(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 20221089571 1.4 (22)申请日 2022.07.27 (71)申请人 中国科学技术大学 地址 230026 安徽省合肥市包河区金寨路 96号 (72)发明人 刘扬中　金铎　程珺洁　 (74)专利代理 机构 中科专利商标代理有限责任 公司 11021 专利代理师 吴梦圆 (51)Int.Cl. A61K 47/64(2017.01) A61K 41/00(2020.01) A61P 35/00(2006.01) A61K 49/14(2006.01) A61K 49/00(2006.01)C07K 19/00(2006.01) C12N 15/70(2006.01) C12N 15/62(2006.01) (54)发明名称 磁性铁蛋白光动力纳米反应器及其制备方 法和应用 (57)摘要 本公开提供了一种磁性铁蛋白光动力纳米 反应器及其制备方法和应用， 其中， 该磁性铁蛋 白光动力纳米 反应器包括： 用于在 表面定点共价 结合光动力光敏剂的工程化改造的铁蛋白； 在铁 蛋白内腔中原位矿化得到的四氧化三铁纳米颗 粒， 和在铁蛋白表面的光动力光敏剂。 所制备的 纳米反应器能够避免光动力光敏剂的过早泄漏； 同时具备肿瘤荧光检测、 肿瘤磁共振检测和光动 力治疗的功能。 权利要求书1页 说明书10页 附图7页 CN 115227830 A 2022.10.25 CN 115227830 A 1.一种磁性铁蛋白光动力纳米反应 器， 包括： 用于在表面定点共价结合 光动力光敏剂的工程 化改造的铁蛋白； 在所述铁蛋白内腔中原位矿化得到的四氧化 三铁纳米颗粒， 和 在所述铁蛋白表面的光动力光敏剂。 2.根据权利要求1所述的磁性铁蛋白光动力纳米反应器， 其中， 所述工程化改造的铁 蛋 白是通过基因工程将两个赖氨酸残基以及(GS)3柔性接头肽序列融合表达在铁蛋白的N端 而获得； 所述光动力光敏剂与所述铁蛋白表面的通过基因工程改造所引入的赖氨酸残基的氨 基定点共价结合。 3.根据权利要求1所述的磁性铁蛋白光动力纳米反应器， 其中， 所述光动力光敏剂包 括： 二氢卟吩、 原卟啉和四取代羧基酞菁锌中的任意 一种。 4.一种制备权利要求1 ‑3中任一项所述的磁性铁蛋白光动力纳米反应 器的方法， 包括： 提供工程化改造的铁蛋白， 其中， 所述工程化改造的铁蛋白是通过基因工程改造， 在铁 蛋白N端融合表达 两个赖氨酸残基以及(GS)3柔性接头肽序列； 将二价铁盐与 所述工程化改造的铁 蛋白孵育， 在铁蛋白内腔中原位矿化生成四氧化三 铁， 得到磁性铁蛋白纳米颗粒； 光动力光敏剂通过活化基团的方法与所述磁性铁蛋白纳米颗粒表面通过基因工程改 造引入的赖氨酸残基的氨基定点共价结合， 得到磁性铁蛋白光动力纳米反应 器。 5.根据权利要求 4所述的方法， 其中， 所述磁性铁蛋白纳米颗粒 是通过如下步骤得到： 在惰性气氛 下， 保持工程 化改造的铁蛋白溶 液温度为6 0‑70℃， pH值 为8.5‑9.0； 将二价铁盐和过氧化氢以100 ‑200μL/min的速率匀速注入铁蛋白溶液， 并控制终产物 中铁离子含量为1500‑2000个/铁蛋白， 以得到磁性铁蛋白纳米颗粒。 6.根据权利要求4所述的方法， 其中， 所述活化基团的方法包括在遮光条件下使光动力 光敏剂与 1‑乙基‑(3‑二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺和N ‑羟基硫代琥珀酰亚胺孵育， 得到活 化的光动力光敏剂。 7.根据权利要求4所述的方法， 其中， 所述二价铁盐包括： 硫酸亚铁铵、 硫酸亚铁、 氯化 亚铁中的至少一种； 所述铁盐的浓度为3mM～12mM 。 8.根据权利要求 4所述的方法， 其中， 所述 光动力光敏剂的浓度包括5 ‑30 μg/mL； 所述工程 化改造的铁蛋白浓度为1mg/mL～10mg/mL； 所述光动力光敏剂的浓度为5 ‑30 μg/mL。 9.一种采用权利要求1 ‑3所述的磁性铁蛋白光动力纳米反应器的应用， 其中， 所述应用 包括： 光敏剂的靶向递送、 肿瘤诊断、 光动力治疗、 荧 光成像、 磁共 振成像。 10.根据权利要求9所述的应用， 其中， 所述磁性铁蛋白光动力纳米反应器在光照后产 生活性氧， 其中， 所述 光照包括激光照射。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115227830 A 2磁性铁蛋白光动力纳米反 应器及其制备方 法和应用 技术领域 [0001]本公开属于生物化学领域， 尤其涉及一种磁性铁蛋白光动力纳 米反应器及其制备 方法和应用。 背景技术 [0002]光动力疗法(PDT)是一种用于肿瘤治疗的非侵入性治疗方式， 它涉及通过激光照 射激活光 敏剂(PS)， 将氧气从基态转化为 具有细胞毒性的单线态氧(1O2)。 PDT作为一种较 为 精确、 有效且其副作用较低的方法， 在临床实践中取得了巨大的成功。 然而， 由于PS的高疏 水性、 低靶向性、 肿瘤部位的低富集性以及细胞暗毒性等， 使PS在生物医学领域的进一步 发 展受到了限制。 纳米载体能够改善PS在体内的分布和代谢过程， 但在递送过程中， 容易 发生 PS的意外泄漏， 导 致毒副作用。 因此， P S的递送过程 仍然存在挑战。 发明内容 [0003]针对上述技术问题， 本公开提供了一种磁性铁蛋白光动力纳米反应器及其制备方 法和应用， 以期至少部分地 解决上述的技 术问题。 [0004]为了解决上述技术问题， 作为本公开的一个方面， 提供了一种磁性铁蛋白光动力 纳米反应 器， 包括： [0005]用于在表面定点共价结合 光动力光敏剂的工程 化改造的铁蛋白； [0006]在上述铁蛋白内腔中原位矿化得到的四氧化 三铁纳米颗粒， 和 [0007]在上述铁蛋白表面的光动力光敏剂。 [0008]在其中一个实施例中， 上述工程化改造的铁蛋白是通过基 因工程将两个赖氨酸残 基以及(GS)3柔性接头肽序列融合表达在铁蛋白的N端 而获得； [0009]上述光动力光敏剂与上述铁蛋白表面的通过基因工程改造所引入 的赖氨酸残基 的氨基定点共价结合。 [0010]在其中一个实施例中， 上述光动力光敏剂包括： 二氢卟吩、 原卟啉和四取代羧基酞 菁锌。 [0011]作为本公开的另一个方面， 提供了一种制备磁性铁蛋白纳米反应的方法， 包括： [0012]提供工程化改造的铁蛋白， 其中， 上述工程化改造的铁蛋白是通过基因改造， 在铁 蛋白N端融合表达 两个赖氨酸残基以及(GS)3柔性接头肽序列； [0013]将二价铁盐与上述工程化改造的铁蛋白孵育， 在铁蛋白内腔中原位矿化生成四氧 化三铁， 得到磁性铁蛋白纳米颗粒； [0014]光动力光敏剂通过活化基团的方法与上述磁性铁蛋白纳米颗粒表面通过基因工 程改造引入的赖氨酸残基的氨基定点共价结合， 得到磁性铁蛋白光动力纳米反应 器。 [0015]在其中另一个实施例中， 上述磁性铁蛋白纳米颗粒 是通过如下步骤得到： [0016]在惰性气氛下， 保持工程化改造的铁蛋白溶液温度为60 ‑70℃， pH值为8.5 ‑9.0； 将 二价铁盐和过氧化氢以100 ‑200 μL/min的速率匀 速注入铁蛋白溶液， 并控制终产物 中铁离说　明　书 1/10 页 3 CN 115227830 A 3