[發(fā)明專利]一種可響應(yīng)降解DNA折紙礦化方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110092442.3
• 申請日: 2021-01-24
• 公開（公告）號: CN112898364A
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 田野;劉鵬;閔乾昊;徐子棋;胡曉雪;戴李知
• 申請（專利權(quán)）人: 南京大學(xué)
• 主分類號: C07H23/00
• 分類號: C07H23/00;C07H1/00
• 代理公司: 江蘇德善律師事務(wù)所 32488
• 代理人: 何紅梅

本發(fā)明公開了一種可響應(yīng)降解DNA折紙礦化方法，包括如下步驟：(1)合成折紙結(jié)構(gòu)，使用PEG離心技術(shù)進(jìn)一步純化和濃縮；(2)通過加入三甲基【3?(三甲氧基硅烷基)丙基】氯化銨(TMAPS)和雙[3?(三乙氧基甲硅烷基)丙基]四硫化物(BTES)從而實現(xiàn)在折紙的有效礦化；(3)響應(yīng)降解能力測試。本發(fā)明為實現(xiàn)折紙在生物醫(yī)學(xué)如載藥領(lǐng)域發(fā)揮作用，本發(fā)明操作簡便，與文獻(xiàn)中使用正硅酸四乙酯(TEOS)礦化相比較，可以實現(xiàn)響應(yīng)谷胱甘肽(GSH)快速降解，為以后折紙在藥物運(yùn)載，催化等方面提供可能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及生物技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種可響應(yīng)降解DNA折紙礦化方法。

背景技術(shù)

DNA折紙礦化技術(shù)為實現(xiàn)改善DNA折紙結(jié)構(gòu)的剛性，并提高折紙對外界環(huán)境的抵抗能力，從而實現(xiàn)在納米尺度上仿生和模擬的一種技術(shù)。首先，DNA折紙術(shù)是利用一根長達(dá)幾千個堿基的DNA鏈，在一系列短的固定鏈利用堿基互補(bǔ)配對的作用下，折疊成任意形狀的技術(shù)。利用此技術(shù)可以提供多種尺寸和形狀可控的定制的二維和三維納米組件。可編程性的巨大優(yōu)勢使DNA折紙在納米技術(shù)領(lǐng)域有著突出的優(yōu)勢。DNA折紙礦化技術(shù)，即在折紙骨架上包覆一層二氧化硅技術(shù)，可以有效的提高折紙的剛性并進(jìn)一步提高折紙對外界環(huán)境的抵抗能力，為折紙在納米技術(shù)領(lǐng)域的進(jìn)一步應(yīng)用提供了可能。

為了可以制造出具有明確的微觀和宏觀特征的合成材料，將控制擴(kuò)展到納米尺度，科學(xué)家進(jìn)行了嘗試。樊春海院士團(tuán)隊首先在納米尺度上對單個折紙結(jié)構(gòu)進(jìn)行了礦化方面的嘗試。在他們的報道中，首先合成了不同尺寸和形狀的DNA折紙結(jié)構(gòu)，通過將DNA骨架與預(yù)水解的三甲基【3-(三甲氧基硅烷基)丙基】氯化銨(TMAPS)和正硅酸乙酯(TEOS)混合，實現(xiàn)硅化。由于本身DNA帶有負(fù)電，TMAPS上的季銨鹽基團(tuán)帶有正電，TMAPS作為中間連接劑以靜電吸附的方式吸附到DNA骨架上，TEOS中的硅氧烷水解并與TMAPS上的硅氧烷發(fā)生縮合反應(yīng)，從而在DNA折紙骨架上生長出一定厚度的二氧化硅層。在他們的體系中，硅層生長的厚度等還可以通過對硅源的量和生長時間的控制來實現(xiàn)調(diào)控。(文章：Complex silicacomposite nanomaterials templated with DNA origami 2 6J U LY 2 0 1 8|VO L 5 59|N AT U RE|5 9 3)

在另一篇文章中樊春海院士團(tuán)隊又對此技術(shù)進(jìn)行了進(jìn)一步的介紹，利用同樣的技術(shù)對TEOS礦化后的折紙進(jìn)行剛性等方面的測試，同樣證明此種方法可以實現(xiàn)對折紙的有效礦化。(文章：Solidifying framework nucleic acids with silica NATURE PROTOCOLS|VOL 14|AUGUST 2019|2416–2436)。

基于TMAPS+TEOS作為硅源礦化的方法，雖然能夠?qū)NA折紙有效的礦化，但過程仍較復(fù)雜，且TEOS礦化后的折紙很難在生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域繼續(xù)發(fā)揮作用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中以TEOS為硅源礦化難以應(yīng)用到生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，且應(yīng)用范圍單一等問題，而提出的一種可響應(yīng)降解DNA折紙礦化方法。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案：本發(fā)明的一種可響應(yīng)降解DNA折紙礦化方法，包括如下步驟：(1)合成折紙結(jié)構(gòu)，使用PEG離心技術(shù)進(jìn)一步純化和濃縮；

(2)通過加入三甲基【3-(三甲氧基硅烷基)丙基】氯化銨TMAPS和雙[3-(三乙氧基甲硅烷基)丙基]四硫化物BTES從而實現(xiàn)在折紙的有效礦化；

(3)響應(yīng)降解能力測試。

進(jìn)一步地，在步驟(1)中，step1折紙三角片合成及提純；step2折紙三角片的分散及濃縮；

在步驟(2)中，step 1折紙三角片的合成效果及濃度檢測；step 2折紙三角片的礦化過程。

進(jìn)一步地，在步驟(1)中，step1折紙三角片合成及提純：