专利名称：一种聚丁二炔纳米人工生物膜囊及其制备方法
技术领域：
本发明属于人工生物膜领域，涉及一种通过疏水相互作用组装的聚丁二炔纳米人工生物 膜囊。
背景技术：
含有丁二炔结构的类脂在形成高度有序而紧密的排列以后，在254nrn的紫外光照射下可 以聚合形成蓝色的聚丁二炔结构。这种聚丁二炔结构随着所处环境的温度、溶剂、pH及其受 到的机械应力的改变，其颜色会发生相应的变化。1993年D.H.Charych等人在Science上发 表了一篇关于利用功能化聚丁二炔变色薄膜可以识别感冒病毒的文章，他们利用10，2-二十五 垸基二炔酸(PCDA)为基脂，唾液酸化的PCDA为受体分子，制备功能化LB膜，这种薄膜 呈现蓝色。当唾液酸遇到信息源感冒病毒时，引起聚丁二炔结构的电子态和重量的改变，最 终导致信息处理部分(聚丁二炔结构)的颜色由蓝变红，这种现象肉眼明显可见。根据 D.H.Charych等人的报道，这种变色是可以定量的，即所结合的感冒病毒愈多，颜色愈深。
在D.H.Charych等人使用的方法中，薄膜的功能化是通过化学方法实现的。首先唾液酸 (受体)分子与基脂PCDA化学偶联，然后这种唾液酸化的PCDA再与基脂PCDA —起进行 聚合，进而实现薄膜的功能化。 这种功能化方法就决定了受体分子必须接在基脂PCDA 的极性头上，通过共价键与基脂一同形成一个大的聚合物分子，才能实现薄膜的功能化，而 且受体化的PCDA分子的合成过程复杂、耗时，因此原料不易得到。这些因素都严重地制约 着这种方法的广泛应用。
本发明通过疏水相互作用以非共价键的形式在聚丁二炔纳米囊泡中掺入一种或几种不同 的磷脂分子，形成磷脂双分子层，组装成聚丁二炔纳米人工生物膜囊，可以模拟生物膜的部 分功能。这种聚丁二炔纳米人工生物膜囊可以通过功能分子的疏水尾与磷脂基脂疏水尾之间 的吸引力将功能分子镶嵌于纳米囊泡中，进而实现聚丁二炔纳米囊泡的功能化。这种类生物膜聚丁二炔纳米囊泡具有制备简单方便、成本低廉的优点。这种聚丁二炔纳米人工生物膜囊 可以通过色变反应定性或定量检测生物活性分子的存在，可广泛地应用于生物化学过程研究、 临床检验诊断以及活性药物的筛选等方面。
发明内容
本发明的目的是提供一种聚丁二炔纳米人工生物膜囊，其特征在所述的聚丁二炔双分子 层纳米囊泡中掺入一定比例的一种或几种不同的磷脂分子，形成磷脂双分子层，可以模拟 生物膜的部分功能。这种类生物膜聚丁二炔纳米囊泡可以通过色变反应定性或定量检测生 物活性分子的存在，可广泛地应用于生物化学过程研究、临床检验诊断以及活性药物的筛 选等方面。
本发明还提供了聚丁二炔纳米人工生物膜囊的一般制备方法。其特征在于将磷脂分子和 丁二炔单体分别溶于有机溶剂中，除去有机溶剂，然后将磷脂分子和丁二炔单体以一定摩 尔浓度比混合，再加入去离子水调整丁二炔单体的浓度为0.01-200mmol/L，在70-8(TC下， 进行超声水合2-30分钟，用0.8pm的滤膜滤去未分散的组分，将混合溶液放置于4r过夜， 以便于磷脂分子以非共价键掺入非聚合的丁二炔单体囊泡中，将混合溶液置于波长为 200-350nm的紫外光下照射0.5-30分钟，得到蓝色的类生物膜聚丁二炔纳米囊泡。
本发明中掺入的磷脂分子并不局限于一种特定的磷脂分子，而包括所有能够掺入聚丁二 炔纳米囊泡，形成磷脂双分子层的磷脂分子。根据比较实验结果，掺入的磷脂分子最好为 磷脂酰甘油类、磷脂酰胆碱类以及磷脂酰乙醇胺类；掺入的磷脂分子可以是单一类磷脂分 子或是上述两类或三类磷脂分子的混合物。可以选用二肉豆蔻酰磷脂酰胆碱 DMPC[=dimyristoyl phosphatidyl choline]、 二肉豆蔻酰磷脂酰甘油DMPG[=Dimyristoyl phosphatidylgly cerol]等。
本发明中掺入的磷脂分子与丁二炔单体的摩尔比例并不局限于一种特定的比例，而包括 所有可能存在的比例，而不改变聚丁二炔的色变反应。根据比较实验结果其中所述的掺入
的磷脂分子与丁二炔单体的摩尔最佳比例为2 : 3。
本发明与以往囊泡的创新之处在于在聚合丁二炔纳米囊泡的基础上通过非共价键的形式引入了磷脂分子，形成磷脂双分子层，组装成能够部分模拟生物膜功能的聚丁二炔纳米 人工生物膜囊。这种人工生物膜囊可以模拟细胞生物膜的部分功能，同时又保留了聚合丁 二炔的色变功能，可以广泛地应用于生物化学过程研究、临床检验诊断以及活性药物的筛 选等方面。
图l:聚丁二炔纳米人工生物膜囊剖面结构示意图。
具体实施例方式
以下通过实施例进一步描述本发明，而非限制本发明。 实施例1
将10，12-二十五垸基二炔酸(PCDA)和二肉豆蔻酰磷脂酰胆碱(DMPC)分别溶于氯仿中， 在氮气氛下，真空干燥除去氯仿，分别用去离子水溶解，以3:2的摩尔浓度比混合，加入去 离子水，调整10,12-二十五垸基二炔酸(PCDA)的浓度为10Ommol/L，然后在70'C下超声水合 15分钟，用0.8pm的滤膜滤去未分散的组分，将混合溶液置于4'C过夜，得到非聚合的囊泡 溶液，再将此囊泡溶液用波长为260nm的紫外线照射10分钟，得到蓝色的类生物膜聚丁二 炔纳米囊泡。 实施例2
将二十三烷基-2,4-二炔酸(TCDA)、 二肉豆蔻酰磷脂酰胆碱(DMPC)、 二肉豆蔻酰丝氨酸 (DMPS)分别溶于氯仿中，在氮气氛下，真空干燥除去氯仿，分别再用去离子水溶解，以3 : 1 : 1 的摩尔浓度比混合，加入去离子水，调整二十三烷基-2,4-二炔酸(TCDA)的浓度为15Ommol/L， 然后在75'C下超声水合25分钟，用0.8pm的滤膜滤去未分散的组分，将混合溶液置于4'C过 夜，得到非聚合的囊泡溶液，再将此囊泡溶液用波长为265nm的紫外线照射15分钟，得到 蓝色的类生物膜聚丁二炔纳米囊泡(见图l)。
权利要求
1. 一种聚丁二炔纳米人工生物膜囊及其制备方法，其特征在所述的聚丁二炔双分子层纳米囊泡中掺入一定比例的磷脂分子，形成磷脂双分子层，可以模拟生物膜的部分功能，制成聚丁二炔纳米人工生物膜囊。
2. 根据权利要求1所述的一种聚丁二炔纳米人工生物膜囊在诸如蛋白-生物膜相互作用的生 物化学过程研究、生物活性物质的临床检验诊断以及药物活性筛选中的应用。
3. —种聚丁二炔纳米人工生物膜囊的制备方法，其特征在于将磷脂分子和丁二炔单体分别溶 于有机溶剂中，将磷脂分子和丁二炔单体以一定摩尔浓度比混合，然后除去有机溶剂，再加 入去离子水调整丁二炔单体的浓度为0. 01-200mmol/L，在70-8(TC下，进行超声水合2-30分 钟，用0.8陶的滤膜滤去未分散的组分，将混合溶液放置于4'C过夜，以便于磷脂分子以非 共价键的形式掺入非聚合的丁二炔单体囊泡中，将混合溶液置于波长为200-350nm的紫外光 下照射0. 5-30分钟，得到蓝色的聚丁二炔纳米人工生物膜囊。
4. 根据权利要求3所述的方法，其中所述的磷脂分子并不局限于一种特定的磷脂分子，而包 括所有能够掺入聚丁二炔纳米囊泡，形成磷脂双分子层的磷脂分子。
5. 根据权利要求4所述的方法，其中所述的磷脂分子为二肉豆蔻酰磷脂酰胆碱DMPC。
6. 根据权利要求3所述的方法，其中所述的掺入的磷脂分子与丁二炔单体的摩尔比例并不局 限于一种特定的比例，而包括所有可能存在的比例，而不改变聚丁二炔的色变反应。
7. 根据权利要求6所述的方法，其中所述的掺入的磷脂分子与丁二炔单体的摩尔比例为2 : 3。
8. 根据权利要求3所述的方法，其中所述的掺入的磷脂分子是单一磷脂分子也可以是几种磷 脂分子的混合物。
全文摘要
本发明属于人工生物膜领域，涉及一种通过疏水相互作用组装的聚丁二炔纳米人工生物膜囊。本发明通过疏水相互作用在聚丁二炔纳米结构中掺入一种或几种不同的磷脂分子，制成类生物聚丁二炔纳米人工生物膜囊，这种纳米膜囊可以模拟生物膜的部分功能，这种聚丁二炔纳米人工生物膜囊可以通过功能分子的疏水尾与磷脂基脂疏水尾之间的吸引力将功能分子镶嵌于纳米囊泡中，进而实现聚丁二炔纳米囊泡的功能化。这种聚丁二炔纳米人工生物膜囊具有制备简单方便、成本低廉的优点。这种聚丁二炔纳米人工生物膜囊可以通过色变反应来检测生物活性分子的存在，可广泛地应用于生物化学过程研究、临床检验诊断以及活性药物的筛选等方面。
文档编号C08L49/00GK101469099SQ200710305388
公开日2009年7月1日 申请日期2007年12月25日 优先权日2007年12月25日
发明者吕建新 申请人:温州医学院