[发明专利]一种光控释放锌离子的纳米粒子及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种光控释放锌离子的纳米粒子及其制备方法与应用。所述方法包括：将式I所示的锌离子配合物溶于DMSO中，加入到两亲性聚合物水溶液中，超声反应；然后加入细胞穿透性多肽，反应后除杂并浓缩得到纳米粒子。本发明所述纳米粒子在紫外光或白光照射下可以实现快速、精准地释放锌离子，可以用于精确调节锌酶的活性。本发明所述纳米粒子具有快速进入细胞的能力，生物相容性好。

技术领域

本发明属于医用材料技术领域，具体涉及一种光控释放锌离子的纳米粒子及其制备方法与应用。

背景技术

锌离子是人体中含量仅次于铁离子的过渡金属离子，参与人体的很多生理过程，例如信号传输和调节基因表达等，其中大部分锌离子以金属蛋白的形式紧密键合，从而维持蛋白的正常生理功能。其中有些酶活性的激活需要锌离子的参与，这些酶统称为锌酶，例如碳酸酐酶、天冬氨酸蛋白水解酶和蛋白磷酸酶等，这些酶广泛分布于体内，在细胞代谢、维持细胞酸碱平衡、参与细胞凋亡过程等方面发挥着重要的作用。而这些锌酶的活性均受到锌离子浓度的影响，并与生理活动密切相关。因此通过调控锌离子浓度，可以有效调控锌酶活性及相应的生理过程。

传统的锌离子浓度的调控方法通常基于锌盐(例如，葡萄糖酸锌，硫酸锌)，氧化锌或锌离子络合物(例如吡啶硫酮锌)等。但是，这些方法很难精确控制释放的锌离子的浓度和位置，并且存在进细胞效率低，对细胞的毒性强等缺点。不加以控制的锌离子释放可能会导致锌离子浓度过高，从而引起严重的副作用，例如铜和铁离子摄入不足，免疫功能受损和其他明显的毒性症状。因此，精准的锌离子释放方法显得十分必要。

通过光来调控金属离子的释放具有高时空分辨性的优势，可以精准控制锌离子释放的区域及浓度。目前已经报道了几种不同的锌离子光控释放体系，然而，这些传统的光控释放锌离子的方法，通常需要在锌离子配体上修饰光剪切基团，不仅合成步骤复杂，而且由于光剪切反应普遍存在副反应，很可能生成毒副产物。因此，为了实现锌离子的精准控释，需要构建一种合成简单、生物相容性好的光控释放锌离子体系。

发明内容

为解决现有技术的缺点和不足之处，本发明的首要目的在于提供一种光控释放锌离子的纳米粒子的制备方法。

本发明的另一目的在于提供上述方法制得的一种光控释放锌离子的纳米粒子。

本发明的再一目的在于提供上述一种光控释放锌离子的纳米粒子在体外非治疗目的调控锌酶活性的应用。

本发明目的通过以下技术方案实现：

一种光控释放锌离子的纳米粒子的制备方法，是由锌离子配合物、两亲性聚合物和细胞穿透性多肽制成，具体包括以下步骤：

(1)将式I所示的锌离子配合物溶解于二甲基亚砜(DMSO)中，并加入到两亲性聚合物水溶液中，超声反应，得到纳米粒子溶液；

式I中，R¹、R²为独立的氢、C_1-6烷基、卤素、C_1-6烷基氧基或C_1-6烷基硫基；

其中两亲性聚合物为二硬脂酰基磷脂酰乙醇胺-聚乙二醇(DSPE-PEG)、二硬脂酰基磷脂酰乙醇胺-聚乙二醇-马来酸酐(DSPE-PEG-Mal)、二硬脂酰基磷脂酰乙醇胺-聚乙二醇-羧基(DSPE-PEG-COOH)、二硬脂酰基磷脂酰乙醇胺-聚乙二醇-氨基(DSPE-PEG-NH₂)、二硬脂酰基磷脂酰乙醇胺-聚乙二醇-炔基(DSPE-PEG-C≡CH)和二硬脂酰基磷脂酰乙醇胺-聚乙二醇-叠氮(DSPE-PEG-N₃)中的至少一种；

(2)在步骤(1)的纳米粒子溶液中加入细胞穿透性多肽，室温下反应，得到含有光控释放锌离子的纳米粒子的溶液，超滤离心除去残余的有机溶剂并浓缩，得到光控释放锌离子的纳米粒子。