一種磁性納米粒子及其制備方法和應用

本發明涉及多肽合成，尤其是涉及一種磁性納米粒子及其制備方法和應用。

背景技術：

1、多肽是由多個氨基酸按照一定的排列順序通過肽鍵結合而成的有機聚合物，是生物體的重要組成成分。小分子多肽能夠調節生物體內各個系統和細胞的生理功能，激活體內有關酶系，促進中間代謝膜的通透性，或通過控制dna轉錄或影響特異的蛋白合成，最終產生特定的生理效應。近年來，多肽藥物展現出選擇性強、特異性高和毒副作用低的優點，在生物醫藥領域受到廣泛關注，并迅速成為新藥研發的熱點之一。目前已有超80多種多肽藥物被批準上市，并被應用于抗菌、抗病毒、抗腫瘤，以及用于治療糖尿病、肥胖癥、過敏、便秘、關節炎和心血管疾病等。多肽類化合物的重要生理及藥用價值，吸引了眾多生物學家、化學家及藥物化學家的研究興趣。

2、高效、簡易的多肽合成方法能夠加快多肽類藥物的研發進度以及降低生產成本。傳統的多肽合成方法主要有液相多肽合成與固相多肽合成兩種方法。然而，在傳統的固相多肽合成中，為了高效地過濾分離載體樹脂鍵合的多肽產物，一般采用平均直徑為75-150μm的大顆粒樹脂載體。若采用粒徑太小的樹脂載體，在過濾分離過程中會出現載體黏稠、難以通過濾紙(或砂板)的問題，導致過濾分離困難。因此，傳統固相多肽合成普遍采用大顆粒樹脂為載體。這類大顆粒樹脂在反應溶劑中的分散性較差，因而其表面發生的酸胺縮合反應，經常會出現反應不完全的情況，導致某個氨基酸被“跳過”，因而最終的多肽產物可能缺少某個氨基酸。

3、因此，為了解決上述缺陷，有必要提供一種磁性納米粒子作為多肽合成的載體。

技術實現思路

1、本發明旨在至少解決現有技術中存在的技術問題之一。為此，本發明第一方面提出一種磁性納米粒子，本發明提供的磁性納米粒子具有合適的尺寸，在介質中具有很好的分散性和相容性，兼具結構穩定性與反應活性，用于多肽化合物合成過程中作為載體，能夠提高產率和效率。

2、本發明第二方面還提供一種磁性納米粒子的制備方法。

3、本發明第三方面還提供一種固相多肽合成方法。

4、本發明第四方面還提供一種磁性納米粒子的應用。

5、根據本發明的第一方面實施例提供的一種磁性納米粒子，包括核殼結構；以及通過linker基團連接在殼表面的活性化合物；所述磁性納米粒子的核結構為四氧化三鐵，殼結構為二氧化硅；

6、所述linker基團的結構式如下：

7、n為0～5的整數；

8、所述活性化合物的結構式如下：

9、r選自h、鹵素、苯基、c1～6的烷基、c1～6的烷氧基。

10、根據本發明實施例的磁性納米粒子，至少具有如下有益效果：

11、本發明的磁性納米粒子采用fe3o4為磁核，二氧化硅為保護性包裹層，通過連接基團(linker)將反應活性化合物固定在磁性顆粒的表面，制備成可用于多肽合成的磁性納米粒子。本發明提供的磁性納米粒子具有合適的尺寸，在介質中具有很好的分散性和相容性，兼具結構穩定性與反應活性，作為載體用于多肽化合物的合成，能夠簡化產物提純工序，提高純化效率。

12、根據本發明的一些實施例，所述磁性納米粒子的平均粒徑為10～20nm。

13、根據本發明的第二方面實施例提供的磁性納米粒子的制備方法，包括如下步驟：

14、s1、將活性化合物、(3-溴丙基)三乙氧基硅烷(cas號為52090-18-3)、堿和極性非質子性溶劑中混合進行反應；得到中間體；

15、s2、將中間體和fe3o4@sio2納米顆粒在溶劑中攪拌，反應得到磁性納米粒子；

16、其中，所述中間體的結構式如下：

17、

18、根據本發明實施例的磁性納米粒子的制備方法，至少具有如下有益效果：

19、本發明的制備方法簡單，不需要油酸改性和不需要加入表面活性劑，原料易得，該方法的產率高。

20、根據本發明的一些實施例，步驟s1中，所述堿選自碳酸銫、碳酸鉀、碳酸鈉、叔丁醇鉀、叔丁醇鈉中的至少一種。

21、根據本發明的一些實施例，步驟s1中，所述極性非質子性溶劑選自乙腈、n,n-二甲基甲酰胺、n,n-二甲基乙酰胺、1,4-二氧六環、四氫呋喃中的至少一種。

22、根據本發明的一些實施例，步驟s1中，所述反應的溫度為50～60℃。

23、根據本發明的一些實施例，所述活性化合物、(3-溴丙基)三乙氧基硅烷和堿的摩爾比為1：(1.5～3)：(3～6)。

24、根據本發明的一些實施例，在步驟s2反應之后，還包括將產物與三乙氧基丙基硅烷進行混合，封閉未反應的活性位點。

25、根據本發明的一些實施例，所述fe3o4@sio2納米顆粒通過如下方法制備：

26、采用三氯化鐵和氯化亞鐵在70～90℃的條件下滴加氨水，反應生成黑色沉淀，得到fe3o4納米磁核；將上述fe3o4納米磁核用硅酸四乙酯處理，在磁核的表面包覆二氧化硅納米薄層，得到fe3o4@sio2納米顆粒。

27、根據本發明的一些實施例，所述三氯化鐵和氯化亞鐵的摩爾比為(1.5～3)：1。

28、本發明第三方面提供一種固相多肽合成方法，包括如下步驟：

29、(1)通過n,n,n’,n’-四甲基氯代脲六氟磷酸酯(tfch)/n-甲基咪唑(nmi)介導的酯化反應在磁性納米粒子的表面連接第一個fmoc-氨基酸；

30、(2)利用hatu/hoat/dipea偶聯體系將fmoc保護的氨基酸單體逐個接到所得磁性納米粒子上，進行特定序列多肽的合成；

31、(3)向上述連接好特定多肽的體系中加入酸性試劑，將合成的多肽側鏈脫保護且從磁性納米粒子上切下即得。

32、根據本發明的一些實施例，步驟(2)中，所述fmoc保護的氨基酸單體、hatu、hoat和dipea的摩爾比為1：(1～5)：(0.1～1)：(2～10)。

33、根據本發明的一些實施例，所述酸性試劑包括三氟乙酸、稀鹽酸、三氟甲基磺酸中的至少一種。

34、本發明第四方面提供上述所述的磁性納米粒子用于制備固相多肽合成中磁性固相載體中的應用。

35、本發明的其它特征和優點將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本發明而了解。

技術特征：

1.一種磁性納米粒子，其特征在于，包括核殼結構；以及通過linker基團連接在殼表面的活性化合物；所述磁性納米粒子的核結構為四氧化三鐵，殼結構為二氧化硅；

2.根據權利要求1所述的磁性納米粒子，其特征在于，所述磁性納米粒子的平均粒徑為10～20nm。

3.根據權利要求1或2所述的磁性納米粒子的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

4.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，步驟s1中，所述堿選自碳酸銫、碳酸鉀、碳酸鈉、叔丁醇鉀、叔丁醇鈉中的至少一種。

5.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，步驟s1中，所述極性非質子性溶劑選自乙腈、n,n-二甲基甲酰胺、n,n-二甲基乙酰胺、1,4-二氧六環、四氫呋喃中的至少一種。

6.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，步驟s1中，所述反應的溫度為50～60℃。

7.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，步驟s1中，所述活性化合物、(3-溴丙基)三乙氧基硅烷和堿的摩爾比為1：(1.5～3)：(3～6)。

8.一種固相多肽合成方法，其特征在于，包括如下步驟：

9.根據權利要求1所述的固相多肽合成方法，其特征在于，步驟(2)中，所述fmoc保護的氨基酸單體、hatu、hoat和dipea的摩爾比為1：(1～5)：(0.1～1)：(2～10)。

10.根據權利要求1或2所述的磁性納米粒子用于制備固相多肽合成中磁性固相載體中的應用。

技術總結
本發明公開了一種磁性納米粒子及其制備方法和應用，本發明的磁性納米粒子包括核殼結構；以及通過linker基團連接在殼表面的活性化合物；所述磁性納米粒子的核結構為四氧化三鐵，殼結構為二氧化硅；所述linker基團的結構式如下：所述活性化合物的結構式如下：R選自H、鹵素、苯基、C<subgt;1～6</subgt;的烷基、C<subgt;1～6</subgt;的烷氧基。本發明提供的磁性納米粒子具有合適的尺寸，在介質中具有很好的分散性和相容性，兼具結構穩定性與反應活性，作為載體用于多肽化合物的合成，能夠提高產率和效率。

技術研發人員：閆加磊,張靜,王露露,何旺金,蔣渝,何鈺潔,麥紫柔,陳金桃,張雨云,劉君羊
受保護的技術使用者：五邑大學
技術研發日：
技術公布日：2024/10/21