[发明专利]一种核壳结构的磁性纳米基因载体及其制备方法

说明书

本发明公开了一种核壳结构的磁性纳米基因载体及其制备方法，该载体是包括磁性纳米内核以及包覆在内核外的质子海绵外壳，磁性纳米内核和质子海绵外壳紧密配合，磁性纳米内核的材料为Fe3O4，质子海绵外壳的材料为聚乙烯亚胺。本发明的磁性纳米基因载体，具有磁响应特性，显著增强了基因转染的方向性，提高基因的转染效率，而且可以回收利用，能降低基因转染的成本。

技术领域

本发明涉及生物材料领域，特别涉及一种核壳结构的磁性纳米基因载体及其制备方法。

背景技术

基因载体是一种将基因传递进细胞的工具，其主要作用是运载目标基因进入宿主细胞并使其能够成功进行复制和表达，广泛应用于生物医药、细胞工程、酶工程、分子生物学等领域。但是，常见的基因载体不可回收，提高了基因工程的应用成本。基因载体难以回收的主要原因在于基因载体不具有磁响应性，在完成基因转染后，无法在磁场存在的情况下被富集回收。因此，迫切需要研发一种具有磁响应性的基因载体，提高基因载体的可回收性能，降低基因转染的成本。此外，目前的纳米材料制备主要是水相共沉淀方法，纳米颗粒在其中的分散性以及颗粒尺寸分布不够均一，难以形成适合于基因转染的载体材料。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺点，提供一种具有磁响应性、可回收、尺寸均匀的核壳结构的磁性纳米基因载体。

本发明的另一目的在于提供上述核壳结构的磁性纳米基因载体的制备方法。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种核壳结构的磁性纳米基因载体，包括磁性纳米内核以及包覆在内核外的质子海绵外壳，磁性纳米内核和质子海绵外壳紧密配合，磁性纳米内核的材料为Fe3O4，质子海绵外壳的材料为聚乙烯亚胺。

上述核壳结构的磁性纳米基因载体中，聚乙烯亚胺外壳的表面带有强正电荷(zeta电位>20mV)，磁性Fe3O4内核带有强负电荷(zeta电位<-20mV)，可通过静电自组装得到具有核壳结构的磁性纳米基因载体。

上述核壳结构的磁性纳米基因载体的制备方法，包括下述步骤：

(1)将可溶性的二价铁盐和三价铁盐加入反应容器中，然后加入含低温共融溶剂的水溶液和氨水，进行反应，制得磁性Fe3O4内核；

(2)将所述磁性Fe3O4内核与聚乙烯亚胺加入反应容器中，然后加入含低温共融溶剂的水溶液，搅拌反应，获得核壳结构的磁性纳米基因载体。

所述低温共融溶剂是指由一定摩尔比的氢键受体(如季铵盐)和氢键给体(如酰胺、羧酸和多元醇等化合物)组合而成的两组分或多组分共熔混合物，其凝固点显著低于各个组分纯物质的熔点。低温共融溶剂的物理化学性质与离子液体非常相似，因此可以归为一类新型离子液体或离子液体类似物。本发明通过采用低温共融溶剂，可以获得均一尺寸的核壳结构的磁性纳米基因载体。其中，低温共融溶剂优选由氯化胆碱和尿素组成的溶剂，氯化胆碱和尿素的摩尔比为1:(1.8～2.2)；含低温共融溶剂的水溶液中，低温共融溶剂的质量比为1％～99％。

步骤(1)中，二价铁盐和三价铁盐的用量为按照铁元素的摩尔质量比为1:(1.6～2.4)；二价铁盐优选为硫酸亚铁、硝酸亚铁、氯化亚铁；三价铁盐优选为硫酸铁、硝酸铁、氯化铁。

步骤(1)中，先加入含低温共融溶剂的水溶液，再加入氨水。