[发明专利]多肽膜及方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2005年11月14日提交的、申请号为60/736,723的美国临时申请的优先权，其全文通过引用并入本文。

技术领域

本发明涉及纳米工程多肽膜和微胶囊的制备过程及制作这类膜和微胶囊的方法。更具体地说，本发明涉及将功能性生物大分子封装到纳米工程多肽微胶囊内。

背景技术

聚电解质多层膜是由带相反电荷的聚电解质层交替构成的薄膜(如几纳米到几毫米厚)。在合适的基底上通过层叠组装，可以形成这种膜。静电层叠自组装工艺(“ELBL”)中，静电是聚电解质结合的物理基础。由于膜表面电荷密度符号在层连续沉积时发生反转，所以有可能形成积层膜。带相反电荷的聚离子的ELBL沉积的一般原理如图1所示。鉴于ELBL膜工艺的普遍性和相对简单的特点，可以将许多不同类型的聚电解质沉积到许多不同类型的表面上。多肽多层膜属于聚电解质多层膜，包含至少一个含带电多肽的层。多肽多层膜的主要优点是环保。ELBL膜还可以用于封装工艺。多肽膜和微胶囊例如应用在纳米反应器、生物感应器、人工细胞和药物释放载体等方面。

美国专利(公开号：20050069950)中最先阐述了将多肽加到多层膜内的设计原理。简单来说，一个多肽是否适用ELBL，与其净电荷和长度有关。适于ELBL的多肽最好含有一个或多个氨基酸基元，即，长度约5-15个氨基酸残基并且具有适于静电沉积用的合适线性电荷密度的连续氨基酸序列。可以采用不同的方法设计适于ELBL的多肽，如直接将多个氨基酸序列基元相互连接，或者用接头将多个氨基酸序列基元连起来。具有合适长度和电荷特性的多肽可以很容易地通过沉积形成一层或多层多肽多层膜。

蛋白质、肽和寡核苷酸都可能是潜在的治疗制剂。但这些生物分子在体内会受到各种不同降解机制的攻击。为延长功效或控释需要，将生物分子和其他生物活性分子封装到一个生物相容性环境内，不失为一种提高靶位点生物活性分子利用度的策略。在被生物分子包覆的基底上沉积多肽膜，同样也有可能延长该生物分子的功效，或者实现该分子的控释。利用静电层叠纳米组装工艺制成的聚电解质多层膜和微胶囊的稳定性高、具有可调控渗透性。

因此，仍然需要发明其他方法，将蛋白质等生物活性大分子直接而有效地留置在生物可降解工程多肽膜和微胶囊内。

发明内容

在一实施例中，一种制膜方法包括：将第一层聚电解质沉积到基底表面上，形成第一层，然后将第二层聚电解质沉积到第一层聚电解质上，形成第二层。在高分子沉淀剂存在条件下，将第一层聚电解质或第二层聚电解质沉积到基底上，或者将这两层聚电解质都沉积到基底上，第一层聚电解质和第二层聚电解质的净电荷极性相反。在另一实施例中，第一层聚电解质或第二层聚电解质含有，或者这两层聚电解质都含有赖氨酸、谷氨酸或其它在中性pH条件下具有带电侧链的氨基酸的同聚多肽。在另一实施例中，第一层聚电解质或第二层聚电解质含有，或者这两层聚电解质都含有设计多肽，其中所述设计多肽含有一个或多个第一氨基酸序列基元，所述一个或多个第一氨基酸序列基元由5-15个氨基酸残基组成，每个残基的净电荷数量大于或等于0.4；所述设计多肽不是同聚多肽，有至少15个氨基酸残基长，每个残基的净电荷数量大于或等于0.4。

在另一实施例中，在制备聚电解质多层膜过程中改善生物活性分子功能留置的方法包括：将第一层聚电解质沉积到基底表面上，形成第一层，然后将第二层聚电解质沉积到第一层聚电解质上，形成第二层。在高分子沉淀剂存在条件下，将第一层聚电解质或第二层聚电解质沉积到基底上，或者将这两层聚电解质都沉积到基底上，第一层聚电解质和第二层聚电解质的净电荷极性相反；并且，基底含有生物活性分子。

下面通过附图和详细说明对上述和其他特征进行举例阐述。

附图说明

现参见附图所示的典型实施例：

图1是带相反电荷多肽的组装体示意图。

图2是葡萄糖氧化酶(GOx)被吸附到CaCO₃或三聚氰胺甲醛(MF)粒子模板上的吸附力与葡萄糖氧化酶浓度和NaCl浓度的函数关系图。

图3表示在不含高分子沉淀剂、含40％PEG300和含50％PEG300条件下，聚(L-赖氨酸)/聚(L-谷氨酸)(PLL/PLGA)封装膜的沉积过程中CaCO₃模板上所吸附GOx的损失与因洗涤液、聚(L-赖氨酸)(PLL)组装缓冲液和聚(L-谷氨酸)(PLGA)组装缓冲液中含有释放出的GOx而在280nm处产生的吸光度的函数关系图。