光催化交联构建用于药物递送的全蛋白质纳米微球

发布时间：2020-07-05 01:32

【摘要】：基于蛋白质材料的纳米级微球与合成聚合物材料相比具有天然优势,在生物医学等领域有非常广泛的应用。白蛋白纳米微球已经显示出在药物递送中的巨大潜能。传统的构建白蛋白纳米微球的方法主要是通过去溶剂化法,但存在有毒性试剂残留、粒径控制较难以及蛋白质失活等不足。因此,开发新型温和、简易并且粒径可控的制备全蛋白纳米载体的策略在临床癌症治疗中具有非常重要的意义。本论文开发了一种通过酪氨酸残基光氧化还原的交联方法用于制备全蛋白质纳米微球。该方法反应条件温和、不需有机试剂添加,反应速度快可达几分钟,得到的白蛋白纳米微球单分散性好,形貌规则,粒径可控,可以最大程度保持蛋白的生物活性。本论文研究内容包括以下几个方面:(1)通过一步光催化交联法在可见光照射和生理条件下成功制备了人免疫球蛋白抗体IgG和牛血清白蛋白BSA的纳米级微球及水凝胶,只需几分钟便可实现纳米微球在20-100 nm尺度的精准调控。制备的BSA NPs球形形态规整、单分散性好,蛋白质的二级结构并未发生明显变化。同时BSA NPs具有良好的生物相容性和稳定性。该方法得到的人IgG水凝胶经流变测试表明其弹性模量和损失模量可达500 Pa和50 Pa,该方法为构建全蛋白纳米微球及水凝胶提供了一种新策略。(2)开发了一种绿色的构建白蛋白纳米载药体系的方法。利用光催化交联法制得的BSA NPs通过静电吸附和疏水相互作用将抗癌药物分子阿霉素包埋,在药载比为1:10的条件下可以得到粒径为35 nm的载药纳米微球DOX/BSA NPs,Zeta电位为-12.5±0.6mV,包封率和载药量分别为70.7±1.2%和6.3±0.1%。体外模拟释放实验表明DOX/BSA NPs具备缓释效果,pH 7.4和pH 5.0下20 h内的最大释放量分别可达40%和60%,并在10 mM的DTT还原条件下加速释放。利用共聚焦显微镜观察MCF-7细胞对DOX/BSA NPs的摄取及定位,结果显示随着孵育时间的延长,细胞对DOX/BSA NPs的内吞作用增强。细胞毒性实验结果显示DOX/BSA NPs进入癌细胞后具备有效的细胞杀伤作用并且可以最大程度保留药物活性。(3)探究光催化交联法制备eGFP纳米微球并保持其生物活性的可行性。成功制备了粒度为20 nm,荧光活性可保持40%的eGFP NPs,其稳定性和二级结构保持良好并且没有明显的毒性。细胞摄取实验结果显示eGFP NPs可以通过内吞方式进入细胞质并保持荧光活性,利用BSA与eGFP共混交联发现可以增强细胞对纳米粒子的摄取。
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TQ460.4;TB383.1

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