[发明专利]一种磁性纳米粒子、其制备方法及在转染试剂中的应用

说明书

本发明公开一种磁性纳米粒子、其制备方法及在转染试剂中的应用，包括：通过共沉淀法合成磁性纳米粒子；将所述磁性纳米粒子加入氢氧根离子溶液中，得到氢氧根离子修饰的四氧化三铁纳米粒子；将所述氢氧根离子修饰的磁性纳米粒子加入到金属阳离子溶液中，得到表面带正电荷的磁性纳米粒子，以用于磁转染。通过这种方法合成的磁性纳米粒子粒径较小，适于内吞，且表面分布有正电荷，能通过静电相互作用与核酸结合，起到浓缩、折叠核酸的作用。本发明提供的磁性纳米粒子用于磁转染时有效降低了转染对细胞造成的安全风险，进一步增强转染效率。

技术领域

本发明涉及磁性材料及纳米技术研究领域，更具体地，涉及一种磁性纳米粒子、其制备方法及在转染试剂中的应用。

背景技术

基因转染是将具有生物功能的核酸转移或运送到细胞内并使其维持生物功能的过程。基因转染技术已广泛应用于基因组功能研究和基因治疗研究，前者主要包括基因表达调控、信号转导和药物筛选等研究，而后者主要针对肿瘤、艾滋病和遗传病等的基因治疗。由于核酸尺寸较大，且带有负电性，难以独自通过渗透作用穿越同样带有负电性的细胞膜。就算通过内吞作用进入细胞膜，核酸也很可能被溶酶体降解。此外，细胞质中存在核酸酶，自由的核酸极易被核酸酶降解。而且，由于细胞骨架的存在，大分子在细胞质内难以通过扩散作用运动，进而难以通过核孔进入细胞核。

为了更好地使基因在体内发挥作用，基因往往需要与载体结合形成转染复合物再进行转染。所使用的载体主要有病毒基因载体和非病毒基因载体两类。但病毒载体的应用存在较大的安全风险，如引起插入突变、活化致癌基因、导致细胞分化以及免疫原性等，这些风险也限制了病毒载体在临床上的广泛应用。非病毒基因载体在临床应用上的风险虽远远低于病毒基因载体，但其转染效率也低于病毒基因载体。磁转染是近年来出现的一种潜在的能有效提高非病毒基因载体的转染效率的手段。磁转染是将磁性纳米粒子与基因载体结合，形成具有磁响应性的转染复合物，然后在外加梯度磁场的作用下，加速转染复合物的沉积、提高其在细胞膜表面的聚集，进而实现高效基因转染的目的。

磁性纳米粒子与核酸结合，主要通过两种方法，一是同时与阳离子聚合物、脂质体等载体结合形成三元转染复合物，操作复杂，二是用阳离子聚合物修饰磁性纳米粒子使其表面带正电荷，再通过静电相互作用与负电性核酸结合。但阳离子聚合物还导致细胞毒性以及与血浆蛋白等血液成分的非特异性相互作用，限制了其临床应用。因此，设计和制备不用阳离子聚合物修饰而带正电荷的磁性纳米粒子具有重要的科学研究价值和临床治疗意义。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于解决现有磁转染技术中所用的磁性纳米粒子与核酸结合方法操作复杂，以及用阳离子聚合物修饰磁性纳米粒子导致细胞毒性和血液成分非特异性相互作用限制临床应用的技术问题。

为实现上述目的，第一方面，本发明提供一种磁性纳米粒子的制备方法，包括以下步骤：

通过共沉淀法合成磁性纳米粒子；

将所述磁性纳米粒子加入氢氧根离子溶液中，得到氢氧根离子修饰的四氧化三铁纳米粒子；

将所述氢氧根离子修饰的磁性纳米粒子加入到金属阳离子溶液中，得到表面带正电荷的磁性纳米粒子，以用于磁转染。

可选地，所述磁性纳米粒子为四氧化三铁纳米粒子。

可选地，所述金属阳离子溶液为亚铁离子溶液。

可选地，所述氢氧根离子溶液为氢氧化钠溶液。

可选地，所述磁性纳米粒子与氢氧根离子的摩尔比不大于1:1。

可选地，所述磁性纳米粒子与金属阳离子的摩尔比不大于1:1。

第二方面，本发明提供一种基于上述第一方面所述的磁性纳米粒子的制备方法制备的用于磁转染的磁性纳米粒子。