一种球状聚合物纳米颗粒的合成方法

本发明涉及疫苗，具体是一种球状聚合物纳米颗粒的合成方法。

背景技术：

1、疫苗的发现和广泛使用是人类对抗疾病的一项极其重要的手段，控制传染性疾病最主要的手段就是预防，而接种疫苗是最行之有效的措施。传统疫苗包括减毒活疫苗、灭活疫苗、类毒素疫苗等，这些疫苗已经实现了工业化大规模生产与接种。然而接种传统疫苗进行疾病预防，尤其在一些特定病原体的免疫上往往具有预防成功率与预防有效时间上的不足。随着科学技术的不断发展，亚单位疫苗逐渐成为科学界研究的重点。亚单位疫苗由抗原和疫苗佐剂构成，抗原是免疫应答的有效成分，包含源自致病性细菌、寄生虫或病毒的某些成分，一般是高度纯化的蛋白质或合成肽。由于亚单位疫苗中单独的抗原不足以产生高免疫原性，因此通常将称为佐剂的非免疫原性材料掺入疫苗制剂中以改善免疫应答并增强疫苗的功效，从合成小分子化合物到复杂的天然提取物、颗粒材料和纳米材料等都有可能成为潜在的疫苗佐剂。

2、佐剂的作用主要体现在免疫刺激和递送抗原两方面。免疫刺激是指佐剂通过靶向toll样受体和其他模式识别受体来促进抗原信号和共刺激信号的产生，从而导致抗原呈递细胞成熟和活化，从而增强适应性免疫反应；另一方面，佐剂可以增加抗原向淋巴结或其他抗原呈递细胞的呈递过程中的生物利用度，从而提升体内免疫器官和组织对抗原的有效拾取。优秀且合适的佐剂可以极大增强临床前和临床研究中免疫反应的强度、广度和持久性。

3、亚单位疫苗诱导的病原体的有效免疫反应主要取决于效应b细胞产生的抗体。生发中心是b细胞克隆扩增、体细胞超突变、亲和力选择和高亲和力抗体产生的中心。然而，如何能够令人满意的将抗原递送到淋巴结和活化抗原呈递细胞仍然是亚单位疫苗的主要问题。在纳米颗粒表面呈递蛋白质抗原是一种很有效的方法，因为纳米颗粒可以更有效地在淋巴结的不同区室中转运和积累，并且纳米粒子表面呈递的多价抗原可以更有效地参与和交联b细胞上的低亲和力b细胞受体，甚至使用b细胞代替树突状细胞进行抗原呈递以启动t细胞反应，从而形成生发中心。

4、已经报道的纳米粒子现在可以大致分为两类，包括自组装蛋白纳米粒子，如铁蛋白，热休克蛋白或丙酮酸脱氢酶复合物的e2亚基和合成纳米粒子，如脂质基，无机和聚合物纳米粒子。与可溶性抗原相比，这两种类型的纳米粒子都表现出增强的免疫原性，可预防多种疾病。然而，这些基于纳米颗粒的疫苗通常需要用其他佐剂进行免疫，例如addavax，iscomatrix和sigma佐剂系统佐剂等，这些佐剂和纳米疫苗诱导生发中心反应的机制仍然知之甚少。在这种情况下，设计出设计能够同时实现高效抗原递送并激活抗原呈递细胞以特异性地针对可变和复杂病原体的强力，广泛和持久的免疫应答的理想佐剂非常重要。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种球状聚合物纳米颗粒的合成方法，以解决背景技术中提出问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种球状聚合物纳米颗粒的合成方法，该合成方法是基于抗坏血酸、乙二胺和乙二醛为单体发生的聚合反应；

4、包括以下步骤：

5、步骤s100：将聚合物稳定剂溶解在反应溶剂中，得到澄清透明的混合溶液，并搅拌半小时；

6、步骤s200：将乙二醛加入步骤s100的混合溶液中，搅拌半小时；

7、步骤s300：将抗坏血酸加入步骤s200的混合溶液中，搅拌半小时，溶液再次澄清透明；

8、步骤s400：将乙二胺加入步骤s300的混合溶液中，将容器敞口打开并搅拌半小时，溶液颜色逐渐从微黄向棕黄色和酒红色逐步转变；

9、步骤s500：将步骤s400得到的溶液转入反应釜中，将反应釜放入烘箱；

10、步骤s600：将步骤s500反应釜中的溶液和固体转移到离心管中，以18000转每分钟的速度离心5分钟，倒走上清液，保留离心管底部的固体，并用乙醇再次分散；

11、步骤s700：重复步骤s600三次，最后一次得到的固体放入烘箱中干燥过夜，即可得到目标球状聚合物纳米颗粒。

12、在上述技术方案的基础上，本发明还提供以下可选技术方案：

13、在一种可选方案中：所述聚合物稳定剂为聚乙烯吡咯烷酮且聚乙烯吡咯烷酮用量为25-150 mg。

14、在一种可选方案中：所述反应溶剂为水和乙醇的混合溶液，所述水和乙醇的总体积为30 ml且水和乙醇的体积比为1/29-9/29。

15、在一种可选方案中：所述乙二醛的用量大于60-160 μl；所述乙二胺的用量需要7.5-45 μl，所述抗坏血酸的用量为10-45 mg。

16、在一种可选方案中：所述步骤s500中反应釜的材质为聚四氟乙烯。

17、在一种可选方案中：所述步骤s500中烘箱的温度为60-160 ℃且在60-160 ℃的条件下反应时间大于8小时。

18、在一种可选方案中：所述步骤s500中烘箱的温度为160 ℃且反应时间为24小时。

19、相较于现有技术，本发明的有益效果如下：

20、在本发明中，通过把抗坏血酸、乙二胺和乙二醛共聚合设计了一种全新的聚合物，进行了详细的变量控制以及探讨了其机制并初步给出了解释。此聚合物由于其可控的尺寸、可变的表面化学环境、可靠的生物安全性、对b细胞的有效和选择性激活、环境友好和低成本制备等特点，成为免疫学研究和应用的有希望的候选者，在对抗各种病原体的亚单位疫苗构建中使用此聚合物纳米球作为佐剂有着巨大潜力。

21、在本发明专利中，以抗坏血酸为原料，乙二胺为引发剂和连接剂，乙二醛为交联剂，成功合成出了一种全新的聚合物纳米粒子，同时实现了高效抗原递送并特异性激活b细胞，是一种全新的极具应用前景的理想疫苗佐剂。

技术特征：

1.一种球状聚合物纳米颗粒的合成方法，其特征在于，该合成方法是基于抗坏血酸、乙二胺和乙二醛为单体发生的聚合反应；包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的球状聚合物纳米颗粒的合成方法，其特征在于，所述聚合物稳定剂为聚乙烯吡咯烷酮且聚乙烯吡咯烷酮用量为25-150 mg。

3.根据权利要求1所述的球状聚合物纳米颗粒的合成方法，其特征在于，所述反应溶剂为水和乙醇的混合溶液，所述水和乙醇的总体积为30 ml且水和乙醇的体积比为1/29-9/29。

4.根据权利要求1所述的球状聚合物纳米颗粒的合成方法，其特征在于，所述乙二醛的用量大于60-160 μl；所述乙二胺的用量需要7.5-45 μl，所述抗坏血酸的用量为10-45 mg。

5.根据权利要求1所述的球状聚合物纳米颗粒的合成方法，其特征在于，所述步骤s500中反应釜的材质为聚四氟乙烯。

6.根据权利要求5所述的球状聚合物纳米颗粒的合成方法，其特征在于，所述步骤s500中烘箱的温度为60-160 ℃且在60-160 ℃的条件下反应时间大于8小时。

7.根据权利要求6所述的球状聚合物纳米颗粒的合成方法，其特征在于，所述步骤s500中烘箱的温度为160 ℃且反应时间为24小时。

技术总结
本发明公开了一种球状聚合物纳米颗粒的合成方法，涉及疫苗技术领域，该方法包括以下步骤：将聚乙烯吡咯烷酮溶解在混合溶剂中，再依次分别加入乙二醛、抗坏血酸和乙二胺，搅拌一定时间后，溶液颜色发生明显的从微黄色向酒红色的转变。将包含预聚物的溶液转入反应釜中，将反应釜放入烘箱中反应，之前的预聚物将会进行进一步的交联和聚合，形成非线性的网状聚合骨架，通过反复的离心和乙醇洗涤，最后烘干可以得到目标的球状纳米颗粒材料。本发明以抗坏血酸为原料，乙二胺为引发剂和连接剂，乙二醛为交联剂，成功合成出了一种全新的聚合物纳米粒子，同时实现了高效抗原递送并特异性激活B细胞，是一种全新的极具应用前景的理想疫苗佐剂。

技术研发人员：乔振安,韩庚序,李仿燊
受保护的技术使用者：吉林大学
技术研发日：
技术公布日：2024/2/29