[發明專利]規整排布的熒光標記DNA?金納米陣列的制備方法

在審

• 申請號: 201710679884.1
• 申請日: 2017-08-10
• 公開（公告）號: CN107632148A
• 公開（公告）日: 2018-01-26
• 發明（設計）人: 何丹農;葉愷;王萍;金彩虹
• 申請（專利權）人: 上海納米技術及應用國家工程研究中心有限公司
• 主分類號: G01N33/533
• 分類號: G01N33/533
• 代理公司: 上海東亞專利商標代理有限公司31208
• 代理人: 董梅

技術領域

本發明涉及一種規整排布的熒光標記DNA-金納米陣列的制備方法，以及所得產品和應用，具體涉及一種基于嵌段共聚物膠束自組裝的金納米陣列的制備及其熒光標記DNA分子的修飾方法。本發明屬于納米生物醫學材料領域。

背景技術

由于與細胞外基質組分性質接近，合成高分子材料被廣泛應用于組織工程與再生醫學領域。合成高分子材料具有良好的穩定性，其降解速率、機械性能以及流變性質均可得到精確的調控，但合成材料對細胞的親和力往往欠佳，植入體內后具有一定發生免疫排斥反應的風險。因此，對材料進行表面改性，提高其對細胞的親和力，將推動合成高分子材料在組織修復和疾病治療中的應用(Chemical Reviews, 2017, 117: 4376)。

從微觀層面上來說，材料對細胞的親和作用實際上是通過納米尺度的分子相互作用表現出來的。對生物材料進行納米修飾，是目前較為普遍的一種表面改性方法，它對于研究細胞與材料之間的相互作用以及促進生物材料的臨床應用都具有很大的幫助。生物材料的納米修飾通常是在材料表面構造納米級的凸起、凹坑、溝槽以及有序的陣列結構等，技術手段主要有電子束刻蝕、軟刻蝕、納米光刻、納米壓印、嵌段共聚物膠束自組裝等方法(Nature Materials, 2014, 13: 558)。

嵌段共聚物膠束自組裝方法可以制備規整排布的納米級金屬、金屬氧化物陣列(Nanotechnology, 2003, 14: 1153)。在此基礎上，通過理化手段修飾一些生物分子，可以得到類似于生物芯片的納米陣列；修飾一些熒光分子，則可以獲得有序排布的熒光分子陣列。生物分子的參與能夠顯著提高材料對細胞的親和力，有利于生物材料走向臨床應用；熒光分子的介入會便于顯微成像、分子影像的觀察與分析，為材料與細胞及蛋白相互作用的研究提供便利，同時對于生物材料的體內研究也有很大的輔助作用。

DNA是基因的組成材料，用于儲存和遺傳生物信息。DNA具有良好的生物相容性，其構型和大小精確可控，且易于進行多種修飾，因此被廣泛應用于生物醫藥領域，尤其是作為納米診療系統、納米載藥系統、納米醫學器件的重要組成部分(Advanced Materials, 2013, 25: 4386)。因此，基于嵌段共聚物膠束自組裝技術以及一些化學手段，制備規整排布且熒光標記的DNA-納米顆粒的有序陣列，對于生物材料與細胞相互作用機制的深入研究、納米診療技術的發展以及納米生物材料的臨床與產業化推進都具有重要的意義。

發明內容

本發明的目的在于提供一種規整排布的熒光標記DNA-金納米陣列的制備方法。

本發明的再一目的在于：提供所述制備方法獲得的產品。

本發明的又一目的在于：提供上述產品的應用。

本發明目的通過下述方案實現：一種規整排布的熒光標記DNA-金納米陣列的制備方法，以嵌段共聚物PS-b-P2VP、三水合氯金酸以及一端修飾巰基、一端修飾熒光分子的DNA單鏈為原料，首先，以苯乙烯與2-乙烯基吡啶的嵌段共聚物(PS-b-P2VP)作為模板，制備分散均勻的包載氯金酸(HAuCl₄)的兩親性膠束，所述的PS-b-P2VP的分子量為30000~300000；然后，通過納米涂層制備，在基底表面形成規整排布的金納米顆粒的六方點陣；最后，利用金與巰基的化學反應，形成熒光標記的DNA-金納米陣列。

具體的包括以下步驟：

(1) 負載氯金酸的嵌段共聚物膠束的制備

所有玻璃器皿均使用濃硫酸與雙氧水的混合液(體積比為3:1)徹底清洗，并用超純水漂洗干凈，稱取一定量的PS-b-P2VP，加入20 mL無水甲苯，在室溫下進行避光磁力攪拌24 h，形成澄清透明的膠束溶液，在干燥環境中，向膠束溶液中加入一定量的三水合氯金酸(HAuCl₄·3H₂O)，繼續避光攪拌24 h，得到膠束內核負載有氯金酸的兩親性膠束溶液a；

(2) 均勻的金納米涂層的制備

利用浸漬提拉鍍膜機制備玻片表面的金納米涂層，首先將儀器參數設定好，將清洗干凈并充分吹干的玻片以一定的速度勻速下降浸入溶液中，再以一定的速度進行勻速上升提拉操作，玻片表面即涂覆上均勻的膠束單分子層，待甲苯揮發完全后，膠束會發生自組裝，形成規整的六方點陣，進一步對涂層進行等離子體處理，可以將嵌段共聚物去除，并將氯金酸還原為單質金，得到均勻排列的金納米陣列b；