[发明专利]一种基于双目标驱动DNA逻辑门封孔的介孔硅控释体系

说明书

本发明提供了一种基于双目标驱动DNA逻辑门封孔的介孔硅控释体系，属于生物医用高分子领域。本发明在介孔硅孔道内装载染料rhB，通过酰胺键在介孔硅表面修饰固定链FP，目标链TP和配体链AP通过碱基互补配对原则在介孔硅表面组装，封堵孔道。当纳米载体通过AS1411靶向到癌细胞后，配体链AP与ATP特异性识别，AP结构变化离开纳米载体表面并恢复荧光，此时FP与TK1结合的粘性末端被释放出来，TK1与TP结合并远离纳米载体表面，孔道打开并释放药物。

技术领域

本发明属于生物医用高分子领域，具体涉及一种基于双目标驱动DNA逻辑门封孔的介孔硅控释体系。

背景技术

介孔二氧化硅纳米粒子(MSNPs)是一种具有良好生物相容性，可控介孔结构，可封装基质且表面可修饰的纳米材料。因为这些特性，MSNPs被广泛用于设计信号响应系统以控制基质从其孔中释放，来开发新的催化剂，设计新的药物靶向释放系统和成像系统。迄今为止，已经通过采用不同种类的封端单元来开发了几种基于MSNPs的控释系统，包括例如纳米颗粒，纳米阀，肽，脂质或聚合物等。

由于核酸碱基序列中包含丰富的信息，将其设计为 MSNPs孔的刺激响应性封闭单元已经成为现实。许多不同的外部信号被用来打开核酸封端单元，包括ATP，pH，酶等。光信号驱动的核酸用来控制MSNPs底物的释放也早已被报导。除了用化学或光子信号打开核酸封端的MSNPs的孔道外，生物催化转化核酸片段也被用来锁定和打开MSNPs的孔道。例如，使用一条链为脱氧核糖核酸酶(DNAzyme)的双链DNA锁定孔道，在存在DNAzyme辅因子（例如Mg²⁺或Zn²⁺离子）时释放底物。另外RNA也可做为刺激信号打开孔道。

然而，在这些体系中，孔道的打开与底物的释放都由单一信号控制，由于错配或其他原因引起的假阳性信号对分析的准确性有很大影响，如果能够由多种信号同时控制孔道的打开并能对刺激信号进行定量分析，避免假阳性信号的出现，那将是一项重大进步。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于双目标驱动DNA逻辑门封孔的介孔硅控释体系。该体系既能提高检测的准确性，又能进行肿瘤细胞靶向给药。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

原理：设计了一种基于双目标驱动DNA逻辑门封孔的介孔硅控释体系。首先，在介孔硅孔道内装载染料rhB，通过酰胺键在介孔硅表面修饰固定链 FP。目标链TP（修饰淬灭基团，包含AS1411和ATP 适配体两部分序列）和配体链AP（修饰荧光基团）通过碱基互补配对原则在介孔硅表面组装，封堵孔道，同时荧光基团被淬灭。当纳米载体通过AS1411靶向到癌细胞后，AP与ATP特异性识别，AP结构变化离开纳米载体表面并恢复荧光，此时FP与TK1（胸苷激酶1）结合的粘性末端被释放出来，TK1与TP结合并远离纳米载体表面，孔道打开并释放药物（图1）。

一种基于双目标驱动DNA逻辑门封孔的介孔硅控释体系的构建方法，包括以下步骤：

（1） 介孔二氧化硅纳米粒子(MSNPs)的制备；

（2） 羧基修饰的MSNPs的制备；

（3） 药物装载及封孔。

步骤（1）的具体方法为：取十六烷基三乙基溴化铵（CATB）0.052g溶于25ml含有NaOH（14mM）的蒸馏水中，将蒸馏水加热至95℃；温度稳定后，将2ml 正硅酸乙酯（TEOS）缓慢加入蒸馏水中，剧烈搅拌3h；过滤得到白色产物，用水和乙醇交替洗涤；最后，将产物在真空下干燥并在550 ℃下煅烧得到MSNPs。