基于新型多功能纳米材料的破伤风毒素在体识别方法研究

The development of a specific recognition method for tetanus toxin in vivo plays an important role for tetanus disease early diagnosis and prognostic evaluation. For the key scientific issues on toxin recognition in vivo, this study aims to prepare novel and multifunctional nanomaterial with specific recognition, biocompatible and magnetic-fluorspar double-model imaging performance firstly. Secondly, the morphology characteristics, physical and chemical properties, biocompatible and adsorption performance will be evaluated to state the functions of biomimetic interface modification and antigenic determinant imprinting layer for tetanus toxin adsorption; then the selective recognition mechanism for tetanus toxin and magnetic-fluorspar double-model imaging performance of multifunctional nanomaterial in vivo will be evaluated. Lastly, the effectiveness of multifunctional nanomaterial for tetanus toxin and the distribution and metabolic regulation of multifunctional nanomaterial will be evaluated. This study aims to develop a specific and visualize recognition method for tetanus toxin in vivo, and to provide experimental foundation and theoretical basis for tetanus disease early diagnosis and prognosis.

实现活体水平下破伤风毒素的有效识别分离，对于破伤风疾病的及时诊断和预后评价具有重要的作用。本项目拟在前期研究基础上，针对破伤风毒素在体识别分析中存在的关键问题，制备兼具特异性识别、生物相容性和磁-荧双模态成像性能的新型多功能纳米粒子；并通过形貌特征，物化性质考察、生物相容性研究和吸附实验，明确磷酸胆碱仿生设计和抗原决定簇印迹层的共修饰对纳米粒子的生物相容性和特异性识别的影响，筛选出对破伤风毒素具有高选择性和良好生物相容性的多功能纳米粒子；继而评价多功能纳米粒子的体内磁-荧成像性能及其对破伤风毒素的选择性识别机制；最后利用体内动态观察与免疫检测，评价多功能纳米粒子对破伤风毒素在体识别的有效性，并考察多功能纳米粒子体内分布和代谢规律。本项目建立的基于多功能纳米材料的破伤风毒素在体识别方法，可以为活体水平下破伤风毒素的特异性识别和可视化分析提供新方法，也为破伤风疾病的深入研究提供理论依据。

本研究结合分子印迹技术、膜分离技术、分子识别刺激相应智能凝胶技术的优点，分别采用RAFT表面印迹法、多巴胺表面自聚合法、自由基聚合法等合成技术，制备了一系列新型纳米材料用于复杂样品中药物小分子、偶联蛋白复合物以及破伤风毒素的特异性识别研究。分别采用扫描电镜、原子力显微镜、红外光谱、热重分析、差示量热扫描、氮吸附与解吸附、粒度分析仪等技术，对合成的聚合物材料进行表观形貌、物理化学特性和热稳定性的考察，并结合高效液相色谱法、液质联用法和聚丙烯酰胺凝胶电泳等方法，优化了聚合物纳米材料的合成条件，考察了合成的聚合物纳米材料的分子识别特性，建立了复杂样品中药物小分子、大分子偶联蛋白复合物以及破伤风毒素的特异性识别新方法，拓展了纳米材料的应用领域，有望用于活体水平下破伤风毒素以及生物大分子的检测。已发表SCI论文6篇，中文核心论文1篇，2篇正在撰写中，申请国家发明专利1项。