

由于超顺磁性氧化铁纳米粒子具有小尺寸效应、良好的磁导向性、低毒性和良好的生物相容性等特点，广泛应用于磁共振成像MRI、药物靶向及磁热治疗等生物医学领域，并表现出巨大的潜力。在生物医学领域的应用要求氧化铁纳米粒子在水中稳定分散，电泳粒度要小，一般要求电泳粒度在40nm以下，这可以在一定程度上减少体内蛋白质等生物大分子对纳米粒子的吸附，减少纳米粒子被细胞吞噬和被体内组织特异性吸附的几率，减少免疫反应从而减少炎症发生，减少纳米粒子被首先遇到的细胞的过度吸收，增加纳米粒子在组织液内的循环时间，有利于纳米粒子在生物体内的扩散。而氧化铁纳米粒子表面的修饰物对其在水中的分散性影响巨大。电泳粒度是描述纳米粒子在分散液中分散性的重要指标。透明质酸(Hyalurex Acid,HA)是细胞外基质的主要成分之一，以葡糖醛酸-N-乙酰氨基葡糖为双糖单位组成的直链高分子多糖，平均分子量为10⁵～10⁷D，广泛存在于机体的多种组织中。HA在细胞增殖、胚胎发育、肿瘤细胞迁移以及创伤修复等方面具有重要作用。HA直接修饰的氧化铁纳米粒子分散性差，电泳粒度大，不能用于生物医学应用中，本发明是先将HA降解为24K～26K左右的小分子，其保留HA的基本官能团，降解后的透明质酸(oHA)修饰的氧化铁纳米粒子在水中分散性好，电泳力度小，适合作为体内及体外的生物学应用。

发明内容

本发明的目的是先将HA的分子量降解至24K～26K区间，进而将其修饰氧化铁纳米粒子，获得在水中稳定分散、电泳粒度小的氧化铁纳米粒子。

具体步骤为：

(1)首先合成PEI/PEG修饰的氧化铁纳米粒子(PEG/PEI-SPIONs)。以Fe(acac)₃为前躯体制备Fe₃O₄纳米粒子，称取15g PEG和0.3g PEI于三口烧瓶中，在氩气的氛围中280℃回流1h。产物依次用甲苯和丙酮清洗三次，并用磁选柱清洗残留的甲苯丙酮，所得样品分散于去离子水中，即得到PEG/PEI-SPIONs。

(2)HA的前降解处理：80mg透明质酸溶解于10ml水中，在4℃过夜充分溶解。溶解完成后在接下来的24小时内，每6小时加入1ml 16％的次氯酸钠，并用0.1M HCl调节pH值至6.8～7.2之间。高分子量HA在高氧化剂次氯酸钠的降解作用后，用PL-GPC50常温凝胶渗透色谱仪的水相环境下测试出HA的分子量变化。降解前的HA分子量在200K到2.5M之间，分布不均匀，粘性大。降解后的oHA(hyaluronan oligosaccharides)分子量集中出现在24K～26K之间，粘度低，流动性较好。

(3)HA的修饰：将5～30mg oHA(降解后的，hyaluronan oligosaccharides)与20ml溶度为1mg/ml的PEG/PEI-SPIONs水分散液混合，即oHA与PEG/PEI-SPIONs的重量比例在1:4到3:2之间，在温度为4℃，转速为60r/min的摇床中反应5h。在置于4℃冰箱过夜后，用分子量为十万的透析袋透析120h，即得到HA-SPIONs。样品保存在4℃冰箱待用。