[发明专利]一种疏水-静电多功能化的纳米复合胶束的制备及在蛋白质酶保护中的应用

说明书

一种疏水‑静电多功能化的纳米复合胶束的制备及在蛋白质酶保护中的应用，通过利用三种两亲性嵌段共聚物PCL‑b‑PEG,PCL‑b‑PNIPAM,PCL‑b‑PLys或PCL‑b‑PGlu在水溶液中自组装得到了表面既含有温敏性单元(PNIPAM)又含有弱聚电解质单元(聚氨基酸)的纳米复合胶束。通过控制PNIPAM,PLys/PGlu的比例，粒子表面疏水微区大小，静电强弱精确可调，以此调控纳米粒子与蛋白质相互作用，可筛选出最合适的纳米粒子提高保护效果和保护效率。本方法对于制备多功能化表面的纳米粒子方法简单，可精确调控材料与蛋白之间作用力，提高蛋白保护效果。

技术领域

本发明属于纳米生物医药材料技术领域。涉及一种纳米粒子表面同时含有疏水以及静电作用力并且两种作用力方便可调的多功能化复合胶束的制备方法，用于提高蛋白质的酶保护效果。

背景技术

蛋白质药物因其特异性强，疗效好等一些优点在生命医学领域发展迅速，已经成为现代生命医药的重要组成部分。但在生命体外，蛋白质在外界严苛环境下(如高温)容易变性，三维结构被破坏，形成不可逆的聚集体，从而失活，丧失其原有的生物活性，对于一些蛋白质药物而言，不仅无效可能还会造成一定的免疫原性等问题。因此开发出有效的策略来提高蛋白质的稳定性十分重要。

目前已经有很多方法来保护蛋白，防止其热失活，比如一些小分子添加剂，化学修饰，蛋白质固定化，蛋白质包封和一些功能化的纳米粒子通过表面与蛋白相互作用保护蛋白等，在这些方法中，具有温敏性表面的纳米粒子更具有前景，操作简单，不需要外加别的竞争者，通过温度的变化可实现蛋白质的捕获与释放。但传统的这些温敏性粒子表面性质不能很好的调控，蛋白保护效率较低。

发明内容

本发明目的是解决蛋白质的稳定性，特别是温敏性粒子表面性质的调控和蛋白保护效率低下的问题，提供一种疏水-静电多功能化的纳米复合胶束制备方法及在蛋白质酶保护中的应用。

本发明通过与蛋白具有不同相互作用(疏水，静电)的材料自组装来制备多功能化的纳米复合胶束，复合胶束的表面性质可以通过控制疏水微区大小、电荷性质、电荷密度精确调控，以此调控材料与蛋白之间相互作用，提高蛋白质保护效果和保护效率。多功能化复合胶束制备方法简单，易于操作。

本发明的技术方案

一种疏水-静电多功能化的纳米复合胶束，所述多功能化纳米复合胶束是由三种不同的两嵌段共聚物即含有亲水单元的PCL-b-PEG、温敏性单元的PCL-b-PNIPAM和弱聚电解质单元的PCL-b-PLys或PCL-b-PGlu在水溶液中自组装而成；通过控制三者比例，得到不同表面性质的纳米复合胶束。

纳米复合胶束表面的温敏性单元聚异丙基丙烯酰胺(PNIPAM)，在温度高于其低临界相转变温度-LCST时，PNIPAM塌缩形成疏水微区，用于结合蛋白，阻止蛋白之间的聚集；温度降低至LCST以下时，PNIPAM变为亲水伸展状态，释放蛋白，恢复结构；疏水微区的大小通过调节组成单元的含量来精确调控；

纳米复合胶束表面的弱聚电解质单元能够通过静电作用吸引带有相反电荷的蛋白质，排斥带有相同电荷的蛋白，静电作用的强弱通过调节组成单元的含量来调控；

纳米复合胶束表面的亲水单元PEG不仅可以用来稳定疏水坍缩后的胶束，也用来稳定与蛋白结合后形成的粒子-蛋白复合物，另一方面用来分隔疏水部分形成微区。

本发明同时提供了疏水-静电多功能化的纳米复合胶束的制备方法，包括以下步骤：

第1、PCL-b-PEG的制备

聚乙二醇单甲醚(mPEG-OH)与ε-己内酯(ε-caprolactone，以下简称ε-CL)以1:100的物质的量之比溶解在适量重蒸甲苯中，加入一滴催化剂辛酸亚锡(Sn(Oct)₂)，经液氮冷冻-抽真空-解冻过程，循环三次；在107-113℃条件下反应12-14h，通过冰乙醚沉淀和真空干燥得到PCL-b-PEG白色粉末；