一种盐酸多巴胺-氨基酸球形纳米材料及其制备方法

1.本发明属于纳米材料技术领域，具体涉及一种盐酸多巴胺-氨基酸球形纳米材料及其制备方法。


背景技术：

2.盐酸多巴胺是一种儿茶酚胺类神经递质。在二十世纪初成功被人工合成。但直到1958年，科学家首次提出盐酸多巴胺是神经递质的概念，人们才逐渐认识到盐酸多巴胺在脑内的重要功能。受到海洋生物贻贝足丝蛋白的启发，研究人员发现多巴胺在弱碱性溶液中能够在任意组成和任意形状的材料表面形成聚盐酸多巴胺涂层，如金属及其氧化物、陶瓷材料、半导体、聚合物、纳米颗粒等。聚多巴胺表面富含邻苯二酚、氨基等活性基团，能够与含有巯基或醛基的分子发生迈克尔加成和席夫碱反应、与金属离子发生配位作用，在纳米材料制备与表面修饰方面显示出独特的优势。目前已经有大量研究致力于构筑丰富形貌的聚多巴胺基纳米材料，例如纳米粒子、薄膜、微胶囊、纳米管等。此外，聚多巴胺还具有良好的生物相容性和生物降解性、强粘附性、还原性、荧光猝灭性以及光热转换性质等。使其广泛应用于癌症治疗、传感、组织工程、抗菌、能源和环境等领域。
3.最近研究表明，多巴胺还能控制癌症的生长和转移，例如胃癌、肝癌、卵巢癌、肺癌、乳腺癌等。进一步的研究发现，多巴胺的抗肿瘤活性是通过其受体实现的。目前，多巴胺受体逐渐被细分为d1r、d2r、d3r、d4r和d5r等多种受体亚型。其中，d1r和d5r受体亚型统称为d1r样受体；d2r、d3r和d4r受体亚型统称为d2r样受体。盐酸多巴胺受体属于g蛋白偶联受体家族。这类受体的基本特征包括：有7次跨膜蛋白的结构；氨基端位于细胞外，羧基端位于细胞内；第三个胞内环上存在与g蛋白偶联的位点。此外，多巴胺抗血管生成及抑制血管成熟的作用使得儿茶酚胺类物质成为治疗脉管异常类癌症等疾病的新选择。
4.氨基酸是含有碱性氨基和酸性羧基的有机化合物，羧酸碳原子上的氢原子被氨基取代后形成的化合物。科学研究发现，属于氨基酸之一的精氨酸是人体内一氧化氮生物合成的前体，而一氧化氮对细胞具有毒性，并且容易进一步产生对细胞有剧毒的过氧亚酸根，基于以上特性，精氨酸常被用来与其他分子组装，用于药物传递，特别是在肿瘤靶向协同治疗等方面表现出巨大前景。此外，赖氨酸和组氨酸也具有某些特殊性质，使其在分子组装方面的应用广泛。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种操作简便、高度可控的方法制备特定尺寸和形貌的盐酸多巴胺-氨基酸球形纳米材料，通过将盐酸多巴胺与不同氨基酸进行组装，形成具有不同功能的球形纳米材料，这些材料在药物/基因递送和生物检测等领域具有广泛的应用前景。
6.为了达到上述目的，本发明所涉及的盐酸多巴胺-氨基酸球形纳米材料由下述方法制备得到：将氨基酸溶解于水中，配制成0.5～10mg/ml的氨基酸水溶液；将盐酸多巴胺溶解于水中，配制成0.5～10mg/ml的盐酸多巴胺水溶液；然后，按照氨基酸与盐酸多巴胺的质
量比为1:6～6:1，将氨基酸水溶液与盐酸多巴胺水溶液混合均匀，在室温下陈化2～24小时，离心分离、水洗，得到盐酸多巴胺-氨基酸球形纳米材料。
7.上述方法中，优选将氨基酸溶解于水中，配制成1～2mg/ml的氨基酸水溶液；将盐酸多巴胺溶解于水中，配制成1～2mg/ml的盐酸多巴胺水溶液。
8.上述方法中，进一步优选按照氨基酸与盐酸多巴胺的质量比为1:1～3:2，将氨基酸水溶液与盐酸多巴胺水溶液混合均匀。
9.上述的氨基酸为精氨酸、赖氨酸、组氨酸等中的任意一种。
10.上述方法中，优选在室温下陈化12小时。
11.本发明的有益效果如下：
12.1、本发明采用化学自组装的方法制备盐酸多巴胺-氨基酸球形纳米材料，该方法操作简便、高度可控，并且初始条件不同，如两种组分的浓度和比例，对组装体纳米结构的尺寸影响不大。
13.2、本发明通过盐酸多巴胺与氨基酸共组装而得到的纳米材料是尺寸在150nm左右的球形材料，可应用于不同疾病的相关治疗，例如可用于抗肿瘤、肾病和糖尿病等疾病的相关检测治疗。如精氨酸分子结构中具有胍基，可以在过氧化氢或一氧化氮合酶作用下生成一氧化氮，可用于肿瘤的气体治疗。盐酸多巴胺在肿瘤治疗方面的也有效用，因此，通过将盐酸多巴胺与不同氨基酸进行组装，可实现对肿瘤的协同治疗。
附图说明
14.图1是实施例1中盐酸多巴胺与精氨酸组装的球形纳米片材料的扫描电镜照片。
15.图2是盐酸多巴胺(曲线1)、实施例1中盐酸多巴胺与精氨酸组装的球形纳米片材料(曲线2)、精氨酸(曲线3)的红外光谱。
16.图3是实施例2中盐酸多巴胺与精氨酸组装的球形纳米片材料的扫描电镜照片。
具体实施方式
17.下面结合附图和实施例对本发明进一步详细说明，但本发明的保护范围不仅限于这些实施例。
18.实施例1
19.将精氨酸和盐酸多巴胺分别溶解于水中，均配制成1mg/ml的水溶液。以精氨酸与盐酸多巴胺质量比为1：1，将1ml精氨酸水溶液倒入1ml盐酸多巴胺水溶液中，立即震荡使其充分混合，二者混合后溶液呈现浅黄色，并逐渐变浑浊。将混合溶液在室温下反应12小时后，利用离心机离心(7000转/分钟，5分钟)收集获得的产物，并用超纯水洗涤3次，得到盐酸多巴胺-精氨酸球形纳米材料。从图1中可以看到，通过扫描电子显微镜表征，发现得到的产物是尺寸为150nm左右的球形粒子，单分散性好，尺寸较均一。从图2中可以看到，利用傅里叶变换红外光谱证明纳米片具有精氨酸和盐酸多巴胺的典型吸收峰，是二者共组装得到的产物。
20.实施例2
21.将精氨酸和盐酸多巴胺分别溶解于水中，均配制成2mg/ml的水溶液。以精氨酸与盐酸多巴胺质量比为1：1，将1ml精氨酸水溶液倒入1ml盐酸多巴胺水溶液中，立即震荡使其
充分混合，二者混合后溶液呈现浅黄色，并逐渐变浑浊。将混合溶液在室温下反应12小时后，利用离心机离心(7000转/分钟，5分钟)收集获得的产物，并用超纯水洗涤3次，得到盐酸多巴胺-精氨酸球形纳米材料。从图3中可以看到，通过扫描电子显微镜表征，发现得到的产物是尺寸为150nm的球形粒子，单分散性好，尺寸较均一。
22.实施例3
23.将赖氨酸和盐酸多巴胺分别溶解于水中，均配制成1.5mg/ml的水溶液。以赖氨酸：盐酸多巴胺质量比为1：1，将1ml赖氨酸水溶液倒入1ml盐酸多巴胺水溶液中，立即震荡使其充分混合，二者混合后溶液呈现浅黄色，并逐渐变浑浊。将混合溶液在室温下反应12小时后，利用离心机离心(7000转/分钟，5分钟)收集获得的产物，并用超纯水洗涤3次，得到盐酸多巴胺-赖氨酸球形纳米材料。
24.实施例4
25.将精氨酸和盐酸多巴胺分别溶解于水中，分别配制成1.8mg/ml和1.2mg/ml的水溶液。以精氨酸与盐酸多巴胺质量比为3：2，将1ml精氨酸水溶液倒入1ml盐酸多巴胺水溶液中，立即震荡使其充分混合，二者混合后溶液呈现浅黄色，并逐渐变浑浊。将混合溶液在室温下反应12小时后，利用离心机离心(7000转/分钟，5分钟)收集获得的产物，并用超纯水洗涤3次，得到新型盐酸多巴胺球形纳米材料。
26.实施例5
27.将精氨酸和盐酸多巴胺分别溶解于水中，分别配制成0.5mg/ml和3.0mg/ml的水溶液。以精氨酸：盐酸多巴胺质量比为1：6，将1ml精氨酸水溶液倒入1ml盐酸多巴胺水溶液中，立即震荡使其充分混合，二者混合后溶液呈现浅黄色，并逐渐变浑浊。将混合溶液在室温下反应2小时后，利用离心机离心(7000转/分钟，5分钟)收集获得的产物，并用超纯水洗涤3次，得到盐酸多巴胺-精氨酸球形纳米材料。
28.实施例6
29.将精氨酸和盐酸多巴胺分别溶解于水中，分别配制成6.0mg/ml和1.0mg/ml的水溶液。以精氨酸：盐酸多巴胺质量比为6：1，将1ml精氨酸水溶液倒入1ml盐酸多巴胺水溶液中，立即震荡使其充分混合，二者混合后溶液呈现浅黄色，并逐渐变浑浊。将混合溶液在室温下反应24小时后，利用离心机离心(7000转/分钟，5分钟)收集获得的产物，并用超纯水洗涤3次，得到盐酸多巴胺-精氨酸球形纳米材料。
30.实施例7
31.将精氨酸和盐酸多巴胺分别溶解于水中，分别配制成4.0mg/ml和10.0mg/ml的水溶液。以精氨酸：盐酸多巴胺质量比为2：5，将1ml精氨酸水溶液倒入1ml盐酸多巴胺水溶液中，立即震荡使其充分混合，二者混合后溶液呈现浅黄色，并逐渐变浑浊。将混合溶液在室温下反应12小时后，利用离心机离心(7000转/分钟，5分钟)收集获得的产物，并用超纯水洗涤3次，得到盐酸多巴胺-精氨酸球形纳米材料。

技术特征：
1.一种盐酸多巴胺-氨基酸球形纳米材料的制备方法，其特征在于：将氨基酸溶解于水中，配制成0.5～10mg/ml的氨基酸水溶液；将盐酸多巴胺溶解于水中，配制成0.5～10mg/ml的盐酸多巴胺水溶液；然后，按照氨基酸与盐酸多巴胺的质量比为1:6～6:1，将氨基酸水溶液与盐酸多巴胺水溶液混合均匀，在室温下陈化2～24小时，离心分离、水洗，得到盐酸多巴胺-氨基酸球形纳米材料；所述的氨基酸为精氨酸、组氨酸、赖氨酸中任意一种。2.根据权利要求1所述的盐酸多巴胺-氨基酸球形纳米材料的制备方法，其特征在于：将氨基酸溶解于水中，配制成1～2mg/ml的氨基酸水溶液；将盐酸多巴胺溶解于水中，配制成1～2mg/ml的盐酸多巴胺水溶液。3.根据权利要求1或2所述的盐酸多巴胺-氨基酸球形纳米材料的制备方法，其特征在于：按照氨基酸与盐酸多巴胺的质量比为1:1～3:2，将氨基酸水溶液与盐酸多巴胺水溶液混合均匀。4.根据权利要求3所述的盐酸多巴胺-氨基酸球形纳米材料的制备方法，其特征在于：在室温下陈化12小时。5.权利要求1所述的制备方法得到的盐酸多巴胺-氨基酸球形纳米材料。

技术总结
本发明公开了一种盐酸多巴胺-氨基酸球形纳米材料及其制备方法，采用化学自组装的方法，将盐酸多巴胺和氨基酸在水溶液中通过静电作用自组装形成杂化纳米结构，所述氨基酸为精氨酸、组氨酸和赖氨酸等中的任意一种。本发明通过改变制备条件和实验参数，如两组分的浓度和比例，可以方便地制备一系列尺寸约150nm的球形纳米材料，制备方法操作简单，纳米材料尺寸和形貌高度可控，具有广阔的应用前景。具有广阔的应用前景。具有广阔的应用前景。


技术研发人员：李红 魏超前 袁洁玮
受保护的技术使用者：西安石油大学
技术研发日：2023.07.12
技术公布日：2023/9/23