活性蛋白复合型纳米硒的制备及液相保存技术

摘要

本发明提供了活性蛋白复合型纳米硒，及其制备方法和液相保存技术，既保证了纳米态硒的稳定存在又使两种活性物质反应制得新型的复合药物，对解决硒利用的急性毒性问题和开发新型纳米药物，开辟了活性纳米硒新的使用方式。活性蛋白复合型纳米硒进入动物体的途径是多方面的，既可以口服液形式通过消化道吸收进入动物体内代谢，又可以注射或喷雾方式吸收。

权利要求

1.活性蛋白复合型纳米硒的保存方法，其特征在于：将亚硒酸盐或二氧化硒溶液同藻蓝蛋白溶液直接反应生成活性蛋白复合型纳米硒后不经分离而直接在液相中保存。

2.根据权利要求1所述的保存方法，其特征在于：活性蛋白复合型纳米硒直接以水溶液的形式保存于4℃～6℃冰箱中。

3.根据权利要求1所述的保存方法，其特征在于，藻蓝蛋白的终浓度为3.5μmol/L。

4.根据权利要求3所述的保存方法，其特征在于，硒含量为1.39～5.53μg/ml。

说明书

一、技术领域

本发明涉及一种活性蛋白复合型纳米硒的制备方法和保存技术。

二、背景技术

硒是人体生命活动必需的微量元素，其生物效应是多方面的。硒参与构成谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)硫氧还蛋白还原酶、脱碘酶等的活性中心，补充一定剂量的硒可以增强红细胞及肝脏中GSH-Px的活性，能提高免疫系统的保护能力及抵抗能力，拮抗和降低某些有毒元素及物质的毒性，硒对癌症、艾滋病、心血管病、克山病和白内障的防预与治疗均起着不可忽视的作用，同时，有着明显的抗衰老效果。一些无机态的硒和有机硒都有较好的生物活性，但大多对生命体有较高的急性毒性，限制了它们的应用。

试验研究表明，与无机硒(如亚硒酸钠或二氧化硒等)、有机硒(如硒蛋氨酸、硒酵母等)相比，纳米硒既有很高的生物学活性，又显示出低毒高效特征：在急性毒性(LD50)方面，无机硒为15mg/kg，有机硒为35mg/kg，纳米硒则为113mg/kg。在缓慢毒性方面，饲料中无机硒或有机硒的含量在4-5ppm时即可导致大鼠体重下降和肝硬化，而纳米硒含量在6ppm时也不发生上述现象。纳米硒还有护肝、抑制肿瘤、免疫调节作用；延缓衰老、抗氧化作用。总之，纳米硒具有无机硒和有机硒不可比拟的高安全性及高生物性的特点，是已发现的急性毒性最低的补硒制剂。

纳米硒的生物活性已被认可，中华人民共和国发明专利ZL97107038.5关于活性红色单质硒的制备方法，阐明了单质制备方法合活性试验结果，“硒旺”胶囊(纳米硒)相继被国家卫生部批准为保健食品(卫食健字1998第134号)。该发明中的纳米硒需以固态粉末的形式加以保存。

活性蛋白是一类从微生物或微藻中提取的天然蛋白或重组蛋白，例如从螺旋藻中提取的藻胆蛋白(含藻蓝蛋白和别藻蓝蛋白)。

藻蓝蛋白是螺旋藻中重要的活性成分之一，具有明显的抗氧化活性，可清除吞噬细胞产生的活性氧，拮抗过氧化硝基对DNA的氧化损伤，减轻氧自由基对神经细胞的毒害，能提高机体免疫力促进动物细胞再生，促进PHA诱导的正常小鼠脾淋巴细胞增殖、增强空斑形成细胞溶血能力和血清中溶血素的含量，有恢复T细胞受环磷酸酰胺损伤后E玫瑰花环的形成能力。藻蓝蛋白具有抗肿瘤、抗辐射、抗疲劳、增强免疫力、清除自由基及抑制癌细胞的能力，广泛用于食品、化妆品、染料等工业，用于临床诊断、免疫学及生物工程等研究领域。作为一种重要的活性成分，又可制成药品用于医疗保健。

在中华人民共和国发明专利ZL97107038.5活性红色单质硒的制备方法中单质硒制备的方法中，存在着如下问题和缺点：

1.没有阐明单质硒的微粒状态，因而只笼统地称蛋白质态或多肽类，同时，所用蛋白质仅为分散剂，只是单质硒制备的必需品，但不具备相应的生物活性。

2.单质硒的制备过程中需加入还原剂。

3.产品单质硒需经分离而以固态形式存在，固而其开发产品为胶囊，即“硒旺”胶囊(卫食健字1998第134号).

现有技术中还未见纳米硒活性蛋白复合物及其制备和保存方法的报道。

三、发明内容

本发明的一个目的为提供一种活性蛋白如藻蓝蛋白与纳米硒的复合物。本发明的另一个目的为提供上述活性蛋白和纳米硒复合物的制备方法。本发明的还一个目的为提供上述活性蛋白和纳米硒复合物的液相保存方法。

本发明所要解决的技术问题为：

1.解决了保持活性蛋白与纳米硒各自活性的问题。蛋白本身具有良好生物活性，而在液相体系中，活性蛋白既是还原剂又是分散剂；活性蛋白对纳米硒特殊的聚集形态和排列起稳定和保护作用；活性蛋白对整个液相体系中的纳米硒粒子起到保存作用，获得的活性活性蛋白复合型纳米硒可直接应用于实际研究和生产中。

2.解决了纳米硒在液相中的贮存问题，从而开辟了纳米单质硒新的使用方式，如口服液、注射剂和喷雾剂。无需外加还原剂原位直接将亚硒酸钠或二氧化硒[下简称Se(IV)]还原即可得到活性蛋白复合型纳米硒，所制备的活性蛋白复合型纳米硒无需进一步分离而直接在液相中保存，这种液相中的活性蛋白复合型纳米硒可直接作为含硒保健口服液、含硒注射剂或含硒喷雾剂，必要时，也可进一步处理制成活性复合型纳米硒胶囊。

本发明通过如下技术方案实现，具体步骤为：

1.取一定体积的藻蓝蛋白，藻蓝蛋白的浓度可以根据实际情况确定，

2.加入一定体积的Se(IV)溶液，Se(IV)的浓度可根据情况而定，使藻蓝蛋白的最终浓度达到约3.5μmol/L，

3.两者的加入顺序可以改变。

藻蓝蛋白能将+4价硒[亚硒酸钠或二氧化硒，即Se(IV)]还原成0价硒并形成复合型纳米硒。

藻蓝蛋白和Se(IV)的各自浓度，以Se(IV)与藻蓝蛋白摩尔比(R)为5～20(即含硒量在1.39～5.53μg/mL)效果较好。

本发明的技术效果：

1.实现了复合物体系中硒以活性蛋白复合的纳米硒状态存在。

2.复合物体系中蛋白质组分可发挥多种功能，不仅仅是分散剂和稳定剂，还是重要活性组分和还原剂，从而强化了纳米硒的活性并大大简化了生成、保存手法。

3.解决了纳米硒的液相保存技术问题，活性蛋白复合型纳米硒制备和直接以水溶液保存。在4℃～6℃温度下保存5个月仍保持稳定，从而开辟纳米硒新的应用方式，如口服液、注射剂和喷雾剂等。

4.复合物液相体系中，活性蛋白和纳米硒的含量均可根据实际需要进行调整，以满足各种不同的剂量要求。

四、附图说明

图1为Se(IV)与藻蓝蛋白摩尔比R＝10时制得的活性蛋白复合型纳米硒的TEM照片。

图2为纳米硒对超氧离子和羟自由基清除作用结果图。A为对超氧离子的结果；B为对羟自由基的结果。

五、具体实施方式

以下通过具体的实施例对技术方案作进一步描述，所提供的实施例并不限制本发明的范围。

实例1：活性藻蓝蛋白复合纳米硒的制备

1.取3mL浓度为7μmol/L的藻蓝蛋白，

2.加入3mL浓度为70μmol/L的Se(IV)溶液，使藻蓝蛋白的最终浓度达到3.5μmol/L，室温混匀。

所得的复合物如图1所示，从图1的透射电镜可见，生成的纳米硒呈球形(图A和B)分布，藻蓝蛋白的存在对纳米硒的有明显的均匀分散作用和稳定作用，生成的纳米硒粒子吸附在藻蓝蛋白表面，形成核-壳的复合型纳米材料。

实施例2活性藻蓝蛋白复合纳米硒体外抗氧化活性

1.纳米硒对自由基的清除作用纳米硒对自由基具有较强的清除作用，最大清除率达30％左右，比相同剂量的硒代蛋氨酸对自由基清除作用明显增强。需要提出的是，亚硒酸钠在这一剂量范围内不仅未发现对自由基的清除效应，反而会增强自由基产生。具体结果见图2。

2.纳米硒的EC50结果见下表1，纳米硒的EC50只相当于Se-Met的50％。

表1纳米硒体外清除超氧离子和羟自由基的EC50

实施例3纳米硒体内生物活性

1.对小鼠的急性毒性纳米硒的LD50为122.8mg Se/kg BW(body weight)，95％可信度区间为90.8-167.5mg Se/kg BW。而无机硒亚硒酸钠的LD50为15.5mg Se/kg BW，95％可信度区间为12.3-18.4mg Se/kg BW。结果说明，微藻转化的纳米硒比亚硒酸钠的急性毒性剂量低7.9倍。

2.对细胞活性的影响在强氧化剂诱导细胞毒性时，纳米硒的细胞保护效应高于亚硒酸钠，在32ng/ml时与亚硒酸钠相比即具有显著性意义。对人肝癌细胞株则表现出一定程度的生长抑制效应，而且纳米硒比亚硒酸钠的效应更为明显。

3.对细胞硒酶活性的影响纳米硒只有在高剂量时对GPx酶活性的增强作用比亚硒酸钠高，对TR的效应则低于亚硒酸钠。

4.小鼠不同组织器官中硒的含量纳米硒对缺硒小鼠血及组织硒水平均具有明显提高作用.对小鼠肝、血和肾中硒水平的提高作用相对较快.纳米硒对睾丸组织中硒水平的提高作用较弱.第8周时，以补充亚硒酸钠小鼠肝组织硒含量为100％，补充Nano-Se的小鼠肝组织硒含量为90.5％.

5.对小鼠不同组织器官中GPx活性的影响以第8周时补充亚硒酸钠小鼠组织的GPx活性为100％，补充Nano-Se对血中GPx活性提高最明显，为122.7％。采用缺硒小鼠模型，用硒酶活性恢复率与组织硒含量恢复率的比值作为各含硒组分对小鼠不同组织的活性指数(Activity index)，纳米硒对不同组织平均活性指数为1.4。

6.对硒酶GPx1、GPx4基因表达的影响半定量RT-PCR结果表明，口服纳米硒对小鼠肝组织中GPx1和GPx4mRNA转录有一定程度的上调作用，平均约1.5-2。