一种磁性谷胱甘肽-四氧化三铁纳米颗粒及其制备方法和在血浆低丰度蛋白富集中的应用

专利2026-07-24  14


本发明涉及功能化磁性纳米制剂领域,尤其涉及一种磁性谷胱甘肽-四氧化三铁纳米颗粒及其制备方法和在血浆低丰度蛋白富集中的应用。


背景技术:

1、随着纳米技术的飞速发展,纳米技术已成为21世纪最有前景的技术之一,纳米颗粒目前已广泛应用于生物学、化学和日常消费品等领域。四氧化三铁纳米颗粒(fe3o4nanoparticles,fe3o4nps)由于低毒性、较好的生物相容性及生物可降解性这些特性,并能进行多种修饰,在医学领域有广泛的应用前景。fe3o4nps在医学领域主要用于药物载体与基因传递、生物传感器、磁共振成像、造影剂、热疗等方面。有文献报道,当nps进入生物环境后nps会与蛋白质相互作用,环境中的蛋白会倾向于在nps表面结合,从而形成蛋白冠(protein corona,pc)。目前的研究结果显示nps表面形成的pc不仅会影响nps的生物反应,包括生物分布、清除和潜在毒性,pc的组成还会随着疾病状态以及特定疾病状况发生变化。

2、四氧化三铁纳米颗粒(fe3o4nps)的三价fe离子在八面体和四面体随机分布而二价fe离子在八面体的中心位置。目前,己经开发了多种制备fe3o4nps的方法,主要分为化学法和物理法,其中化学共沉淀法和水热法是常见的合成方法。fe3o4nps因其疏水表面,它们之间会产生相互作用形成更大的团簇,最终形成更大尺寸的颗粒并沉降,且裸露的fe3o4nps通常具有很高的化学活性,更易于被氧化,但氧化后磁性性能显著减弱。所以,一般采用表面功能化修饰,从而提高了fe3o4nps的水溶性、生物相容性和稳定性,并促进了其更良好地在人体内应用。

3、血液中的生物标志物存在复杂的血液中且含量极低,对病人的血液进行直接检测分析易受到其他高丰度蛋白质的干扰,并且会产生更高的响应从而掩盖了潜在的标志物的信号,因此发展针对于血液有特异性富集材料用于质谱分析前的分离具有重要意义。

4、有鉴于此,发明人制备了一种基于羧基化四氧化三铁纳米颗粒的新型磁性材料fe3o4-gsh nps,用于后续血浆蛋白中的富集与分离检验。


技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术中存在的技术问题,提供一种磁性谷胱甘肽-四氧化三铁纳米颗粒,提供了其制备方法,同时提供其在血浆蛋白中的富集与分离检验中的应用。

2、为实现上述目的,本发明所采取的技术方案是:

3、本发明一方面提供了一种磁性谷胱甘肽-四氧化三铁纳米颗粒,其以羧基化四氧化三铁纳米颗粒为核,利用羧基与还原型谷胱甘肽的氨基缩合成酰胺键连接,形成的球形颗粒结构,其量子点尺寸为11.77 ± 2.12 nm,表面zeta电位为-1.44 mv。

4、作为本发明进一步的改进,其包括:以羧基化四氧化三铁纳米颗粒与还原型谷胱甘肽为反应物,利用edc-nhs进行偶联,得到所述谷胱甘肽-四氧化三铁纳米颗粒。

5、作为本发明进一步的改进,具体包括如下步骤:

6、s1:取fe3o4-cooh nps制剂加入ph为5.5-6.5的mes活化缓冲液中,依次加入edc溶液和nhs粉末,在20-25℃下搅拌1.5-2.5 h,用mes缓冲液洗涤,重新分散于pbs溶液中;

7、s2:加入l-gsh粉末,搅拌反应11-13h,利用pbs洗涤后重分散,即得。

8、作为本发明进一步的改进,所述步骤s1中fe3o4-cooh nps的表面羧基与edc的摩尔比为1:1.2~1.5, edc和nhs的摩尔比为10:1。

9、作为本发明进一步的改进,所述步骤s2中的l-gsh与所述fe3o4-cooh nps的摩尔比为1:10。

10、作为本发明进一步的改进,所述fe3o4-cooh nps制剂为1%(w/v)的pbs制剂。

11、作为本发明进一步的改进,所述mes活化缓冲液的终浓度为0.05 m mes,fe3o4-cooh nps制剂与mes活化缓冲液的体积比为4:1。

12、作为本发明进一步的改进,所述步骤s2中利用pbs洗涤重分散的过程为:利用磁性分离架吸附nps后,利用移液枪反复吹打重吸附后,利用冰浴超声10-15 min使nps重新分散于pbs溶液中。

13、本发明再一方面,提供了上述磁性谷胱甘肽-四氧化三铁纳米颗粒在血浆蛋白的富集与分离检验中的应用。

14、作为本发明的进一步改进,所述血浆蛋白为低丰度血浆蛋白。

15、本发明中所述的“低丰度”通常指低于10 ng/ml。

16、采用上述技术方案所产生的有益效果在于:

17、1.本发明所提供的谷胱甘肽-四氧化三铁纳米颗粒具备分散性良好、磁性特征明显且不易团聚的特点。

18、2.本发明所提供的制备方法,具有操作简单,成本低廉,制备周期短,适合推广应用的特点。

19、3.本发明所提供的谷胱甘肽-四氧化三铁纳米颗粒具有低毒性,具有强效蛋白富集作用,可作为蛋白富集器以解决目前血浆蛋白组难以检测微量蛋白的问题,从而结合lc-ms/ms方法对微量蛋白进行鉴定,从而发现潜在的标志物以提高早期检测或预后的判别。



技术特征:

1.一种磁性谷胱甘肽-四氧化三铁纳米颗粒,其特征在于,其以羧基化四氧化三铁纳米颗粒为核,利用羧基与还原型谷胱甘肽的氨基缩合成酰胺键连接,形成的球形颗粒结构,其量子点尺寸为11.77 ± 2.12 nm,表面zeta电位为-1.44 mv。

2.一种如权利要求1所述的磁性谷胱甘肽-四氧化三铁纳米颗粒的制备方法,其特征在于,其包括:以羧基化四氧化三铁纳米颗粒与还原型谷胱甘肽为反应物,利用edc-nhs进行偶联,得到所述谷胱甘肽-四氧化三铁纳米颗粒。

3.根据权利要求2所述的磁性谷胱甘肽-四氧化三铁纳米颗粒的制备方法,其特征在于,具体包括如下步骤:

4.根据权利要求3所述的磁性谷胱甘肽-四氧化三铁纳米颗粒的制备方法,其特征在于,所述步骤s1中fe3o4-cooh nps的表面羧基与edc的摩尔比为1:1.2~1.5, edc和nhs的摩尔比为10:1。

5.根据权利要求3所述的磁性谷胱甘肽-四氧化三铁纳米颗粒的制备方法,其特征在于,所述步骤s2中的l-gsh与所述fe3o4-cooh nps的摩尔比为1:10。

6.根据权利要求3所述的磁性谷胱甘肽-四氧化三铁纳米颗粒的制备方法,其特征在于,所述fe3o4-cooh nps制剂为1%(w/v)的pbs制剂。

7.根据权利要求3所述的磁性谷胱甘肽-四氧化三铁纳米颗粒的制备方法,其特征在于,所述mes活化缓冲液的终浓度为0.05 m mes,fe3o4-cooh nps制剂与mes活化缓冲液的体积比为4:1。

8.根据权利要求3所述的磁性谷胱甘肽-四氧化三铁纳米颗粒的制备方法,其特征在于,所述步骤s2中利用pbs洗涤重分散的过程为:利用磁性分离架吸附nps后,利用移液枪反复吹打重吸附后,利用冰浴超声10-15 min使nps重新分散于pbs溶液中。

9.一种如权利要求1所述的磁性谷胱甘肽-四氧化三铁纳米颗粒在血浆蛋白的富集与分离检验中的应用。

10.根据权利要求9所述的应用,其特征在于,所述血浆蛋白为低丰度血浆蛋白。


技术总结
本发明涉及一种磁性谷胱甘肽‑四氧化三铁纳米颗粒及其制备方法和在血浆低丰度蛋白富集中的应用,所述其以羧基化四氧化三铁纳米颗粒为核,利用羧基与还原型谷胱甘肽的氨基缩合成酰胺键连接,形成的球形颗粒结构,其量子点尺寸为11.77±2.12 nm,表面zeta电位为‑1.44 mv。本发明提供的磁性谷胱甘肽‑四氧化三铁纳米颗粒属于功能化磁性纳米制剂,同时兼具磁分离较温和以及富集低丰度蛋白的能力,在发现潜在的生物标志物方面具有很大潜力;并且制备简单,对人体危害小,检测方法便捷的优点。

技术研发人员:孔德志,杨燚,白靖,杜文力,张炜,张盼盼
受保护的技术使用者:河北医科大学
技术研发日:
技术公布日:2024/11/11
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