專利名稱：鄰菲咯啉釕環(huán)糊精-金剛烷芘-單壁碳納米管三元超分子體系的制備方法及應(yīng)用的制作方法
鄰菲咯啉釕環(huán)糊精-金剛烷芘-單壁碳納米管三元超分子 體系的制備方法及應(yīng)用
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于DNA凝聚及基因治療領(lǐng)域，涉及鄰菲咯啉釕環(huán)糊精_金剛烷芘_單壁 碳納米管三元超分子體系的制備方法及用途。
背景技術(shù)：
所謂基因治療是將正常的或有治療作用的基因?qū)氚屑毎麃砀深A(yù)疾病發(fā)生，發(fā)展 的進程從而達到治療的目的。DNA作為基因物質(zhì)，是遺傳信息的載體，擁有眾多待探索的化 學(xué)、物理性質(zhì)，而且DNA也承載著實現(xiàn)代與代之間儲存和傳遞生命信息的重要功能。DNA復(fù) 制調(diào)控研究是生命科學(xué)受關(guān)注的前沿領(lǐng)域之一，如果發(fā)生紊亂將直接導(dǎo)致人的癌癥、衰老 等重要疾病的發(fā)生。由于細胞膜對帶電荷的物質(zhì)如H+、Na+、K+、Cl—、HC03—是高度不通透的。 帶負電的DNA必須在凝聚試劑作用下凝聚成特定結(jié)構(gòu)，通過細胞吞噬作用才能裝載到細胞 的細胞核中。例如，染色體是體細胞中DNA的凝聚形態(tài)，而哺乳動物精子中的DNA凝聚成圓 環(huán)狀。將DNA凝聚并輸送到靶細胞一直是生命科學(xué)研究的熱點之一。但是DNA裝載到細胞 中后，必須能在合適的位置釋放出來，進行DNA轉(zhuǎn)染，達到基因治療的目的。目前DNA輸送 體系使用最多的是腺病毒和逆轉(zhuǎn)錄病毒載體，這種體系具有很高的效率，但是由于病毒載 體具有較強的免疫原性，能產(chǎn)生較強的免疫反應(yīng)導(dǎo)致死亡，另外還會出現(xiàn)插入突變的現(xiàn)象， 導(dǎo)致宿主細胞的惡性轉(zhuǎn)化。因此設(shè)計開發(fā)新型的DNA凝聚試劑，構(gòu)筑實效可用的DNA凝聚 形態(tài)，用于DNA的輸送是十分有必要的。而超分子結(jié)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)可逆性有利于DNA在細胞 中釋放，進行基因治療?；诖耍脧V泛有效的超分子組裝技術(shù)構(gòu)筑新型的非病毒類DNA 載體具有非常重要的意義。 納米材料作為一種新興材料是納米科技中最活躍，最接近應(yīng)用的部分。納米技術(shù) 和納米材料與生物學(xué)及醫(yī)學(xué)結(jié)合更催生了一個重要的研究應(yīng)用領(lǐng)域——納米醫(yī)學(xué)。單壁碳 納米管作為一種生物相容性較好的納米材料，由于具有獨特的結(jié)構(gòu)，電子和機械性能，在生 物和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域具有很好的應(yīng)用前景。特別是已經(jīng)在納米醫(yī)學(xué)領(lǐng)域進行了很多以功能化的碳 納米管為載體負載生物活性分子或藥物進入生物體系的研究。環(huán)糊精作為一種由糖單元構(gòu) 成的生物兼容性大環(huán)超分子主體化合物，在生物領(lǐng)域具有獨特的應(yīng)用。環(huán)糊精多胺類衍生 物已被廣泛用于基因治療方面。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明公開了一種鄰菲咯啉釕環(huán)糊精_金剛烷芘_單壁碳納米管三元超分子體系 的制備方法及用途。 —種鄰菲咯啉釕環(huán)糊精_金剛烷芘_單壁碳納米管三元超分子體系的制備，其特
征在于，結(jié)構(gòu)簡式為(:29411128^0371 11，其結(jié)構(gòu)如圖13所示。 上述鄰菲咯啉釕環(huán)糊精_金剛烷芘_單壁碳納米管三元超分子體系的制備步驟如下 將鄰菲咯啉釕環(huán)糊精，金剛烷修飾芘和單壁碳納米管按質(zhì)量比為19 22 : 3 5 : 5 7在研缽中研磨，而后在水溶液中振蕩反應(yīng)，繼續(xù)攪拌10h，放置在冰箱中過夜，離 心除去固體不溶物，并通過透析，除去多余游離環(huán)糊精。真空干燥，得到鄰菲咯啉釕環(huán)糊 精_金剛烷芘_單壁碳納米管三元超分子體系。 所述的鄰菲咯啉釕環(huán)糊精_金剛烷芘_單壁碳納米管三元超分子體系在DNA凝聚 方面的應(yīng)用，鄰菲咯啉釕環(huán)糊精_金剛烷芘_單壁碳納米管三元超分子體系可以與DNA形 成超分子復(fù)合物，作為一種新型的DNA交聯(lián)試劑。 所述的鄰菲咯啉釕環(huán)糊精_金剛烷芘_單壁碳納米管三元超分子體系對DNA交聯(lián) 的應(yīng)用，由于鄰菲咯啉釕環(huán)糊精中的鄰菲羅琳基團對DNA溝槽嵌入作用及釕配合物對DNA 堿基正電吸引的協(xié)同作用，作為一種新型的DNA凝聚試劑。 在DNA凝聚實驗中，含鄰菲咯啉釕環(huán)糊精非共價修飾單壁碳納米管的三元超分子 體系對DNA的非共價凝聚行為尤為重要?；谝陨显?，我們合成了鄰菲咯啉釕環(huán)糊精-金 剛烷芘_單壁碳納米管三元超分子體系。 本發(fā)明的鄰菲咯啉釕環(huán)糊精_金剛烷芘_單壁碳納米管三元超分子體系可以應(yīng)用 于DNA凝聚及基因治療領(lǐng)域。采用原子力顯微鏡檢測超分子復(fù)合物與質(zhì)粒DNA的作用，結(jié) 果表明線狀DNA在與超分子復(fù)合物作用后，形成球形結(jié)構(gòu)。 本發(fā)明中所得產(chǎn)品經(jīng)XPS，紫外-可見分光光譜，熒光光譜，熒光顯微鏡，透射電 鏡，原子力顯微鏡等手段進行了證明，如圖1-12所示。
本發(fā)明具體描述如下 將鄰菲咯啉釕環(huán)糊精，金剛烷芘和單壁碳納米管按質(zhì)量比為19 22 : 3 5 : 5 7在研缽中研磨，而后在水溶液中振蕩反應(yīng)，繼續(xù)攪拌10h，放置在冰箱中過夜，離 心除去固體不溶物，并通過透析，除去多余游離環(huán)糊精。真空干燥，得到水溶性鄰菲咯啉釕 環(huán)糊精_金剛烷芘_單壁碳納米管三元超分子體系。 在DNA交聯(lián)過程當中，將等質(zhì)量的DNA加入到鄰菲咯啉釕環(huán)糊精_金剛烷芘_單 壁碳納米管三元超分子體系的水溶液當中，DNA的結(jié)構(gòu)從線狀成為球形結(jié)構(gòu)，高約為 15-30nm。 本發(fā)明中所設(shè)計的鄰菲咯啉釕環(huán)糊精_金剛烷芘_單壁碳納米管三元超分子體 系，合成路線簡單，反應(yīng)條件溫和，后處理簡單方便，適于放大合成。利用鄰菲羅琳基團對 DNA溝槽嵌入作用及釕配合物對DNA堿基正電吸引的協(xié)同作用，可以作為一種新型的DNA非 共價凝聚試劑和基因治療試劑，在生物領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。


圖1金剛烷芘的單壁碳納米管熒光滴定圖。 圖2鄰菲咯啉釕環(huán)糊精的金剛烷芘熒光滴定圖。 圖3鄰菲咯啉釕環(huán)糊精的單壁碳納米管熒光滴定圖。 圖4本發(fā)明的三元超分子體系的紫外-可見分光光譜圖。 圖5本發(fā)明的三元超分子體系的拉曼光譜圖。 圖6本發(fā)明的三元超分子體系的XPS能譜圖。
圖7本發(fā)明的三元超分子體系的透射電鏡圖。 圖8本發(fā)明的三元超分子體系的原子力顯微鏡圖。 圖9本發(fā)明的三元超分子體系對DNA交聯(lián)實驗原子力顯微鏡圖。 圖10本發(fā)明的三元超分子體系對DNA交聯(lián)實驗原子力顯微鏡放大圖c 圖11本發(fā)明的三元超分子體系對DNA交聯(lián)實驗的凝膠電泳圖。 圖12本發(fā)明的三元超分子體系及其DNA交聯(lián)產(chǎn)物對細胞的染色實驗: 圖13本發(fā)明的三元超分子體系的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
下面通過實例對本發(fā)明做進一步的說明
實施例1 鄰菲咯啉釕環(huán)糊精_金剛烷芘_單壁碳納米管三元超分子體系的合成 將鄰菲咯啉釕環(huán)糊精，金剛烷芘和單壁碳納米管按質(zhì)量比為20 : 5 : 5在研缽
中研磨，而后在水溶液中振蕩反應(yīng)，繼續(xù)攪拌10h，放置在冰箱中過夜，離心除去固體不溶
物，并通過透析，除去多余游離環(huán)糊精。真空干燥，得到水溶性鄰菲咯啉釕環(huán)糊精_金剛烷
芘_單壁碳納米管三元超分子體系。 實施例2 單壁碳納米管對金剛烷芘的熒光淬滅行為 向金剛烷芘的DMF溶液中加入單壁碳納米管，隨著單壁碳納米管的加入，金剛烷 芘在350-450nm處的熒光被逐步淬滅。
實施例3 鄰菲咯啉釕環(huán)糊精_金剛烷芘_單壁碳納米管三元超分子體系對DNA的凝聚行為
將不同質(zhì)量濃度的DNA加入到鄰菲咯啉釕環(huán)糊精_金剛烷芘_單壁碳納米管三元 超分子體系水溶液當中，DNA的結(jié)構(gòu)從線狀形成為球形結(jié)構(gòu)，高約為15-30nm。并且DNA的 凝聚大小隨鄰菲咯啉釕環(huán)糊精_金剛烷芘_單壁碳納米管三元超分子體系的相對濃度增大 而減小有所區(qū)別。
實施例4 鄰菲咯啉釕環(huán)糊精_金剛烷芘_單壁碳納米管三元超分子體系與DNA凝聚產(chǎn)物進 入細胞的行為 將鄰菲咯啉釕環(huán)糊精_金剛烷芘_單壁碳納米管三元超分子體系的DNA凝聚產(chǎn) 物，加入到培養(yǎng)的酵母細胞培養(yǎng)基溶液中，可以在熒光顯微鏡下看到DNA凝聚產(chǎn)物進入酵 母細胞，細胞被染為紅色。
權(quán)利要求
一種鄰菲咯啉釕環(huán)糊精-金剛烷芘-單壁碳納米管三元超分子體系，其特征在于，結(jié)構(gòu)簡式為C294H128N8O37Ru，其結(jié)構(gòu)如圖13。
2. —種權(quán)利要求1所述的鄰菲咯啉釕環(huán)糊精-金剛烷芘-單壁碳納米管三元超分子體系的制備方法，其特征在于，制備步驟如下將鄰菲咯啉釕環(huán)糊精，金剛烷芘和單壁碳納米管按質(zhì)量比為19 22 : 3 5 : 5 7在研缽中研磨，而后在水溶液中振蕩反應(yīng)，繼續(xù)攪拌10h，離心除去固體不溶物，并通過透析，除去多余游離環(huán)糊精；8(TC真空干燥，得到水溶性鄰菲咯啉釕環(huán)糊精_金剛烷芘_單壁碳納米管三元超分子體系。
3. —種權(quán)利要求1所述的鄰菲咯啉釕環(huán)糊精_金剛烷芘_單壁碳納米管三元超分子體系在DNA凝聚及基因治療領(lǐng)域的應(yīng)用，其特征在于，鄰菲咯啉釕環(huán)糊精_金剛烷芘_單壁碳納米管三元超分子體系可以有效的進行DNA凝聚，作為一種新型的基因治療試劑。
全文摘要
本發(fā)明屬于基于單壁碳納米管的三元超分子體系制備方法及用途領(lǐng)域，涉及鄰菲咯啉釕配合物修飾β-環(huán)糊精(鄰菲咯啉釕環(huán)糊精)-金剛烷修飾芘(金剛烷芘)-單壁碳納米管三元超分子體系的制備方法及用途。本發(fā)明公開了一種鄰菲咯啉釕環(huán)糊精對單壁碳納米管的增溶方法及用途。將鄰菲咯啉釕環(huán)糊精，金剛烷芘和單壁碳納米管通過超分子組裝技術(shù)構(gòu)筑了鄰菲咯啉釕環(huán)糊精-金剛烷芘-單壁碳納米管三元超分子體系，得到了單壁碳納米管的均一分散溶液。同時該三元超分子體系作為一種新型的DNA凝聚試劑，利用釕配合物中鄰菲咯啉基團對DNA大小溝槽的嵌入及其正電荷對DNA的凝聚作用，三元超分子體系能有效的對DNA進行凝聚。該方法制備的水溶性鄰菲咯啉釕環(huán)糊精-金剛烷芘-單壁碳納米管三元超分子體系在DNA凝聚和基因治療方面具有重要的應(yīng)用價值。
文檔編號A61K47/06GK101721711SQ20091007008
公開日2010年6月9日 申請日期2009年8月7日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月7日
發(fā)明者劉育, 喻淼, 陳湧 申請人:南開大學(xué)