[发明专利]一种金纳米团簇耦合体、其制备方法及微胶囊

说明书

本发明公开了一种金纳米团簇耦合体、其制备方法及微胶囊，属于生物材料技术领域。该金纳米团簇耦合体的制备方法包括以下步骤：将金离子溶液和半胱氨酸溶液进行混合后，再添加碱溶液和还原剂进行反应，得到金纳米团簇；将金纳米团簇与聚N‑异丙基丙烯酰胺进行混合反应，得到所述金纳米团簇耦合体。本发明实施例提供的金纳米团簇耦合体可以用作为基元来构筑微胶囊，其中，该类型的微胶囊具有尺寸均匀、生物相容性好、分散性好、稳定性良好，毒副作用低等优点，而且可以通过对微球表面氨基酸配体的改性与功能化修饰满足不同的需求，在生物传感、药物输送和生物医用材料等领域具有潜在的应用前景。

技术领域

本发明涉及生物材料技术领域，具体是一种金纳米团簇耦合体、其制备方法及微胶囊。

背景技术

自然界中，植物细胞通过光合作用引导酶促反应的进行，把太阳能转变为化学能，将无机物制造成复杂的有机物，为植物体提供营养和能量；在有机体中，细胞通过半透膜控制营养物质的汲取以维持细胞的生长、繁殖、新陈代谢所需要的能量。然而，目前科学家们对于该系列生物机体中细胞组织单元的光合作用、应激反应、协同效应等仍处于初步探索阶段。目前，仿生囊泡的研究属于一个新兴的领域，研究者们都希望通过结构仿生和功能仿生以及对生命活动机理的模拟，设计并制备与细胞有相似结构或者形态的材料，赋予囊泡新的性能。研究并揭示有机生物体中生命机制，模拟细胞结构，构建出人工合成囊泡，实现对有机体中细胞行为功能的人工模拟，包括细胞应激、膜界面酶催化反应、物质传输等，建成工业化的人工囊泡仿生体系，是人类的梦想。如果这一梦想能够实现，它将从根本上解决并揭示细胞的起源、发展和凋亡等机理，所以该领域的研究一直是激动人心的科学活动。

截至目前，人工囊泡的构筑主要采用两种方法：自上向下法和自下而上法。自上向下的方法从一个活的有机体开始，将基因组剥离到维持细胞生命基本特性所需的最低数量的基因，或者用一个合成的基因完全取代基因组。相反，自下而上的方法从零开始，它通过组装生物和非生物分子来构造人工囊泡。这两种方法有很大的不同，但相辅相成，从简单的原生质细胞到工程化的生物材料，都可以构建成人工囊泡。两种方法建立的人工囊泡模型近年来都取得了迅速发展，而较多的研究多基于更具挑战性的自下而上的方法，采用不同的非生物材料，模仿和构建囊泡，架起非生物界和生物界之间的桥梁，发现并找寻它们之间的必然联系和区别，以逐步攻克细胞的起源问题。

通过采用自下而上的方法，科学家们从最早期的脂质体囊泡开启了仿生囊泡的研究征程，这一发展历程主要经历了脂质体胶囊、聚合物胶囊、树枝状大分子胶囊和无机胶体粒子囊泡等。其中，把天然的两性分子如磷脂和鞘脂分散于水相时，分子的疏水部分倾向于聚集在一起，远离水相，而亲水部分则暴露在水相，可以形成具有双分子层结构的封闭囊泡，这种囊泡被称为脂质体胶囊。聚合物胶囊是由两亲性结构的嵌段共聚物、接枝共聚物等自组装形成的一类高分子聚集体。一般来说，聚合物胶囊的膜结构可以分为三个部分：两个亲水层（即胶囊的内外表面）和一个处于内外表面间的疏水层，故可称之为“三明治”结构。区别于传统合成的线性聚合物，树枝状大分子具有规整的结构，其整体构型、体积、分子量和末端修饰单元可在分子水平上精确控制，而且整体保持平面构型，这是继线型、棒状或者超支化聚合物的又一次里程碑式的发现。而胶体粒子常具有明显的小尺寸效应，大比表面积，粒子间存在一定的相互作用。因此被广泛用于组装体研究，如胶束、仿生膜、胶囊等，其中胶体粒子胶囊因其合适的尺寸和多功能性，而且自组装壳层由胶体粒子组成，在微胶囊应用方面具有很大的灵活性，日趋受到研究者们的关注。通过不同的构筑单元组装成不同功能的仿生囊泡模型，以研究其组成、性质和对外部环境的应激表现等。其中，以聚合物胶囊的研究最为广泛，因其具有形貌小、空心、稳定性高，通透性可设计、可装载药物、能提供隔离内部和外部环境的物理屏障等优点。近年来，国内外对聚合物囊泡的研究应用十分活跃，在组织工程、疾病的诊断、药物的封装与输送、微反应器等生物学领域取得了丰硕的成果，为人工细胞的发展提供了长足的动力，对细胞的更深层次的认识和理解打下了坚实的基础。