[发明专利]一种表面固载炭疽致死因子的磁性纳米粒子、其制备方法及用途

说明书

技术领域

本发明涉及功能化磁性纳米粒子技术领域，尤其涉及一种表面固载炭疽致死因子的磁性纳米粒子及其制备方法和用途。

背景技术

肿瘤的发生与发展与肿瘤微环境直接相关，所以关于肿瘤微环境的研究引起了科学家的广泛关注。肿瘤微环境中蛋白和多肽的表达通常是肿瘤相关的，很多肿瘤细胞或正常细胞分泌的蛋白和多肽类分子被作为潜在的肿瘤微环境生物标志物进行研究。

其中肿瘤细胞产生的生物标志物通常与肿瘤进展时的变异相关，而肿瘤微环境中源自炎症细胞的生物标志物通常是来自不会随着疾病发展发生变异且会与特殊类型的癌症紧密相关的正常细胞。在这些生物标志物中，我们最为关注的是潜在的愈后生物标志物人中性粒细胞多肽(human human neutrophil peptides HNP1-3)。与其它复杂的癌症特异性生物标志物比较，HNP1-3已被明确提出作为很多癌症的特征标志物。它的丰度评价可以帮助人们从分子水平上理解疾病的发生，从而提供更有效的临床意义的信息。尽管如此，现有繁冗的分离技术如HPLC或昂贵且不能广泛应用的所有生物标志物的ELISA检测方法都大大阻碍了HNP1-3作为生物标志物的实际应用。因此，发展一种方便耐用而高效的HNP1-3分离方法值得我们为此付出努力。

近年来，分子纳米技术在生物医药领域的应用如火如荼。纳米粒子巨大的比表面积使其具有异常高效的吸附性，还可进一步对其表面进行修饰从而赋予其吸附的选择性。已经证实纳米粒子和生物分子巧妙的结合能够应用于设计新型纳米传感器。在众多的纳米粒子中，超顺磁性纳米粒子由于具有独特的理化性质而成为生物医药材料领域的研究热点。吸附在磁性纳米粒子表面的物质可以通过外磁场与磁性纳米粒子本身一起被方便地分离出来，大大提高样品富集的选择性和速率。

炭疽致死因子是一类相对稳定的金属蛋白，它们的结构和活性都是Zn²⁺依赖的。HNP1-3能够高亲度、特异性结合至炭疽致死因子的远离活性中心的一个区域位点，该结合过程不受炭疽致死因子的物理环境影响，即便是炭疽致死因子已经和保护性抗原结合形成炭疽毒素，仍无法阻挡体内外的炭疽致死因子与HNP1-3的结合。有趣的是，HNP1-3与炭疽致死因子的结合具有Zn²⁺的可逆性，当用EDTA螯合除去Zn²⁺时，炭疽致死因子会失活并释放结合到的HNP1-3；而当再加入Zn²⁺时，炭疽致死因子会被复性，再次具有结合HNP1-3的能力。

发明内容

本发明的目的在于提出一种表面固载炭疽致死因子的磁性纳米粒子，其制备方法，以及其在富集人中性粒细胞多肽中的应用；本发明的表面固载炭疽致死因子的磁性纳米粒子可快速、特异地富集人中性粒细胞多肽，以便进行进一步的检测，从而方便了人中性粒细胞多肽作为肿瘤愈后生物标志物的应用，具有很好的临床应用前景。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种表面固载炭疽致死因子的磁性纳米粒子，其通过氨基-羧基偶联反应，将炭疽致死因子连接在表面具有氨基和/或羧基的超顺磁性纳米粒子表面而得。

上述磁性纳米粒子中，作为优选，所述表面具有氨基和/或羧基的超顺磁性纳米粒子包括超顺磁性纳米粒子、保护层和表面修饰层；

优选地，所述超顺磁性纳米粒子为Fe₃O₄纳米粒子，Fe₂O₃纳米粒子或FePt纳米粒子，更优选为Fe₃O₄纳米粒子；

优选地，所述保护层为二氧化硅、二氧化钛或聚苯乙烯保护层，更优选为二氧化硅保护层；

优选地，所述表面修饰层具有裸露的氨基和/或羧基。

第二方面，本发明提供了第一方面所述磁性纳米粒子的制备方法，包括以下步骤：

(1)制备Fe₃O₄、Fe₂O₃或FePt超顺磁性纳米粒子；

(2)将步骤(1)所得超顺磁性纳米粒子包覆二氧化硅、二氧化钛或聚苯乙烯保护层；

(3)将步骤(2)所得保护层包覆的超顺磁性纳米粒子进行氨基化和/或羧基化修饰；

(4)步骤(3)所得氨基化和/或羧基化修饰的超顺磁性纳米粒子表面的氨基和/或羧基与炭疽致死因子表面的羧基和/或氨基发生偶联反应，得所述表面固载炭疽致死因子的磁性纳米粒子。