【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种快速锚定细胞膜并提高细胞内化效率的单侧凸起纳米颗粒及其制备方法与应用，属于生物材料。
技术介绍
1、目前，纳米颗粒被广泛应用于生物医学，包括病理检测、癌症治疗、药物输送以及新型纳米药物等。为了实现这些应用并实现高效治疗，了解细胞如何有效地识别和内化纳米颗粒是至关重要的。值得注意的是，在许多情况下，纳米颗粒的功效最终取决于纳米颗粒进入细胞的能力。比如在药物传递系统中，纳米颗粒常作为纳米载体将药物传递到细胞内的靶点。而许多药物如核酸药物、抗肿瘤药物需要快速递送到细胞内，与多种细胞器作用以起到治疗、杀伤作用。因此，研究纳米颗粒与细胞之间的相互作用以及如何加速纳米颗粒的细胞内化是目前纳米颗粒研究的主要挑战。
2、然而，目前对纳米颗粒与细胞相互作用的研究一方面集中在纳米粒子本身的物理化学性质上。纳米颗粒的大小、形状、弹性和表面化学等理化性质会影响细胞的内化过程，从而导致细胞摄取速率的不同。这些研究都致力于筛选出易于被细胞内化的合适颗粒，而不是提高颗粒的可用性，从而阻碍了丰富的纳米颗粒的应用。另一方面研究关注纳米颗粒的表面化学改性。纳米颗粒的表面被抗体或其他靶向基团功能化，以增强细胞对颗粒的识别和摄取。然而，化学改性方法耗时长，成本高，不具有通用性。更重要的是，在生物系统中，通过吸附生物流体中的蛋白质而形成的蛋白质电晕会影响颗粒的表面性质，进而会影响颗粒的内化效率，因而，纳米颗粒表面化学改性实用性差。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术提供一种快速锚
2、本专利技术的纳米颗粒形貌为球型颗粒一侧带有凸起，具有两面不对称结构，具有高效的细胞膜锚定能力、细胞内化效率。
3、本专利技术采用简单的溶胀方法破坏球形核壳结构对称性，使部分核物质膨出壳，得到具有单侧凸起的不对称纳米颗粒，可产业化生产。
4、本专利技术构建的单侧凸起纳米颗粒可高效进入细胞内，驻留在脑组织、皮肤组织，可以且不仅限于应用于药物递送及肿瘤治疗。
5、为实现以上目的，本专利技术是通过如下技术方案实现的：
6、一种快速锚定细胞膜并提高细胞内化效率的单侧凸起纳米颗粒，所述纳米颗粒形貌为球型颗粒一侧带有凸起，具有两面不对称结构；凸起的形状为球型，直径为100-500nm。
7、上述快速锚定细胞膜并提高细胞内化效率的单侧凸起纳米颗粒的制备方法，包括步骤如下：
8、1)提供聚苯乙烯(ps)纳米颗粒分散液，加入聚烯丙基胺盐酸盐-nacl混合水溶液，室温下搅拌改性，水洗后离心，收集纳米颗粒；
9、2)将步骤1)得到的纳米颗粒加入聚乙烯吡咯烷酮(pvp)-乙醇混合溶液中，室温下搅拌改性，乙醇洗后离心，收集纳米颗粒；
10、3)将步骤2)得到的纳米颗粒分散至乙醇，得到ps颗粒悬浮液；
11、4)向ps颗粒悬浮液中加入氨水及正硅酸乙酯(teos)，室温下搅拌反应，离心收集纳米颗粒，依次乙醇洗，水洗，离心，最终分散至磷酸盐缓冲液(pbs)中，制备得到具有核壳结构的ps@sio2悬浮液；
12、5)向十二烷基磺酸钠水溶液中加入甲苯或者四氢呋喃，超声得到溶胀反应液；
13、6)将具有核壳结构的ps@sio2悬浮液加入溶胀反应液中，室温摇床上孵育进行溶胀；
14、7)使用乙醇中止溶胀，离心后收集颗粒，依次乙醇洗，水洗，得到具有单侧凸起的纳米颗粒。
15、根据本专利技术优选的，步骤1)中，ps纳米颗粒直径为200-1000nm，聚苯乙烯纳米颗粒分散液的浓度为2-6％(w/v)。
16、根据本专利技术优选的，步骤1)中，聚烯丙基胺盐酸盐-nacl混合水溶液中，聚烯丙基胺盐酸盐的浓度为1-5mg/ml，nacl浓度为0.1-3mg/ml，聚烯丙基胺盐酸盐-nacl混合水溶液的体积与聚苯乙烯纳米颗粒分散液的体积比为(4-8)：1。
17、根据本专利技术优选的，步骤1)中，搅拌采用磁力搅拌器，搅拌速度为300-500r/min，搅拌时间为0.5-2h。
18、根据本专利技术优选的，步骤1)中，水洗次数为3次，离心速度为7000-9000r/min。
19、根据本专利技术优选的，步骤2)中，pvp-乙醇混合溶液中，pvp的浓度为4-10mg/ml，pvp-乙醇混合溶液与聚烯丙基胺盐酸盐-nacl混合水溶液的体积比为(1-3)：(1-3)。
20、最为优选的，步骤2)中，pvp-乙醇混合溶液与聚烯丙基胺盐酸盐-nacl混合水溶液的体积比为1:1。
21、根据本专利技术优选的，步骤2)中，搅拌采用磁力搅拌器，搅拌速度为300-500r/min，搅拌时间为0.5-2h。
22、根据本专利技术优选的，步骤2)中，乙醇洗次数为3次，离心速度为5000-7000r/min。
23、根据本专利技术优选的，步骤3)中，ps颗粒悬浮液的浓度为0.1-0.4％(w/v)。
24、根据本专利技术优选的，步骤4)中，氨水与ps颗粒悬浮液的体积比为2：(20-30)。
25、根据本专利技术优选的，步骤4)中，teos与氨水的体积比为3：(70-90)。
26、根据本专利技术优选的，步骤4)中，室温反应时间为10-14h，搅拌速度为300-500r/min。
27、根据本专利技术优选的，步骤4)中，乙醇洗次数为3次，水洗次数为3次，离心速度为5000-7000r/min，具有核壳结构的ps@sio2悬浮液的浓度为0.5-3％(w/v)。
28、根据本专利技术优选的，步骤5)，十二烷基磺酸钠水溶液的浓度为0.5-3％(w/v)。
29、根据本专利技术优选的，步骤5)，溶胀反应液中甲苯的浓度为0.3-0.8％(w/v)，溶胀反应液中四氢呋喃的浓度为20-30％(w/v)。
30、根据本专利技术优选的，步骤6)，核壳结构的ps@sio2悬浮液与溶胀反应液的体积比为1：(15-20)。
31、根据本专利技术优选的，步骤6)中，室温摇床上孵育时间为4-8h，摇床震荡速率为200-400r/min。
32、根据本专利技术优选的，步骤7)，使用乙醇中止溶胀，乙醇与溶胀反应液的体积比为(4-6)：1。
33、根据本专利技术优选的，步骤7)，乙醇洗次数为3次，水洗次数为3次，离心速率为3000-5000r/min。
34、快速锚定细胞膜并提高细胞内化效率的单侧凸起纳米颗粒的应用，用于锚定细胞膜并加速细胞内化。
35、根据本专利技术优选的，单侧凸起纳米颗粒体外实现锚定细胞膜并加速细胞内化的方法，步骤如下：
36、(1)将细胞接种至24孔板，添加培养基进行培养。
37、(2)向培养基中添加上述单侧凸起纳米颗粒，在恒温细胞培养箱中培养0.5-2小时，获得纳米颗粒锚定至细胞膜的细胞；
38、(3)继续在恒温细胞培本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种快速锚定细胞膜并提高细胞内化效率的单侧凸起纳米颗粒，所述纳米颗粒形貌为球型颗粒一侧带有凸起，具有两面不对称结构；凸起的形状为球型，直径为100-500nm。
2.权利要求1所述的快速锚定细胞膜并提高细胞内化效率的单侧凸起纳米颗粒的制备方法，包括步骤如下：
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中，聚苯乙烯纳米颗粒的直径为200-1000nm，聚苯乙烯纳米颗粒分散液的浓度为2-6％(w/v)，聚烯丙基胺盐酸盐-NaCl混合水溶液中，聚烯丙基胺盐酸盐的浓度为1-5mg/mL，NaCl浓度为0.1-3mg/mL，聚烯丙基胺盐酸盐-NaCl混合水溶液的体积与聚苯乙烯纳米颗粒分散液的体积比为(4-8)：1，搅拌采用磁力搅拌器，搅拌速度为300-500r/min，搅拌时间为0.5-2h，水洗次数为3次，离心速度为7000-9000r/min。
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤2)中，PVP-乙醇混合溶液中，PVP的浓度为4-10mg/mL，PVP-乙醇混合溶液与聚烯丙基胺盐酸盐-NaCl混合水溶液的体积比为(1-3
5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤3)中，PS颗粒悬浮液的浓度为0.1-0.4％(w/v)，步骤4)中，氨水与PS颗粒悬浮液的体积比为2：(20-30)，TEOS与氨水的体积比为3：(70-90)，室温反应时间为10-14h，搅拌速度为300-500r/min，乙醇洗次数为3次，水洗次数为3次，离心速度为5000-7000r/min，具有核壳结构的PS@SiO2悬浮液的浓度为0.5-3％(w/v)。
6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤5)，十二烷基磺酸钠水溶液的浓度为0.5-3％(w/v)，溶胀反应液中甲苯的浓度为0.3-0.8％(w/v)，溶胀反应液中四氢呋喃的浓度为20-30％(w/v)。
7.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤6)，核壳结构的PS@SiO2悬浮液与溶胀反应液的体积比为1：(15-20)，室温摇床上孵育时间为4-8h，摇床震荡速率为200-400r/min。
8.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤7)，使用乙醇中止溶胀，乙醇与溶胀反应液的体积比为(4-6)：1，乙醇洗次数为3次，水洗次数为3次，离心速率为3000-5000r/min。
9.权利要求1所述的快速锚定细胞膜并提高细胞内化效率的单侧凸起纳米颗粒的应用，用于锚定细胞膜并加速细胞内化。
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，单侧凸起纳米颗粒体外实现锚定细胞膜并加速细胞内化的方法，步骤如下：
...【技术特征摘要】
1.一种快速锚定细胞膜并提高细胞内化效率的单侧凸起纳米颗粒，所述纳米颗粒形貌为球型颗粒一侧带有凸起，具有两面不对称结构；凸起的形状为球型，直径为100-500nm。
2.权利要求1所述的快速锚定细胞膜并提高细胞内化效率的单侧凸起纳米颗粒的制备方法，包括步骤如下：
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中，聚苯乙烯纳米颗粒的直径为200-1000nm，聚苯乙烯纳米颗粒分散液的浓度为2-6％(w/v)，聚烯丙基胺盐酸盐-nacl混合水溶液中，聚烯丙基胺盐酸盐的浓度为1-5mg/ml，nacl浓度为0.1-3mg/ml，聚烯丙基胺盐酸盐-nacl混合水溶液的体积与聚苯乙烯纳米颗粒分散液的体积比为(4-8)：1，搅拌采用磁力搅拌器，搅拌速度为300-500r/min，搅拌时间为0.5-2h，水洗次数为3次，离心速度为7000-9000r/min。
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤2)中，pvp-乙醇混合溶液中，pvp的浓度为4-10mg/ml，pvp-乙醇混合溶液与聚烯丙基胺盐酸盐-nacl混合水溶液的体积比为(1-3)：(1-3)，搅拌采用磁力搅拌器，搅拌速度为300-500r/min，搅拌时间为0.5-2h，乙醇洗次数为3次，离心速度为5000-7000r/min。
5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤3)中，ps颗粒悬浮液...
【专利技术属性】
技术研发人员：仇吉川，夏鹤，李德正，郁立阳，桑元华，刘宏，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：
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