一种改善羟基氧化铝佐剂黏液穿透性能的方法

本发明涉及羟基氧化铝材料的制备方法以及修饰方法，具体说是γ-alooh佐剂的制备以及改性方法以及对其穿黏性能的评估，最后改善了铝佐剂穿黏性能的一种方法。

背景技术：

1、人们重新认识到黏膜免疫的重要性。而由于黏膜疫苗黏膜部位给药的特点，其成功的免疫前提是需要一种佐剂或者递送系统将黏膜疫苗“送”到引发免疫的固有层。铝佐剂作为注射疫苗中最常用的佐剂，在美国fda批准的疫苗使用的佐剂中占比超过80％，但是其在黏膜部位的佐剂效应至今仍少有研究。从微观角度来看，黏膜部位给药分为三个过程：穿越表面黏液层、穿过上皮细胞层、进入固有层诱发免疫反应，其中佐剂的大小、形状、表面官能团等性质均可对其产生影响。传统羟基氧化铝佐剂由于表面带有正电、材料分散性差难以克服黏液与上皮屏障，进而无法诱发有效的黏膜免疫。因此，寻找一种改善传统羟基氧化铝佐剂的穿黏性能方法尤为重要，在为黏膜疫苗佐剂的发展领域具有很大的研究价值意义。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种羟基氧化铝的改性方法，用廉价易得的反应原料获得黏液穿透性能得到改善的羟基氧化铝佐剂。本发明方法操作简便快捷，可成功提高材料的黏液穿透能力。所制备的铝纳米材料形貌均一，分散均匀。在黏膜疫苗制备与生产中具有良好的前景。

2、本发明的方法包括以下步骤：

3、一种表面修饰羟基氧化铝佐剂以改善穿黏性能的方法，包括以下步骤：

4、1)将羟基氧化铝(γ-alooh)佐剂与修饰剂丝氨酸混合，在加热、搅拌条件下发生反应，利用修饰剂对羟基氧化铝佐剂进行丝氨酸官能团修饰；混合过程中是在一定速率下进行混合的，保证混合过程的均匀。

5、2)对反应一定时间后得到的产物进行冷却，离心，洗涤，干燥，得到丝氨酸官能团修饰的羟基氧化铝佐剂。

6、对于上文所述方法的技术方案中，优选的情况下，步骤1)所述的羟基氧化铝佐剂通过水热法制备，并冷却，离心，洗涤，干燥。

7、对于上文所述方法的技术方案中，优选的情况下，步骤1)所述的冷却为室温冷却，离心的转速为10000-11000rpm，洗涤为去离子水洗涤，干燥的温度为37-60℃。

8、对于上文所述方法的技术方案中，优选的情况下，在羟基氧化铝佐剂制备过程中，铝盐为九水合硝酸铝，沉淀剂为尿素。

9、对于上文所述方法的技术方案中，优选的情况下，所述羟基氧化铝佐剂的制备方法，包括如下步骤：

10、①将九水合硝酸铝与尿素完全溶解于去离子水形成透明澄清的前驱物溶液；

11、②将前驱体溶液放入反应釜中进行水热反应，将得到的产物进行冷却、离心、洗涤、干燥，得到羟基氧化铝佐剂。

12、对于上文所述方法的技术方案中，优选的情况下，本发明中的前驱物材料主要是硝酸铝铝(alno3)3·9h2o与尿素、水。

13、对于上文所述方法的技术方案中，优选的情况下，步骤①中，将无机铝盐与尿素完全溶解于去离子水中的过程是在室温条件下进行搅拌，溶解的。

14、对于上文所述方法的技术方案中，优选的情况下，步骤①中，所述的前驱体(铝盐)溶液的浓度为0.02-0.05m，尿素浓度为0.04-0.1m。

15、对于上文所述方法的技术方案中，优选的情况下，步骤②中，所述水热反应的条件为150-180℃，45-60min。

16、对于上文所述方法的技术方案中，步骤1)所述的修饰的条件为：温度为30-120℃，转速为500-700rpm，反应时间为2-12h。

17、对于上文所述方法的技术方案中，优选的情况下，步骤1)所述的羟基氧化铝佐剂与修饰剂的混合质量比为1-2：0.1-1，不断搅拌以使混合均匀。

18、对于上文所述方法的技术方案中，优选的情况下，步骤1)为在水中进行反应，羟基氧化铝佐剂的用量为1-2mg/ml水，修饰剂的用量为0.1-1mg/ml水。

19、对于上文所述方法的技术方案中，优选的情况下，步骤1)所述的搅拌条件为：搅拌转速为500-700rpm，优选为600rpm；此处反应总体积为10-20ml。

20、对于上文所述方法的技术方案中，优选的情况下，步骤1)所述的混合，是指在羟基氧化铝佐剂在水中充分分散后(超声分散)，在不断搅拌的情况下将丝氨酸加入至反应容器中，并在反应容器(玻璃瓶中)，加热至羟基氧化铝与丝氨酸发生反应。

21、对于上文所述方法的技术方案中，优选的情况下，所述冷却为将修饰处理后的混合液空冷降温至室温即可；所述的离心转速为10000-11000rpm，优选为11000rpm，离心时间为15-20min，优选为15min；所述的洗涤目的是除去所含杂质以及未发生反应的反应物，实施例中洗涤过程具体采用去离子水水洗两到三次除去所含杂质；干燥温度为50-80℃。

22、对于上文所述方法的技术方案中，优选的情况下，对修饰后材料(表面修饰的羟基氧化铝佐剂)进行穿黏能力评估。

23、对于上文所述方法的技术方案中，优选的情况下，所述穿黏能力评估为：在琼脂糖凝胶上铺上模拟黏液，在黏液上方加入修饰后材料(表面修饰的羟基氧化铝佐剂)，孵育一定时间后检测琼脂糖中修饰后材料含量。

24、对于上文所述方法的技术方案中，优选的情况下，所述的琼脂糖凝胶的质量分数为0.28wt％-0.3wt％，模拟黏液与修饰后材料的比例为1ml：0.21-0.25mg，孵育时间为1-24h，孵育温度为35-40℃。

25、本发明的另一方面在于保护上文所述方法制备的不同表面修饰的羟基氧化铝纳米佐剂。

26、本发明中，首先采用水热法，采用一定浓度的铝盐与沉淀剂的混合溶液作为前驱体溶液制备了纳米尺寸的羟基氧化铝佐剂，水热过程应保证加热时间的充分以及反应釜的密封，然后通过水洗去除未反应掉的杂质。之后基于上述合成的铝佐剂，使用丝氨酸通过加热法对其改性，并再次水洗干燥去除杂质，通过丝氨酸修饰改变材料的表面性质与zeta电势。本发明方法工艺简单，可根据应用需求合成出分散均匀、粒径尺寸均一、黏液穿透性能得到改善的纳米铝佐剂，在疫苗佐剂的制备与使用等医学领域中具有很好的应用前景。

技术特征：

1.一种表面修饰羟基氧化铝佐剂以改善穿黏性能的方法,包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种表面修饰羟基氧化铝佐剂以改善穿黏性能的方法，其特征在于：步骤1)所述的羟基氧化铝佐剂通过水热法制备，并冷却，离心，洗涤，干燥；水热反应的条件为150-180℃，45-60min。

3.根据权利要求1所述的一种表面修饰羟基氧化铝佐剂以改善穿黏性能的方法，其特征在于：在羟基氧化铝佐剂制备过程中，铝盐为九水合硝酸铝，沉淀剂为尿素，铝盐的浓度为0.02-0.05m，尿素的浓度为0.04-0.1m。

4.根据权利要求1所述的一种表面修饰羟基氧化铝佐剂以改善穿黏性能的方法，其特征在于：步骤1)所述的修饰的条件为：温度为30-120℃，转速为500-700rpm，反应时间为2-12h。

5.根据权利要求1所述的一种表面修饰羟基氧化铝佐剂以改善穿黏性能的方法，其特征在于：步骤1)所述的羟基氧化铝佐剂与修饰剂的质量比为1-2：0.1-1。

6.根据权利要求1或5所述的一种表面修饰羟基氧化铝佐剂以改善穿黏性能的方法，其特征在于：步骤1)为在水中进行反应，羟基氧化铝佐剂的用量为1-2mg/ml水，修饰剂的用量为0.1-1mg/ml水。

7.根据权利要求1所述的一种表面修饰羟基氧化铝佐剂以改善穿黏性能的方法，其特征在于：所述的离心转速为10000-11000rpm，离心时间为15-20min，洗涤次数为3-5次，干燥温度为50-80℃。

8.根据权利要求1所述的一种表面修饰羟基氧化铝佐剂以改善穿黏性能的方法，其特征在于：对表面修饰的羟基氧化铝佐剂进行穿黏能力评估。

9.根据权利要求1所述的一种表面修饰羟基氧化铝佐剂以改善穿黏性能的方法，其特征在于：在琼脂糖凝胶上铺上模拟黏液，在黏液上方加入表面修饰的羟基氧化铝佐剂，孵育一定时间后检测琼脂糖中材料含量；

10.利用权利要求1所述方法制备的表面修饰的羟基氧化铝佐剂。

技术总结
本发明公开了一种改善铝纳米材料黏液穿透能力的方法，该方法首先利用无机铝盐和沉淀剂的混合溶液作为前驱体，通过水热合成的方法制备纳米尺寸的羟基氧化铝佐剂，并通过丝氨酸修饰改变材料的表面性质与Zeta电势。本发明方法操作简便快捷，可成功提高材料的黏液穿透能力。所制备的铝纳米材料形貌均一，分散均匀。在黏膜疫苗制备与生产中具有良好的前景。

技术研发人员：孙冰冰,秦楷杰,郭翌阳
受保护的技术使用者：大连理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14