[发明专利]一种脂肽自组装超小纳米囊泡及其制备方法

说明书

本发明公开了一种通过脂肽小分子在水溶液中的自组装形成的超小纳米囊泡及其制备方法，脂肽自组装超小纳米囊泡的直径10‑20nm。脂肽的疏水尾端为饱和脂肪酸的烷基链，链长为C12‑C16；亲水头基为2‑4个组氨酸H组成的线性短肽，其末端组氨酸的C端α羧酸不封闭或通过酰胺化封闭。本发明提出的脂肽自组装超小纳米囊泡具有制备过程简单、易调控，且超小纳米囊泡的稳定性和单分散性好，在药物装载、输送和缓释以及基因传递等方面具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明属于超分子化学与纳米材料工程领域，具体涉及一种小分子脂肽自组装超小纳米囊泡及其制备的技术方法。

背景技术

天然囊泡广泛存在于细菌、古菌、植物和动物体中。这些囊泡是由脂质分子层形成的隔离间，将其内容物与细胞质或细胞外环境分隔开，内容物可以是液体，也可以是气体。它们可以参与调节浮力和优化光合作用(气体囊泡)、细胞间信号和物质交换(外泌体)、细胞内消化(溶酶体)、运输和分泌(高尔基体网络产生的囊泡)等。

可以根据囊泡的功能、位置、内容物的性质等多种因素来进行分类。根据囊泡的功能，可以分为运输囊泡、消化囊泡、保护囊泡、分泌囊泡、渗透调节囊泡等，不同细胞中的囊泡有不同的功能，而同一细胞中也可以有不同功能的囊泡。也可以根据囊泡被发现的位置分为胞内囊泡或胞外囊泡。虽然大多数囊泡的内含物为液体，但也有一些微生物利用气体囊泡来优化光合作用和调节浮力。

仿生人工囊泡具有独特的生物膜结构，在药物载送和缓释以及基因传递等方面具有优势。磷脂囊泡(脂质体)是在科学研究与应用中报道较多的一类人工囊泡，一般通过挤压或超声法制备出不同磷脂组成、不同大小的囊泡悬浮液。通常直径小于20nm的称为超小囊泡，直径20-100nm的称为小囊泡，直径0.1-1μm的称为大囊泡，直径1-50μm的称为巨大囊泡。根据药物的物理化学特性，药物分子可以包裹在囊泡内的水环境中，也可以插入囊泡的脂双分子层中。囊泡表面很容易进行靶向配体和聚合物的修饰。专利CN 2014102177307公开了一种均聚物纳米囊泡及其制备方法和应用，该均聚物纳米囊泡包括由均聚物自组装而成的均聚物囊泡和沉积在均聚物囊泡上的纳米银，均聚物由4,4'-二氨基二苯醚和均苯四甲酸二酐以1:0.2-4的摩尔比聚合而成，纳米银与均聚物中羧基的摩尔比为(1-20):1；其制备均聚物囊泡的粒径为100-600nm。专利CN 2014105642809公开了一种γ-聚谷氨酸基有机相纳米囊泡的制备方法，该法通过向十三氟辛醇改性的γ-聚谷氨酸接枝共聚物的二甲亚砜溶液中滴加沉淀剂乙醇，促使接枝共聚物发生自组装形成纳米囊泡，该方法需要使用催化剂1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐(EDC)等，所形成的纳米囊泡的粒径在150-300nm之间。

通过与聚合物、寡核苷酸、多肽、蛋白质、螯合剂、显影剂和小分子药物等功能分子的广泛集成，磷脂囊泡(脂质体)在生物纳米技术中的应用得到了极大的扩展。越来越多的研究人员将纳米结构的材料或者单体分子组装成大囊泡超分子结构。这类尺寸较大的超分子组装材料具有增强的通透性和滞留效应，更易于在肿瘤组织处聚集，从而可以得到较好的成像诊断和疾病治疗效果。但是大尺寸的囊泡(直径大于50nm)也有不足之处，它们虽然能够聚集在肿瘤组织处，但穿透靶器官和组织的能力较差，难以渗透到肿瘤细胞深处。纳米尺度的超小囊泡能够穿透更深层次的组织和细胞，从而使得材料的光声成像和光热治疗更具有立体性，治疗效果也更好。直径小于50nm的脂质体超小囊泡的胶体稳定性较差，处理起来相当困难，且易导致双层膜中脂质分子的松散、无序堆积，进而促进有效载荷泄漏、颗粒间融合和脂质膜聚集。虽然已经有一些策略来改善超小囊泡的胶体稳定性，但结果并不令人满意：在生物介质中，胶体的长期稳定性仍然很低，有效载荷仍然有显著泄漏。因此，有效且稳定的超小纳米囊泡的制备及应用具有重要意义。