[发明专利]疏水性高分子纳米胶囊

说明书

本发明公开了一类新型生物材料，即疏水性高分子纳米胶囊，及其在蛋白质递送方面的应用。疏水性高分子纳米胶囊具有疏水性高分子的外壳和蛋白质的内核，该纳米胶囊部分表面偶联生物分子。由于其大疏水表面，疏水性高分子纳米胶囊具有超强生物传输屏障穿透力，能极大提高蛋白质的递送效率，可被广泛应用于蛋白质治疗、基因编辑、穿透血脑屏障等领域。

技术领域

本发明属于生物医学纳米材料领域，具体涉及一类新型生物材料，即疏水性高分子纳米胶囊，及其在蛋白质递送方面的应用。

背景技术

蛋白质在生物体内具有许多重要和独特的功能，如催化、信号传导、基因调控等。许多疾病都是由蛋白质的功能出现障碍而引起的。因此功能蛋白的生物体内递送在疾病治疗、成像和疫苗接种等生物领域具有非常重要的意义。然而，目前蛋白质递送的一个难点在于蛋白质穿越生物传输屏障的能力低下，这同时也是目前蛋白质疗法还未在临床大规模应用的一个主要原因。

生物体内大部分生物传输屏障均基于生物膜，如细胞膜、囊泡膜、细胞器膜等。由于这些生物膜的磷脂双分子层内是疏水性的，因此表面疏水性的材料能增强与生物膜的相互作用。然而，为了使纳米材料能够在生物体内的水环境中分散，目前传统的蛋白质递送载体在与生物体内递送屏障作用时均使用亲水性表面。即使如PLGA微球等本身为疏水性的载体，为了提高在水环境的分散性，也会通过表面接枝亲水性材料或包裹上表面活性剂等亲水化手段对材料进行表面亲水化处理，因此与生物环境接触时，这些载体材料表面仍为亲水性。

本发明创造性设计了一类新型生物材料，即疏水性高分子纳米胶囊，用于高效递送蛋白质。该纳米胶囊外壳为疏水性高分子，内核为蛋白质。在助溶剂的帮助下，疏水性高分子纳米胶囊能较好分散于水环境中。相比于传统亲水性高分子递送载体，疏水性高分子纳米胶囊利用其大疏水表面，直接与生物传输屏障作用，显著提高了生物传输屏障穿透力，进而提高了蛋白质的递送效率。

发明内容

发明目的：本发明的目的是提供一类具有高效传输屏障穿透力的用于蛋白质递送的纳米载体材料。

技术方案：为实现上述目的，在本发明的第一方面提供了一类新型生物材料，即疏水性高分子纳米胶囊，所述纳米胶囊具有疏水性高分子的外壳和蛋白质的内核。所述纳米胶囊的部分高分子外壳上偶联有生物功能分子。

进一步的，所述疏水性高分子纳米胶囊分散于混合溶剂中。

进一步的，所述混合溶剂包括一种或更多种非水溶剂和水。

进一步的，所述混合溶剂中，非水溶剂包括但不仅限于二甲基甲酰胺、四氢呋喃、乙醇、丙醇、丁醇、丙酮、二甲基亚砜、乙酸乙酯、甲酸、甲酸、丙酸、丁腈、二甲基甲醇、离子液体等。

进一步的，所述混合溶剂中，非水溶剂在混合溶剂中所占体积百分比为0v/v％至100v/v％，较佳为0.5v/v％至10v/v％。

进一步的，所述蛋白质包括但不仅限于球形蛋白、抗体蛋白、酶蛋白、抗原蛋白。

进一步的，所述疏水性高分子包括但不仅限于聚乳酸、聚乳酸-羟基乙酸共聚物、聚丙交酯、聚碳酸酯、聚醋酸乙烯酯、聚己内酰胺、聚四氟乙烯、聚苯乙烯、聚二甲基硅氧烷等疏水性的高分子。

进一步的，所述疏水性高分子纳米胶囊的疏水性外壳和蛋白质内核结构的制备方法包括但不仅限于原位聚合法、乳液聚合法、表面接枝法、溶剂蒸发法等。

进一步的，所述生物功能分子包括但不仅限于多肽、蛋白质、核酸、小分子等。

进一步的，所述偶联的形式包括：偶联剂作用、电荷作用、疏水作用、范德华力、氢键、肽键，或其组合。

进一步的，所述疏水性纳米胶囊表面偶联的功能分子数量为1-10000的正整数，更佳为1-10的正整数。