[发明专利]负载替拉扎明的丝素铁卟啉纳米材料的制备

说明书

本发明涉及纳米材料的合成领域，更具体地合成了铁卟啉纳米材料，并利用丝素蛋白溶液绿色地制备了由丝素蛋白包裹的铁卟啉纳米材料。此外，利用丝素蛋白和铁卟啉的性质，上载了缺氧型治疗药物替拉扎明。具体包括以下步骤：（1）从家蚕蚕茧中提取再生丝素蛋白；（2）合成铁卟啉纳米材料，与丝素蛋白溶液作用后，合成丝素铁卟啉纳米材料；（3）通过上载替拉扎明，制备出负载替拉扎明的丝素铁卟啉纳米材料；（4）通过实验验证纳米材料的成功合成极其特性，探究该纳米材料产生不同种类ROS的能力，并且在此过程中氧气消耗的加剧，使得缺氧药物的疗效增加。本发明在生物医学领域及社会经济的其他领域都有着很大的应用潜力。

技术领域

本发明涉及纳米材料的合成领域，更具体地涉及具有化学治疗，光动力治疗和化学动力治疗的联合疗法的负载替拉扎明的丝素铁卟啉纳米材料的合成方法。

背景技术

蚕丝是人类最早利用的天然动物蛋白质之一，家蚕在我国已有数千年的养殖历史，蚕丝此类的天然纤维在纺织行业起到领头的作用。伴随着科学技术的发展，蚕丝的性能受到了科学家的广泛关注，特别是在蛋白质工程学模块。蚕丝作为高纯度结晶性蛋白质因其良好的生物相容性和透气透氧性等，在生物材料、精细化工等方面逐渐开始应用。

丝素蛋白（Fibroin）和丝胶蛋白（Sericin）是构成蚕丝的两种组件，丝素蛋白则是在丝胶蛋白的内部，占主要比重，约为整体重量的70%。丝素蛋白由3种主要成分组成，H链、L链和P25蛋白，H链和L链以二硫键相互结合，形成H链-L链亚单位，P25蛋白与H链-L链亚单位之间以非共价键的形式构成丝素蛋白复合体。丝素蛋白分子链主要包括18种氨基酸，其中甘氨酸（Gly）、丙氨酸（Ala）、和丝氨酸（Ser）起主导作用，占整个成分的80%。由甘-丙-丝重复序列构成的多肽成为丝素蛋白结晶的主要成分。酪氨酸（Tyr）、缬氨酸（Val）、色氨酸（Trp）及其他氨基酸多出现在非结晶区。研究发现，以高浓度盐溶解、透析的方法获得的再生丝素蛋白最初以无规则卷曲结构为主，在外界因素如剪切力、温度等影响下逐渐向β-折叠结构转变，自组装成稳定结构。

近年来，金属有机骨架(MOFs)已被开发为治疗和显像剂的纳米载体。在研究充分的氧化石墨烯中，铁基氧化石墨烯因其无毒性质，被认为是在体内外生物应用中的理想物质。其中，铁卟啉MOFs具有独特的优势，可以作为光敏剂用于光动力治疗，并且其中的铁粒子能在肿瘤微环境中产生活性氧用于化学动力治疗。

替拉扎明（TPZ）是一种典型的缺氧药物。该药在有氧条件下仅具有极低的细胞毒性，但是在缺氧条件下的细胞毒性会提升约300倍。它的原理是根据在缺氧条件下的单电子还原反应，TPZ被还原为一种自由基中间体，并通过脱水反应进一步转化为具有高细胞毒性的苯并三嗪基（BTZ）。产生的BTZ可引起细胞中DNA的断裂，进而诱导细胞死亡。如果能够选择性地改善患者的肿瘤缺氧，就能最大程度的发挥药物的治疗效果。因此，借助光动力的氧气消耗和丝素蛋白的载药能力，能最大程度的发挥药物的治疗效果，该纳米材料是一种很有应用潜力的功能材料，具有进一步开发的价值。

发明内容

以丝素蛋白和铁卟啉为原料合成了一种负载替拉扎明的丝素铁卟啉多功能生物纳米材料，该材料具有良好的生物相容性，产生多种活性氧的同时可以改变肿瘤缺氧环境，从而引发药物治疗。而且该材料的制备过程非常简便，反应条件也特别温和。

本发明的技术方案具体如下：

负载替拉扎明的丝素铁卟啉纳米材料的制备，包含以下步骤：

（1）将蚕茧中的蚕蛹取出，其它部分切成蚕茧碎片；

（2）将蚕茧碎片加入到质量浓度为0.5%的碳酸钠溶液中，加热煮沸并持续30 min，得到黄色胶状的丝胶蛋白溶液和棉花状的膨松的丝素蛋白固体，利用二次水反复冲洗，将丝素蛋白固体表面的丝胶蛋白除去，于37 ^oC的鼓风干燥箱中干燥过夜，得到丝素蛋白；