聚多巴胺修饰蚯蚓血红蛋白纳米氧载体的构建及性能检测

背景:蚯蚓血红蛋白分子稳定性和血管毒性反应优于哺乳动物血红蛋白,聚多巴胺改性可能进一步发挥其作为血红蛋白氧载体的优势,目前国内外尚未报道。目的:制备聚多巴胺修饰蚯蚓血红蛋白纳米氧载体,并检测其性能。方法:从赤子爱胜蚓分离提纯血红蛋白,以牛血红蛋白为对照,分别与盐酸多巴胺按1∶2质量比在pH=8.5-8.8条件下完成修饰改性,分别构建聚多巴胺表面修饰蚯蚓血红蛋白纳米微粒(PDA-HrNPs)与聚多巴胺表面修饰牛血红蛋白纳米微粒(PDA-BHbNPs),检测PDA-HrNPs的纳米微粒直径、离散度、Z电位、功能基团结构、P50及Hill系数。将不同质量浓度[0(正常对照),1.0,2.5,4.0,5.5 g/L]的两组纳米微粒分别与血管内皮细胞或巨噬细胞共培养,培养6,12,24 h后,检测巨噬细胞存活率;培养24 h后,检测血管内皮细胞存活率及培养液中NO浓度。结果与结论:(1)蚯蚓血红蛋白经聚多巴胺修饰后,红外光谱显示酰胺键谱带Ⅰ与Ⅱ持续存在,在800-1000 cm-1之间出现聚多巴胺与血红蛋白分子交联生成的新基团谱带,粒径(202.2±13.64)nm,分散指数为0.22±0.05,Z电位(1.28±0.87)mV,P50为(1.44±0.02)kPa,Hill系数1.58±0.02;(2)两种纳米微粒培养的巨噬细胞存活率均低于正常对照组(P<0.05),随着培养时间的延长,两种纳米微粒培养的巨噬细胞存活率下降;相同质量浓度下(2.5,4.0,5.5 g/L),PDA-HrNPs组培养6 h后的巨噬细胞存活率高于PDA-BHbNPs组(P<0.05);(3)培养24 h后,随着纳米微粒质量浓度的增加,两种纳米微粒培养的血管内皮细胞的存活率与培养液NO浓度下降,相同质量浓度下两种纳米微粒培养细胞的存活率与培养液NO浓度比较差异均无显著性意义(P>0.05);(4)结果表明,聚多巴胺蚯蚓血红蛋白纳米微粒在体外具有良好的携氧活性与安全性,抗吞噬性能优于聚多巴胺修饰牛血红蛋白纳米微粒。

血紫蛋白氧载体研发新进展

血紫蛋白是低等生物呼吸蛋白,游离分子较哺乳动物血红蛋白更加稳定,在血红蛋白氧载体存在循环半衰期短暂与缩血管毒副作用的缺陷方面有潜在优势,已成为颇具前景的研发新方向。本文就血紫蛋白的结构特性、分离提纯方法、修饰与封装技术、安全性及有效性评价等方面研究进展进行综述。