一种二硫化铁纳米制剂及其制备方法和应用

本发明属于纳米注射剂技术，具体涉及一种二硫化铁纳米制剂及其制备方法和应用。

背景技术：

1、生物活性多糖大多是来源于植物或真菌的天然大分子复合物，经过提纯最大化保留了植物或真菌中的主要活性成分，具有安全性高、无毒、多靶点、低成本等优势，引起人们的广泛关注。近期研究表明，生物活性多糖通过抗氧化应激、抗炎、调节线粒体功能、抗凋亡、自噬等机制激活机体免疫力，对伤口感染、肿瘤治疗、骨关节炎、退行性神经系统疾病等具有良好的疗效。岩藻多糖是一种来源于褐藻的含有硫酸基的天然活性多糖，可以靶向内皮细胞中的p选择素，通过调节pi3k/akt信号通路，保护细胞免受h2o2引起的活性氧积累导致的氧化应激，抑制髓母细胞瘤的生长，增强宿主的免疫功能。

2、自然铜是一种天然的硫化物类矿物黄铁矿族，被收录于《中国药典》2020年版，主要成分为fes2，采集后的天然黄铁矿，需要去除杂质，砸碎，经火煅透，研成粉末使用，其药理作用体现在促进骨折愈合，对多种病原性真菌有不同程度的拮抗作用。随着纳米材料合成技术的发展，临床纳米注射剂的开发有了新途径，可以借助纳米材料合成技术制备出具有类似组份的纳米化制剂，具有更高的纯度和生物相容性，克服了传统中药注射剂因成分复杂且未知成分较多导致的过敏、肝肾损伤等不良反应。与传统的中药注射剂相比，fes2纳米制剂组分单一，仅含有一种活性组分，具有更好的稳定性和生物兼容性，更容易控制和调节物理化学性质，减少不必要的副作用，大大提升了生物安全性和治疗效果，在生物医学领域具有广阔的应用前景。

技术实现思路

1、发明目的：针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种fes2纳米制剂，该纳米颗粒其结构以fes2纳米颗粒为核，核表面修饰牛血清白蛋白或来源于植物或真菌的生物活性多糖，可以解决传统中药注射剂存在的成分复杂、批次纯度差异大的问题，作为纳米注射剂进行t2加权磁共振成像造影剂，并显著抑制和杀伤细菌，抗菌消炎。

2、本发明还提供所述的fes2纳米制剂的制备方法和应用。

3、技术方案：为实现上述发明目的，本发明所述一种fes2纳米制剂，所述fes2纳米制剂以fes2纳米颗粒为核，核表面修饰牛血清白蛋白或来源于植物的生物活性多糖。

4、其中，所述生物活性多糖包括岩藻多糖、五味子多糖、番荔枝多糖、竹叶多糖、美洲菊花多糖、紫苏多糖、石菖蒲多糖、枸杞多糖和猴头菇多糖中的一种或者多种。

5、本发明所述的fes2纳米制剂的制备方法，包括如下步骤：

6、将牛血清白蛋白或生物活性多糖和铁源依次加入超纯水中混合均匀，调节ph至10.0-11.0，再加入硫源，惰性气体保护下进行反应。

7、其中，所述牛血清白蛋白或生物活性多糖的浓度为20-30mg/ml。

8、作为优选，所述牛血清白蛋白或生物活性多糖的浓度为为25mg/ml。

9、其中，体系中铁源浓度为10-20mm，铁源与硫源的摩尔比为1:0.5-1:2。

10、作为优选，所述体系中铁源浓度为14mm，铁源与硫源的摩尔比为1:1。

11、其中，所述铁源为fecl2·4h2o；所述硫源为l-半胱氨酸、硫脲和硫化钠。

12、作为优选，所述铁源为fecl2·4h2o；所述硫源为l-半胱氨酸。

13、其中，所述惰性气体为氩气、氦气、氮气中的一种。

14、作为优选，所述惰性气体为氩气。

15、其中，所述反应温度为30-40℃，反应时间为3-4h。

16、作为优选，所述反应温度为37℃，反应时间为3h。

17、进一步地，将0.4g牛血清白蛋白或生物活性多糖溶解于20ml超纯水中，在氩气保护下，加入55.6mg fecl2·4h2o，37℃下搅拌10分钟后，滴加1m氢氧化钠水溶液调节ph至11.0，充分混合后，再加入67.3mg l-半胱氨酸，持续通入氩气，保持温度继续搅拌3h，得到棕黑色溶液。

18、其中，所述惰性气体保护下进行反应后的反应液进行透析、浓缩得到fes2纳米制剂。

19、进一步地，将反应完毕的溶液转移至100kda的透析袋中，透析袋置于超纯水中透析24h，每隔6h更换一次超纯水，透析液使用100kda超滤管进行离心浓缩，浓缩液经过0.22μm滤膜过滤两次得到fes2纳米注射液。

20、本发明所述的fes2纳米制剂在t2加权磁共振成像和抗菌消炎中的应用。

21、本发明所述的fes2纳米制剂在制备t2加权磁共振成像和抗菌消炎试剂或者药物中的应用。

22、本发明以牛血清白蛋白或者生物活性多糖作为修饰剂和稳定剂通过共沉淀法制备得到fes2纳米材料。此制备方法绿色高效，成本低，反应重现性高，得到的fes2纳米制剂颗粒与中药自然铜的化学组分一致，属于黄铁矿类型铁硫化合物fes2，尺寸超小，平均粒径在9nm左右，粒径均一，分散性和稳定性优异，磁性能良好，具有t2加权磁共振成像性能，生物安全性高，可以缓释气体信号分子h2s，调节氧化应激，对金黄色葡萄球菌具有明显的抑制和杀伤效果，消除细菌感染导致的炎症反应，作为纳米注射剂应用于生物医学领域。

23、本发明首次制备得到纳米制剂组分单一的fes2，有效避免了中药自然铜其他杂质和成分的影响，也克服了中药注射剂成分复杂导致的副作用以及过敏反应等一系列问题。同时，本发明在制备过程中采用牛血清白蛋白和生物活性多糖进行作为稳定剂和修饰剂，有效控制了fes2纳米颗粒的成核和生长过程，制备得到的纳米颗粒尺寸超小，粒径均匀，解决了无修饰剂的纳米颗粒聚集和不稳定的问题；进一步地，本发明特定方法制备的fes2纳米颗粒具有良好的磁性能，作为t2加权磁共振成像造影剂，生物安全性更高，对正常细胞几乎无毒，可以缓慢释放h2s气体，调节氧化应激，抑制伤口感染导致的炎症反应，同时释放出fe2+有效杀伤侵入的细菌，具有消炎杀菌的作用。

24、有益效果：与现有技术相比，本发明具有如下优点：

25、本发明提供了一种fes2纳米制剂的制备方法及应用，灵感来源于中药自然铜，成分与中药自然铜一致，均为铁硫化合物fes2，本发明制备的纳米制剂纯度更高，药物活性更好，更为重要的是其组分单一，具有更好的稳定性和生物兼容性。本发明特定制备合成中以牛血清白蛋白或生物活性多糖作为修饰剂和稳定剂建立了一种具有稳定包覆层的fes2纳米制剂，有效控制了fes2纳米颗粒的成核和生长过程，制备得到的fes2纳米颗粒在水相体系中具有良好的分散性和稳定性，制备方法简单高效，品控精密，得到的产物尺寸超小、粒径均匀，具有良好的磁性能，作为t2加权磁共振成像造影剂，生物安全性更高，对正常细胞几乎无毒，可以缓慢释放h2s气体，调节氧化应激，抑制伤口感染导致的炎症反应，同时释放出fe2+有效杀伤侵入的细菌，为铁硫化合物在临床应用上提供了显著的帮助，具有大规模制造开发的应用前景。

技术特征：

1.一种fes2纳米制剂，其特征在于，所述fes2纳米制剂以fes2纳米颗粒为核，核表面修饰牛血清白蛋白或来源于植物的生物活性多糖。

2.根据权利要求1所述的fes2纳米制剂，其特征在于，所述生物活性多糖包括岩藻多糖、五味子多糖、番荔枝多糖、竹叶多糖、美洲菊花多糖、紫苏多糖、石菖蒲多糖、枸杞多糖和猴头菇多糖中的一种或者多种。

3.一种权利要求1所述的fes2纳米制剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述牛血清白蛋白或生物活性多糖的浓度为20-30mg/ml。

5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，体系中铁源浓度为10-20mm，铁源与硫源的摩尔比为1:0.5-1:2。

6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述铁源为fecl2·4h2o或者feso4·7h2o；所述硫源为l-半胱氨酸、硫脲和硫化钠。

7.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述惰性气体为氩气、氦气、氮气中的一种。

8.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述反应温度优选为30-40℃，反应时间为3-4h。

9.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述惰性气体保护下进行反应后的反应液进行透析、浓缩得到fes2纳米制剂。

10.一种权利要求1所述的fes2纳米制剂在t2加权磁共振成像和抗菌消炎中的应用。

技术总结
本发明公开了一种二硫化铁纳米制剂及其制备方法和应用，该FeS<subgt;2</subgt;纳米制剂以FeS<subgt;2</subgt;纳米颗粒为核，核表面修饰牛血清白蛋白或来源于植物的生物活性多糖。本发明特定制备合成中以牛血清白蛋白或生物活性多糖作为修饰剂和稳定剂建立了一种具有稳定包覆层的FeS<subgt;2</subgt;纳米制剂，在水相体系中具有良好的分散性和稳定性，制备方法简单高效，得到的产物尺寸超小、粒径均匀，具有良好的磁性能，作为T2加权磁共振成像造影剂，生物安全性更高，对正常细胞几乎无毒，可以缓慢释放H<subgt;2</subgt;S气体，调节氧化应激，抑制伤口感染导致的炎症反应，同时释放出Fe<supgt;2+</supgt;有效杀伤侵入的细菌，为铁硫化合物在临床应用上提供了显著的帮助，具有大规模制造开发的应用前景。

技术研发人员：孙剑飞,段叶凡
受保护的技术使用者：东南大学
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17