一种工程蓝藻及其制备方法和应用技术

本发明专利技术属于医药领域，具体涉及一种工程蓝藻及其制备方法和应用。所述工程蓝藻包括蓝藻以及吸附在蓝藻表面的纳米颗粒，所述纳米颗粒为纳米金颗粒和具有过氧化氢酶活性的纳米颗粒，其制备方法，包括以下步骤：将纳米金采用修饰剂对纳米金进行修饰处理，得到表面正电性的纳米金颗粒；将所得纳米金颗粒、具有过氧化氢酶活性的纳米颗粒加入到含蓝藻培养液中，吸附，得到所述工程蓝藻。该方法材料制备简单，能够在普通环境下通过简单的步骤合成。通过静电吸附的方式将材料组装，可实现工程化蓝藻的简单制备；修饰后的纳米粒子增强了自身稳定性、降低了毒性，可以改善纳米粒子与蓝藻两者的生物相容性、使材料兼具供氧与耗糖的功能。使材料兼具供氧与耗糖的功能。使材料兼具供氧与耗糖的功能。

【技术实现步骤摘要】
一种工程蓝藻及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于医药领域，具体涉及一种工程蓝藻及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]糖尿病视网膜病变(diabetic retinopathy，DR)是糖尿病患者最常见的微血管并发症。在糖尿病患者中的发病率较高，而且发病后严重影响患者生活质量，是继白内障、青光眼之后第三大致盲疾病。据不完全统计，DR在糖尿病罹患人群中的患病率为24.7％至37.5％。
[0003]糖尿病疾病后期会导致眼底缺氧，产生微血管瘤、新生血管等，临床上以是否出现新生血管为标志，将DR分为没有视网膜新生血管出现的非增值性糖尿病视网膜病变(no proliferative diabetic retinopathy，NPDR)；以及有视网膜新生血管出现的增值性糖尿病视网膜病变(proliferative diabetic retinopathy，PDR)。
[0004]目前临床上治疗糖尿病视网膜病变的常用方法是激光光凝、玻璃体切除和抗血管生成药物的眼内注射。但由于不同患者的疾病进程都不相同，采用单一治疗方式往往达不到很好的治疗效果。激光光凝通常会分为三到四次进行，增加了手术风险。抗血管生成药物由于代谢较快，需要多次注射使其具有一定的局限性。因此，需要寻找一种能够有效缓解糖尿病视网膜病变病理进程并且无需多次注射、安全性高的治疗手段。
[0005]蓝藻体内具有天然的叶绿素a，由于能够吸收太阳光中的蓝紫光进行光合作用自主产氧，近年来已经被用于心肌细胞的缺氧供氧、肿瘤缺氧治疗、感染治疗等。相比传统材料供氧能力差、携氧效率低的弊端，蓝藻产氧不仅能够实现高效产氧、还具有良好的生物相容性，是一种廉价、安全的供氧材料，目前已在材料学领域得到了广泛的关注。
[0006]但是，现有技术中用于心肌细胞的缺氧供氧、肿瘤缺氧治疗、感染治疗等的蓝藻，其仅具有供氧功能，但糖尿病视网膜病变是缺氧、高糖环境，仅具有供氧能力的蓝藻并不能从根本上解决糖尿病视网膜病变。

技术实现思路

[0007]因此，本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术中的蓝藻仅具有供氧功能不具有降糖功能等缺陷，从而提供一种工程蓝藻及其制备方法和应用。
[0008]为此，本专利技术提供如下技术方案：
[0009]本专利技术提供一种工程蓝藻，包括蓝藻以及吸附在蓝藻表面的纳米颗粒，所述纳米颗粒为纳米金颗粒和具有过氧化氢酶活性的纳米颗粒。
[0010]可选的，每107个蓝藻上吸附纳米金颗粒的量为20μg
‑
80μg；
[0011]每107个蓝藻上吸附所述具有过氧化氢酶活性的纳米颗粒的量为10μg
‑
100μg。
[0012]可选的，所述具有过氧化氢酶活性的纳米颗粒为铱纳米颗粒、铂纳米颗粒、铜纳米颗粒、二氧化锰纳米颗粒、四氧化三铁纳米颗粒中的至少一种。
[0013]本专利技术提供一种上述的工程蓝藻的制备方法，包括以下步骤：
[0014]将纳米金采用修饰剂进行修饰处理，得到表面正电性的纳米金颗粒；
[0015]将所得纳米金颗粒、具有过氧化氢酶活性的纳米颗粒加入到含蓝藻培养液中，吸附，固液分离，将所得固体分散在超纯水中，得到所述工程蓝藻。
[0016]可选的，所述吸附步骤在20
‑
25℃，20
‑
200rpm/min下匀速搅拌30
‑
90min直至充分吸附。以3000rpm/min，离心5min得到深绿色沉淀，将沉淀重新溶解在超纯水中，得到所述工程蓝藻。
[0017]可选的，所述修饰剂为巯基乙胺、L
‑
半胱胺酸、聚乙烯亚胺、十六烷基三甲基溴化铵其中的至少一种；
[0018]可选的，所述修饰剂的浓度为0.01wt％
–
0.5wt％；
[0019]可选的，所述修饰剂中的溶剂为超纯水。
[0020]可选的，本专利技术所述纳米金颗粒和具有过氧化氢酶活性的纳米颗粒的制备方法为本领域的常规技术，具体的，所述纳米金的制备方法为，以氯金酸为原料采用还原剂进行还原反应得到纳米金；可选的，所述还原反应的温度为90
‑
120℃，时间为30
‑
60min。例如，所述具有过氧化氢酶活性的纳米颗粒的制备方法参照Dual
‑
Enzyme Characteristics of Polyvinylpyrrolidone
‑
Capped Iridium Nanoparticles and Their Cellular Protective Effect against H2O2
‑
Induced Oxidative Damage.ACS Appl Mater Interfaces.2015Apr 22；7(15):8233
‑
42.doi:10.1021/acsami.5b01271.Epub 2015 Apr 9.PMID:25826467.
[0021]可选的，所述还原剂为柠檬酸钠、柠檬酸钠
‑
鞣酸、甲醛、丙醛、甲酸、抗坏血酸、硼氢化钠、盐酸羟胺之中的至少一种；
[0022]可选的，所述还原剂的浓度为10mmol/L
‑
100mmol/L。
[0023]可选的，所述含蓝藻培养液中，蓝藻浓度为105‑
108cells/mL；
[0024]可选的，所述吸附步骤的时间为30
‑
90min；
[0025]可选的，所述工程蓝藻中蓝藻的浓度为105‑
109cells/mL。
[0026]本专利技术还提供一种上述工程蓝藻或上述的制备方法制备得到的工程蓝藻在降糖、产氧方面的应用。
[0027]本专利技术还提供一种上述工程蓝藻或上述的制备方法制备得到的工程蓝藻在制备治疗糖尿病视网膜病变药物中的应用。
[0028]所述含蓝藻培养液中的溶剂为磷酸盐缓冲盐溶液(Phosphate Buffered Saline，PBS)，超纯水，蓝藻培养基(BG
‑
11Medium for Blue Green Algae)的任意一种。
[0029]本专利技术技术方案，具有如下优点：
[0030]本专利技术提供的工程蓝藻，包括蓝藻以及吸附在蓝藻表面的纳米颗粒，所述纳米颗粒为纳米金颗粒和具有过氧化氢酶活性的纳米颗粒。本专利技术提供的工程蓝藻是一种具有产氧、局部降糖双重功能，兼具良好生物相容性的新型工程蓝藻，该材料原料绿色环保，能够安全应用于眼内，注射后视网膜结构未发生变化，未出现视网膜脱落、出血等现象，并可在体内充分代谢，快速改善和缓解相关症状；通过材料的局部供氧与降糖功能，在眼后段利用该材料将有利于减少糖尿病视网膜病变引起的眼底渗漏。
[0031]本专利技术提供的工程蓝藻的制备方法，包括以下步骤：将纳米金采用修饰剂对纳米金进行修饰处理，得到表面正电性的纳米金颗粒；将所得纳米本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种工程蓝藻，其特征在于，包括蓝藻以及吸附在蓝藻表面的纳米颗粒，所述纳米颗粒为纳米金颗粒和具有过氧化氢酶活性的纳米颗粒。2.根据权利要求1所述的工程蓝藻，其特征在于，每107个蓝藻上吸附纳米金颗粒的量为20μg
‑
80μg；每107个蓝藻上吸附所述具有过氧化氢酶活性的纳米颗粒的量为10μg
‑
100μg。3.根据权利要求1或2所述的工程蓝藻，其特征在于，所述具有过氧化氢酶活性的纳米颗粒为铱纳米颗粒、铂纳米颗粒、铜纳米颗粒、二氧化锰纳米颗粒、四氧化三铁纳米颗粒中的至少一种。4.一种权利要求1
‑
3任一项所述的工程蓝藻的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将纳米金采用修饰剂进行修饰处理，得到表面正电性的纳米金颗粒；将所得纳米金颗粒、具有过氧化氢酶活性的纳米颗粒加入到含蓝藻培养液中，吸附，固液分离，将所得固体分散在超纯水中，得到所述工程蓝藻。5.根据权利要求4所述的工程蓝藻的制备方法，其特征在于，所述修饰剂为巯基乙胺、L
‑
半胱胺酸、聚乙烯亚胺、十六烷基三甲基溴化铵其中的至少一种；可选的，所述修饰剂的浓度为0.01wt％
–
0.5wt％；可选的，所述修饰剂中的溶剂为超纯水。6.根据权利要求4或5所述的工程蓝藻...

【专利技术属性】
技术研发人员：王佰亮，蓝凯悦，曹小文，褚晓颖，彭亚欧，周励洋，宋冠兴，
申请(专利权)人：温州医科大学，
类型：发明
国别省市：