使用聚合的脂蛋白體的納米結構的膜的製作方法

2023-05-26 12:39:41

專利名稱：使用聚合的脂蛋白體的納米結構的膜的製作方法
使用聚合的脂蛋白體的納米結構的膜
背景技術：
本發明是一種納米結構的膜，其包含聚合的脂蛋白體。在本發明的一個實施方式中，該膜是一種整合了蛋白質(protein-incorporated)的水選擇性膜。在美國專利6，878』 278提供的傳統反滲透膜中，在採用與多官能(multifunctional)胺單體和多官能(polumultifunctional)醯滷單體的 Schotten-Baumann反應的多孔膜上有聚醯胺表面。但是，一些化學物質，例如均苯三甲醯氯 (trimesoyl chloride,TMC)會破壞蛋白質的功能，原因是這些該化學物質具有非常高的水解性。這意味著難於，如果不是不可能的話，將整合了蛋白質的聚合脂質體原位整合到聚醯胺基質上，這對填充脂蛋白體的外部空間是必要的。發明概述本發明一般性地涉及納米結構的膜(nanofabricated membrane)，其包含聚合的脂蛋白體。納米結構的膜是一種生物-納米融合的選擇性膜，其使用整合了蛋白質的uv可交聯脂質體，該脂質體帶有化學反應性的生物相容性間質基質(interstitial matrix)。在本發明中，使用內部UV交聯的整合了蛋白質的脂蛋白體，原因是由天然的脂質製成的脂蛋白體壽命短，並且對環境應力，例如高和低的溫度、壓力、離子強度等的抵抗力弱。此外，由於聚合物不可避免的聚合差異性(polydiversity)，由兩親性嵌段共聚物製成的蛋白質囊泡(proteo-vesicle)在批次間實現正確的功能中表現出更小的一致性。與兩親性三嵌段共聚物相比，合成的和UV介導的可聚合脂質體在疏水性區域有 UV可交聯的化學結構和更高的牢固性(consistency)以製造脂蛋白體。另外，聚合的脂蛋白體對物理性應力具有強的機械抗性。此外，脂質單體的親水性區域的化學結構可以被修飾以與間質基質連接或者通過各種導入的共價鍵修飾載體或者基底膜的表面。在本發明的一個實施方式中，本發明設法完成以下內容1)將脂質整合到傳統的聚醯胺表面和幻生物相容性的聚醯胺基質，其用於利用同基雙官能(homobifimtional)聚乙二醇(PEG)交聯劑或者胺樹枝狀高分子(amine-dendrimers)的原位(in situ)脂蛋白體整合，幻將脂質整合到胺基修飾的纖維素納米膜、混合纖維素酯納米膜、玻璃表面，以及胺修飾的矽或者任何合適的可以被胺基修飾的材料中。在本發明的一個實施方案中，所整合的蛋白質是蛋白質中水通道蛋白家族 (Aquaporin family)的成員。但是，應當理解本發明不限於僅僅蛋白質的這個家族。所得到的膜具有通過水通道蛋白介導的水選擇性轉運的水通道以及在生物相容地重建的間質基質中的聚合脂蛋白體中的空洞。由於水通道蛋白的功能，該膜能夠顯示高度的水選擇性、 透水性以及低的能量需求。


本發明的特徵和優點將從下列的優選實施方式的詳細說明，及結合隨後的附圖的詳細說明變得清楚，其中圖1表示脂質體壁的放大圖，其中UV可交聯的官能團存在於脂質單體的疏水性部分；圖2表示按照本發明的一個實施方式的通過UV曝光重建聚合的脂蛋白體的方法；圖3表示按照本發明的一個實施方式的囊泡之間的化學交聯；圖4表示按照本發明的一個實施方式的含胺的磷脂(例如乙醇胺磷脂)，其帶有用於MCE (混合纖維素酯)和尼龍基底膜上的薄聚醯胺層的表面修飾的親水性部分(頭部基團)；圖5表示按照本發明的一個實施方式的、整合了脂質的基底膜與基底膜頂部的共價鍵基質上的聚合脂蛋白體連接；圖6表示用uv可交聯的胺-PEG水凝膠、生物相容的間質基質原位包埋聚合的脂蛋白體，其中(a)在深度可調節的模中提供基底膜；(b)將聚合的脂蛋白體和uv可交聯的 PEG溶液上到(dope)基底膜上，如果需要的話可以在胺-PEG和磷酸化脂質之間進行EDC介導的交聯；(C)UV固化以使膜硬化；(d)使所製得的膜從模中分離和(e)根據本發明的一個實施方式的、原位包埋膜的橫截面示意圖。基底膜將被胺基或者丙烯酸活化以誘導與脂質體和水凝膠的交聯。原位包埋膜採用墨噴印刷技術。圖7表示一種沒有基底膜的脫鹽過濾器的製造，利用(a)被聚合脂蛋白體包覆的線(thread)，用於織造方法，和(b)聚合脂蛋白體之間的抗水纖維結構，採用非織造方法。

發明內容
為了得到本發明的納米結構的膜，首先通過將蛋白質(6)整合到UV可交聯的脂質體(1)中來形成聚合的脂蛋白體。UV可交聯的脂質體(1)是用模擬天然脂質結構的材料合成的。如圖1所示，UV可交聯的脂質體(1)(例如1-棕櫚醯基-2-(10Z，12Z- 二十三碳二炔醯基(tricosdiynoyl)) -sn-丙三氧基(glycero) -3-膽鹼磷酸、1_棕櫚醯基_2_ (10Z， 12Z- 二十三碳二炔醯基)-sn-丙三氧基-3-磷酸乙醇胺、1，2-雙(10Z，12Z- 二十三碳二炔醯基)-sn-丙三氧基-3-膽鹼磷酸、l-2-(10Z，12Z- 二十三碳二炔醯基)-sn-丙三氧基-3-磷酸乙醇胺)在疏水性區域(3)中具有UV可交聯的化學結構O) ；10，12-二十五碳二炔酸(PCDA)和它的親水性部分的功能性衍生物(螢光聯乙炔單體)。可以理解地，UV可交聯的化學結構可以包括在一個或兩個疏水性尾部(5)中。UV可交聯的脂質體也包含親水性區域G)。在一個實施方式中，UV可交聯的化學結構⑵可以包含聯乙炔用於內部交聯。但是，本發明不限於該特定的UV可交聯的化學結構O)，本領域技術人員可以不偏離本發明的範圍而選擇其他的UV可交聯的化學結構O)。圖1表示具有1-棕櫚醯基2-(10Z， 12Z-二十三碳二炔醯基)-sn-丙三氧基-3-磷酸乙醇胺(Diyne PE)的示意結構作為疏水性區域(3)的本發明的一個實施方式。這種內部的UV交聯提供對物理性應力具有強的機械抗性的脂質體。在UV可交聯的脂質體形成之後，用已知的技術將蛋白質(6)整合到脂質體壁中。在本發明的一個實施方式中，用水通道蛋白作為被整合的蛋白質(6)。但是，可以理解的是本領域技術人員知道可以將其他的蛋白質(6)整合到UV可交聯的脂質體(1)中。 一旦蛋白質(6)被整合到UV可交聯的脂質體(1)中，用UV曝光將脂蛋白體聚合以形成聚合的脂蛋白體(7)。圖2表示UV交聯前的脂蛋白體(7)。在將脂蛋白體暴露於UV輻射之後， 通過脂質體(1)的疏水性部分(3)中的UV可交聯的官能團(2)形成聚合的脂蛋白體(8)。
如圖3所示，聚合的脂蛋白體(8)的頭部基團或者親水性區域(4)被化學修飾以通過外部交聯增加脂蛋白體之間或者脂蛋白體與間質基質之間的連接性(connectivity)。 合成的脂質的親水性區域(4)可以包含各種多官能的胺、羧酸酯和磷酸酯。頭部基團可以用異基官能性(hetero functional)交聯劑修飾，例如，N-羥基琥珀醯亞胺酯(NHS酯)-生物素或者亞氨酸酯-生物素能被用於生物素化。修飾是通過使用各種類型的化學共軛物 (Conjugate)(Il)的共價交聯進行的，所述化學共軛物(11)包括但不限於光敏性交聯劑 (photoreactive crosslinkers)、零長度交聯劑(zero-length crosslinkers)、同基雙官會邑交聯劑(homobifunctional crosslinkers)、異基雙官會邑交聯劑(heterobifunctional crosslinkers)Λ三官會邑交聯劑(trifunctional crosslinkers)Λ豐對枝狀高分子 (dendrimers)及其他已知的化學共軛方法。用於醯胺鍵的零長度交聯中，可以使用碳化二亞胺類。在本發明的一個實施方式中，用EDC (1-乙基-3- (3- 二甲基氨基丙基)碳化二亞胺鹽酸鹽作為交聯劑。但是，在不脫離本發明範圍的條件下也可以使用其他的碳化二亞胺類。 2，2』(亞乙基二氧基)二(乙基胺)的胺基通過EDC活化可以用於脂蛋白體的羧酸酯或者磷酸酯基團的共價交聯。聚合的脂蛋白體對溶劑及其他反應有很強的抵抗力。所以，聚合的脂蛋白體本身能在可聚合的脂蛋白體和聚醯胺薄層之間用作優良的連接劑(linker)，同樣地可以用在肌球蛋白和肌動蛋白纖絲之間的結構中。圖4表示包含用於MCE(混合纖維素酯)和尼龍基底膜(1 上的薄聚醯胺層的表面修飾的親水部分的胺磷脂(例如乙醇胺磷脂)。為了在聚醯胺薄層中植入脂質體(1)，可以使用含胺的天然脂質和UV可交聯的脂質。使用一種或多種胺源來形成聚醯胺基質，該聚醯胺基質包含面向基質的疏水性部分(3)。圖5表示UV曝光之前的脂蛋白體(7)和最終的UV交聯的聚合脂蛋白體(8)，其包括脂質體(1)的內部和外部交聯(9)和脂質體修飾的聚醯胺基質(12)。為了將聚合的脂蛋白體⑶包封到基質中，脂蛋白體(7)與基質同時整合到基底膜(12)上。這個過程在這裡被稱作「原位整合(in situ incorporation) 圖6表示水凝膠-脂蛋白體的製造方法。該方法包括以下步驟(a)在深度可調節的模(14)中提供基底膜(13) ； (b)將聚合的脂蛋白體⑶和uv可交聯的PEG溶液(15)上到基底膜(13)上， 如果需要的話，可以在胺-PEG和磷酸化脂質之間進行EDC介導的交聯，並且用-NHS-丙烯酸活化的聚合脂蛋白體可用於連接uv可交聯的PEG ； (C)UV固化以使膜硬化；和(d)使所製得的膜從模中分離。圖6(e)表示根據本發明的一個實施方式的、原位包埋的膜的橫截面示意圖。為了聚合的脂蛋白體技術的進一步應用，可以形成如圖7所示的被聚合的脂蛋白體包覆的水解尼龍線。水解尼龍線(16)在其表面上包含用於與聚合的脂蛋白體共價交聯的羧基和胺基。圖7表示沒有基底膜的脫鹽過濾器的製造，利用(a)被聚合脂蛋白體包覆的線(16)，用於織造方法(17)；和(b)聚合的脂蛋白體之間的抗水纖維結構，採用非織造方法，例如將它們暴露在UV交聯光下。在本發明的另一個方面中，包含被整合到脂質體壁中的水通道蛋白家族的蛋白質的聚合脂蛋白體可形成膜，包括織造結構和非織造結構，條件是得到僅通過水的穩定的膜， 因此通過透析促進水的淨化、脫鹽和分子濃縮。水通道蛋白切斷所有汙染物的通路，包括細菌、病毒、礦物質、蛋白質、DNA、鹽類、洗滌劑、溶解的氣體，甚至包括水溶液中的質子；但是由於它們的結構，水通道蛋白分子能轉運水。由於液壓或者滲透壓，水以特定的方向穿過膜。水的淨化/脫鹽作用可以通過在中心被剛性膜隔開的雙室裝置實現，該膜用水通道蛋白充滿。膜本身是不透水的，並在室中將汙水從淨化水中分離。僅純水能在雙室之間流動。 因此，當在膜一側的海水或者其他的汙水被施加適當的壓力時，純水自然地流入另一個室中。因此，可以從不能飲用的水源中獲得淨化水，或者，如果水源含有感興趣的化學物質，水可以被選擇性地除去，在輸入室中留下高濃度的想要的化學物質。但是，重要的是，水通道蛋白由於它們對水專有的選擇性以外的原因也適用於本發明。蛋白質家族的許多成員(例如AquaporinZ(AqpZ))是極其粗糙(rugged)的，可以經得起汙染水源的苛刻條件而不喪失功能。AqpZ抵制因暴露在酸、電壓、洗滌劑和加熱下引起的變性或者拆分(unraveling)。所以，本裝置可用於純化被可能汙染或者破壞另外的膜的材料汙染的水源，並且它可被用於一直經歷高溫的地區。AqpZ也是易變的。因為這種蛋白質是在宿主細菌中根據影響它的最終形態與功能的遺傳序列而特定地表達的，技術人員可以容易地改變它的遺傳密碼以改變蛋白質的特徵。所以，這種蛋白質可以被設計以滿足所需的應用，該應用可以不同於蛋白質的原始功能。例如，通過簡單地將臨近水通道中心的特定胺基酸殘基變成半胱氨酸，所生產的水通道蛋白會結合溶液中的任何游離汞並由於堵塞而停止轉運水。因此，當有毒物質的濃度升得過高時，膜裝置中使用的這些突變蛋白質可以通過簡單地停止流動來檢測水樣中的汞汙染。因此，已經公開了利用生物組分以實現從汙染的、含鹽的或其他汙水中高效地生產完全純的水的方法和裝置。本發明論證了水轉運生物蛋白質和外部裝置的一體化，並指出能大規模生產水淨化裝置的製造途徑的方向。題目為「Biomimetic membranes」的美國專利7，208, 089的內容在本文中特別地弓I用作為參考° 題目為"Biomimetic Polymer Membrane that Prevents Ion Leakage，，的國際專利申請PCT/US08/74163在本文中特別地引用作為參考。題目為「Making Functional Protein-Incorporated Polymersomes"的國際專利申請 PCT/US08/74165 在本文中特別地引用作為參考。題目為「ftOtein Self-Producing Artificial Cell」的美國臨時申請 61/055，207在本文中特別地引用作為參考。
實施例以下是本發明的一個實施方式的實施例。可以理解的是該實施例可以在不脫離本發明的範圍的條件下進行各種修改。1.聚合的脂蛋白體將在疏水性區域具有UV交聯的化學基團(例如，聚乙炔)的UV活性可聚合的脂質(例如，16:0-23:2 Diyne PC-Avanti cat#790146 或者 232 Diyne PC-Avaanti cat#870016或者10-12- 二十五碳二炔酸，聚聯乙炔等)以5mg/ml的濃度溶於氯仿或者叔丁醇中。可以用2種方法生產膜a.將溶解的脂質溶液轉移到完全乾燥的玻璃真空瓶中。為了在玻璃器具內部形成膜，將溶液輕輕地搖動的同時在重氣體(氬或者氮氣)噴射下乾燥。為了完全地除去溶劑， 乾燥的膜被淨化4小時或以上。b.將裝在圓底燒瓶中的叔丁醇中溶解脂質的溶液裝在旋轉蒸發儀上，並在 40°C到70°C下減壓除去溶劑。將膜乾燥約60分鐘或者更久以達到完全乾 效果。膜可以立即使用或者儲存在-80°C的惰性氣氛中。隨後，將緩衝液-水通道蛋白混合物(緩衝液所需的濃度(IOOmM MOPS-Na,pH 7. 5 或者20mM PBS pH 7. 5)洗滌劑(辛基葡糖苷，triton X-100，十二烷基麥芽糖苷等)和蛋白質)加入到形成有膜的玻璃器具中。連續地，將帶有膜的混合物在重氣體的噴射下超聲處理直到溶液變成透明。然後， 將溶液用分析緩衝液(50mM MOPS-Na, 150mM N-甲基-D-葡糖胺，ImM疊氮化鈉，pH 7. 5或者20mM PBS緩衝液，pH 7. 5)透析2天，至少換3次新鮮的緩衝液。透析之後，將透析過的溶液用分析緩衝液稀釋兩次，並用0. 22um的一次性針筒式過濾器過濾。在UV聚合之前，用截流光散射(stop flow light scattering，SFLS)測定整合了水通道蛋白的脂蛋白體的功能。一直到這個步驟，整個過程應在暗室中完成。為了計算脂蛋白體的通透性，動態光散射 (DLS)對測量該脂質體的大小是必需的。為製造聚合的脂蛋白體，脂蛋白體在波長254nm的UV下曝光10分鐘進行聚合。2.修飾脂質單體的頭部基團以通過外部交聯增加脂蛋白體之間或者脂蛋白體和間質基質之間的連接性。為建立共價化學交聯，使用各種類型的化學共軛物，例如光敏性交聯劑、零長度交聯劑、同基雙官能交聯劑、異基雙官能交聯、三官能交聯劑、四官能交聯劑、樹枝狀高分子等。在光敏性交聯劑中，有丙烯酸衍生物和丙烯基疊氮化物衍生物，例如NHS-丙烯酸和NHS-ASA (NHS-4-疊氮基水楊酸)，和雙-[β _ (4-疊氮基水楊醯氨基)乙基]二硫化物 (BASED)。在用於醯胺鍵的零長度交聯劑中，有碳化二亞胺類，例如EDC(1-乙基_3_(3_ 二甲基氨基丙基)碳化二亞胺鹽酸鹽、含磺基-NHS (N-羥基磺基琥珀亞胺)的EDC、CMS(1-環己基-3-(2-嗎啉代乙基)碳化二亞胺)、DCC ( 二環己基碳化二亞胺)、DIC ( 二異丙基碳化二亞胺)、Woodward' s試劑K (N-乙基-3-苯基異螺唑箱t "3"磺酸鹽)、CDI (N，N，-羰基二咪唑)。在傳統的蛋白共軛方法中，EDC是一種用於製造肽鍵(醯胺鍵)的生物相容的介質。對於這個反應，對於通過被EDC活化的羧酸酯基團或者磷酸酯基團的共價交聯(肽鍵)，胺基是必需的。在同基官能性交聯劑中，有同基官能性NHS酯；二硫代雙(琥珀醯亞氨基丙酸酯)(DSP)、3，3』_二硫代雙(磺基琥珀醯亞氨基丙酸酯)(DTSSP)、雙琥珀醯亞氨基辛二酸酯(DSS)、二(磺基琥珀醯亞氨基)辛二酸酯(BS3)、雙琥珀醯亞氨基酒石酸酯(DST)、 雙磺基琥珀醯亞氨基酒石酸酯(磺基-DST)、二 [2-(琥珀醯亞氨基氧基羰氧基)乙基]碸 BS0C0ES、二 [2-(磺基琥珀醯亞氨基氧基羰氧基)乙基]碸(磺基-BS0C0EQ、乙二醇雙(琥珀醯亞氨基丁二酸酯)(EGQ、乙二醇雙(磺基琥珀醯亞氨基丁二酸酯)(磺基-EGS)、雙琥珀醯亞氨基葡糖酸酯(DSG)、N，N』 -雙琥珀醯亞氨基碳酸酯(DSC)、和雙NHS (PEG) η。以及同基官能性亞氨酸酯，例如二亞胺代己二酸二甲酯(DMA)、二亞胺代庚二酸二甲酯(DMP)、 二亞胺代辛二酸二甲酯(DMS)、二亞胺代3，3_ 二硫基丙二酸二甲酯(DTBP)。在異基官能性交聯劑中，有NHS-胼moiet (SANH)、NHS-adldyde moiet(SFB)等。在三官能交聯劑中，有 4-疊氮基-2-硝基苯基生物胞素-4-硝基苯基酯(ABNP)、磺基琥珀醯亞氨基_2-[6-(生物素氨基(biotinamido) )-2-(對-疊氮基苯甲醯氨基)己醯氨基]乙基_1，39-二硫代丙酸酉旨(dithopropinate)(石黃基 SBED)。在四官能性交聯劑中，有抗生物素蛋白、鏈黴抗生物素和中性抗生物素 (neutravidin)，其可以與4個生物素反應。
各種多官能的胺類、生物素類、羧酸酯和磷酸酯可以加入到合成脂質的親水性區域。另外，光敏性交聯劑例如丙烯酸類、聯乙炔、甲基丙烯酸被用於通過在聚合的脂蛋白體或者間質基質之間的交聯誘導膜硬化。3.將脂質整合到聚醯胺基質中聚合的脂蛋白體對溶解溶劑及其他反應有很強的抵抗力。所以，確定UV可交聯的脂質(或者脂質體，在下文中僅以脂質為例)本身能被用作可聚合的脂蛋白體和聚醯胺薄層之間的優良的連接劑(linker)，同樣地可以用在肌球蛋白和肌動蛋白纖絲之間的結構中。為了將UV可交聯的脂質植入聚醯胺薄層中，我們使用包含乙醇胺的天然脂質和UV可交聯的脂質。乙醇胺基團用作另一個胺源以形成聚醯胺基質，預期疏水性的部分在該基質上面朝上。為了實施該方法，將MCE(混合纖維素酯)和尼龍多孔膜(也可以使用其他的膜例如durapore和isopore膜)浸漬在脂質溶劑溶液中。隨後，蒸發溶劑並在二胺類化學物質例如間苯二胺或者任何其他的多官能胺中溫育。除去並乾燥過量胺源之後，用多官能醯滷例如均苯三甲醯氯(TMC)(或者任何其他的可以形成醯胺鍵的醯基衍生物)處理，該多官能醯滷溶解在非極性有機溶劑例如己烷中。反應在幾秒鐘之後結束，在去離子水中完全衝洗掉過量的TMC。預期到如圖4所示的結構。水滴接觸角觀測表明，正如對脂質體的親水性部分所預期的那樣，疏水性提高。此反應後，我們斷定包含脂質的基質的疏水性增加。這意味著親水性區域如所預期地面朝向。4.原位整合到生物相容的基質例如包含PEG的水凝膠或者胺樹枝狀高分子中對於間質基質中的聚合脂蛋白體的原位整合，一些生物相容的材料是必需的。聚乙二醇(PEG)和胺樹枝狀高分子是這一目的的優良候選物。聚乙二醇(PEG)由於它的水溶性和生物相容性已經被用來共軛生物分子。PEG是一種顯示出低聚合差異性的聚合物，其有能力整合活性基團，例如UV可交聯的試劑、金屬螯合劑、螢光劑、配體等。另外，PEG可以帶有羧酸基團以能引起與胺基團的EDC介導的生物相容性交聯反應。PEG聚合物能通過連接甲基丙烯酸UV可交聯的化學物質形成水凝膠。 在以前的研究中這種PEG水凝膠方法被用於脂質平面膜的硬化。在這個實施例中，使用羧酸化的或者連有胺的PEG水凝膠作為聚合的脂蛋白體之間的納米級別的交聯間隔物。另外，包含纖維素的支撐膜可以被3-氨基丙基三乙氧基矽烷(APTEQ活化，APTES 可以提供伯胺官能團用於與各種類型的胺介導交聯劑進行原位交聯。此外，UV交聯基團與它一起使用。圖6表示水凝膠-脂蛋白體的製造過程。聚合的脂蛋白體溶液和UV可交聯的PEG水凝膠溶液是水基溶液。將溶液混合在一起並上到在深度可調節的模中的基底膜上。用UV固化之後，形成一種非常結實和硬的膜。樹枝狀高分子通常用作通過1，2_乙二胺(EDA)和丙烯酸甲酯(emthylacrylate) 預構建得到的多價生物共軛支架(scaffold)。樹枝狀高分子的尺寸可以通過化學合成階段在納米水平上調節，為G-O (1. 4nm，3個胺表面基團) G_4(4. 4nm,48個胺表面基團)。 那些樹枝狀高分子具有多官能胺附著結構，能通過EDC介導的醯胺鍵形成來交聯UV可交聯的脂質體的親水性區域(頭部基團)中的磷酸酯或者羧酸酯基團而用作生物相容的間質基質。此外，另一個利用聚-L-賴氨酸的對蛋白無毒的方法可以用於通過EDC介導的反應與胺基團形成醯胺鍵，其中所述聚-L-賴氨酸是一種含SMCC的天然的異基雙官能性胺。來自兩種材料的基質都是已知的生物相容的材料，其可以製造軟墊層以固定聚合的脂蛋白體。5.沒有基底膜的反滲透膜的製造為聚合的脂蛋白體技術的進一步應用，可以生產被聚合的脂蛋白體包覆的水解尼龍線。水解尼龍線在高溫(80°C )下在它表面上包含羧基和胺基。上面提到的零長度交聯方法也同樣，聚合的脂蛋白體可以通過EDC介導的醯胺鍵形成共價交聯到已被活化的線上，如圖7(a)所示。或者可以使用被APTES活化並與胺交聯劑相互作用過的纖維線。此外，已有報導採用(X)2噴霧非織造纖維樣品可以形成高密度聚乙烯and. Eng. Chem. Res. ,1997, 36 (5), pp 1586-1597)。本發明的聚合的脂蛋白體可以與這些的高密度聚乙烯材料一起使用，原因是該聚合的脂蛋白體對外部環境具有高抵抗力。雖然本發明已經以優選的實施方式公開，可以理解的是在不偏離本發明範圍的條件下可以做許多其他的修飾和變更。
權利要求
1 一種包含脂質體(7，8)的膜。
2.按照權利要求1的膜，其中脂質體是聚合的脂蛋白體(8)。
3.按照權利要求1或2的膜，其中脂質體進一步包含被整合到脂質體(1)壁中的蛋白質(6)。
4 按照權利要求1 3中一項所述的膜，其中該膜是由具有UV可交聯的化學結構(2) 的脂質體形成的。
5.按照權利要求4的膜，其中UV可交聯的化學結構包含在形成脂質體的脂質(1)的一個或兩個疏水性尾部(5)中。
6.按照權利要求4或5的膜，其中UV可交聯的化學結構(2)包括用於內部交聯的聯乙炔。
7.按照前述權利要求中任意一項所述的膜，其中聚合的脂蛋白體(8)的親水性區域 (4)被化學修飾以通過外部交聯增加脂蛋白體之間或者脂蛋白體和間質基質之間的連接性。
8.按照權利要求7的膜，其中合成脂質的親水性區域(4)包括各種多官能胺、羧酸酯和/或磷酸酯。
9.按照權利要求6的膜，其中修飾是通過利用各種類型的化學共軛物(11)的共價交聯實施的。
10.按照權利要求8的膜，其中化學共軛物(11)包括一種或多種光敏性交聯劑、零長度交聯劑、同基雙官能交聯劑、異基雙官能交聯劑、三官能交聯劑、樹枝狀高分子及其他已知的化學共軛物。
11.按照權利要求6的膜，其中親水性區域(4)包含用於零長度交聯醯胺鍵的碳化二亞胺類。
12.按照權利要求4 11中任意一項的膜，其中用EDC(1-乙基-3-(3-二甲基氨基丙基)碳化二亞胺鹽酸鹽和/或胺交聯劑作為交聯劑。
13.按照權利要求4 11中任意一項的膜，其中聚合的脂蛋白體本身被用作連接劑。
14.按照前述任意一項權利要求的膜，其中它由基底膜(12)形成，該基底膜(12)包含薄的聚醯胺層(9)，該薄的聚醯胺層(9)包含帶有被修飾的親水性部分的脂質(1)。
15.權利要求14的膜，其中所述脂質體(1)被植入到聚醯胺薄層中，該聚醯胺薄層含有含胺的天然脂質和/或UV可交聯的脂質。
16.權利要求15的膜，其中基底膜(1 是MCE(混合纖維素酯)、纖維素膜和/或尼龍基底膜。
17.權利要求14 16中一項的膜，其中脂蛋白體(7)與脂質體修飾的聚醯胺基質(12) 相連。
18.按照前述任意一項權利要求的膜，其中脂蛋白體(7)包含在其表面含有羧基或胺基以用於共價交聯的水解尼龍線和/或APTES活化纖維線(16)，其中膜通過織造(17)所述線或者經過UV光曝光的交聯而形成。
19.用聚合的脂蛋白體(8)形成膜的方法，該方法包括以下步驟(a)提供被官能團(胺或者羧基)活化的基底膜(13)；(b)提供聚合的脂蛋白體⑶和將UV可交聯的PEG溶液上到基底膜(13)上，如果需要的話，然後進行EDC介導的交聯和/或胺-PEG與磷酸化脂質之間的直接交聯， (C)UV固化以使膜硬化；和 (d)使所製得的膜從模中分離。
20.按照前述任意一項權利要求的膜，其中蛋白質的水通道蛋白家族的蛋白質(6)被整合到脂質體(1)膜中成為水濾過膜。
全文摘要
本發明一般性地涉及納米結構的膜，其包含聚合的脂蛋白體。納米結構的膜是一種生物-納米融合的選擇性膜，其中使用整合了蛋白質的uv可交聯脂質體，該脂質體帶有化學反應性的生物相容性間質基質。在本發明中，使用內部UV交聯的整合了蛋白質的脂蛋白體，原因是由天然的脂質製成的脂蛋白體壽命短，對環境應力例如高和低的溫度、壓力、離子強度等的抵抗力弱。此外，由於聚合物不可避免的聚合差異化，由兩親性嵌段共聚物製成的蛋白質囊泡在批次間實現正確的功能中表現出較差的一致性。
文檔編號A61K9/127GK102395357SQ201080006576
公開日2012年3月28日 申請日期2010年2月3日 優先權日2009年2月3日
發明者C·巴特, C·蒙特馬格諾, J·李, T·斯滕斯特羅姆 申請人:阿誇茲有限公司