[发明专利]基于金属有机骨架与蛋白质纳米笼的纳米复合材料及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及金属有机骨架材料包封蛋白质技术领域，公开了一种基于金属有机骨架与蛋白质纳米笼的纳米复合材料及其制备方法和应用。该纳米复合材料包括蛋白质和包封所述蛋白质的金属有机骨架材料壳层；其中，所述金属有机骨架材料壳层的厚度为2‑50nm。本发明提供的纳米复合材料在蛋白质表面增加了具有刚性结构的多孔纳米壳层，由此提高了蛋白质的稳定性；同时本发明的金属有机骨架材料蛋白质纳米笼结构可以实现对蛋白质的缓慢释放，从而延长蛋白质的作用时间。

技术领域

本发明涉及金属有机骨架材料包封蛋白质技术领域，具体涉及一种基于金属有机骨架与蛋白质纳米笼的纳米复合材料及其制备方法和应用。

背景技术

蛋白质在调节细胞信号转导和控制细胞命运中起着关键作用；在疾病细胞中取代功能失调的蛋白质在开发精确药物方面具有巨大的潜力。然而，蛋白质的生物医学应用在很大程度上受到蛋白质低细胞渗透性的限制。因此，为了充分发挥蛋白质的治疗潜力，需要将蛋白质以其活性形式输送到细胞中。而金属有机骨架(MOFs)已被证明是传递蛋白质的有效载体，它是由金属离子/簇合物和有机配体自组装而成的一类新型多孔杂化材料，在过去的二十年里引起了人们的极大关注，并取得了巨大的发展。

作为药物载体，金属有机骨架材料不但克服了传统药物载体所面临的载药量低、不稳定、不环保等问题，还凸显出许多优良的特性：(1)较高的孔隙率和表面积可有效提高载药量；(2)易于进行表面结构修饰，如通过连接特定的分子使材料具有靶向性，得到功能化的载药体系，实现精确的疾病治疗；(3)具有良好的生物可降解性；这也是MOFs在药物载体方面得到广泛关注的原因。例如，MOFs的可调孔径和刚性分子结构可以将核酸和蛋白质封装到MOFs中，增强了生物大分子在恶劣环境下的稳定性。此外，纳米尺度的MOFs可以有效地被细胞内化，用于细胞内药物递送。MOFs的载药方式一般有以下两种：一是将MOFs的反应物与药物分子一同加入，此方法可以将药物分子包裹在纳米粒子中，且尺寸均匀、载药量大、毒性低，但在控制其形貌和物化性能方面存在一些问题，比如所合成的颗粒粒径尺寸偏大；另外一种方法是在首先进行MOFs合成，之后再将药物负载在MOFs孔道内，两者之间通过键合作用连接，由此可以减少给药次数同时实现药物分子的控释进而达到治疗的效果，但其不足之处是载药量较小。由于上述问题的存在限制了金属有机骨架材料在载药方面的许多实际应用。

因此，开发新的高载药量的药物载体，并使其满足生物相关性的实际应用，仍然具有深远的理论与实际意义。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的上述技术问题，提供一种基于金属有机骨架与蛋白质纳米笼的纳米复合材料及其制备方法和应用。

为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种基于金属有机骨架与蛋白质纳米笼的纳米复合材料及其制备方法和应用，该纳米复合材料包括蛋白质和包封所述蛋白质的金属有机骨架材料壳层；其中，所述金属有机骨架材料壳层的厚度为2-50nm。

本发明第二方面提供一种基于金属有机骨架与蛋白质纳米笼的制备纳米复合材料的方法，该方法包括：在蛋白质的表面构建金属有机骨架材料壳层，

其中，所述金属有机骨架材料壳层的厚度为2-50nm。

本发明第三方面提供一种前述方法制备的基于金属有机骨架与蛋白质纳米笼的纳米复合材料。

本发明第四方面提供一种前述第一方面或第三方面所述的纳米复合材料在制备用于治疗抑制炎症药物中的应用。