一种核壳结构的磁性纳米基因载体及其制备方法技术

本发明专利技术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。本发明专利技术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。

【技术实现步骤摘要】
一种核壳结构的磁性纳米基因载体及其制备方法
本专利技术涉及生物材料领域，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。
技术介绍
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。
技术实现思路
本专利技术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。本专利技术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。本专利技术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。本专利技术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。步骤(1)中，反应温度为60～120℃，反应时间为1～6h。步骤(2)中，所述聚乙烯亚胺的分子量为25000～75000。步骤(2)中，搅拌反应温度为20～120℃，反应时间为5min～24h。本专利技术与现有技术相比具有如下优点和效果：(1)本专利技术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。(2)本专利技术的磁性纳米基因载体可以回收利用，能降低基因转染的成本。(3)本专利技术的制备方法简单，成本低。附图说明图1为核壳结构的磁性纳米基因载体的结构示意图。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术做进一步详细的描述，但本专利技术的实施方式不限于此。实施例1将氯化亚铁和氯化铁按照铁元素1:2的摩尔质量比加入反应容器中，然后加入含低温共融溶剂(氯化胆碱和尿素的摩尔比为1:2)的水溶液(1％质量)、氨水，在60℃反应1h，制得核壳结构的纳米基因载体的磁性Fe3O4内核。将磁性Fe3O4内核与聚乙烯亚胺(分子量为25000-75000)加入反应容器中，然后加入含低温共融溶剂(氯化胆碱和尿素的摩尔比为1:2)的水溶液(10％质量)，在30℃下搅拌反应5min，获得核壳结构的磁性纳米基因载体。如图1所示。实施例2将氯化亚铁和氯化铁按照铁元素1:2的摩尔质量比加入反应容器中，然后加入含低温共融溶剂(氯化胆碱和尿素的摩尔比为1:2)的水溶液(10％质量)、氨水，在120℃反应6h，制得核壳结构的磁性纳米基因载体的磁性Fe3O4内核。将磁性Fe3O4内核与聚乙烯亚胺(分子量为25000-75000)加入反应容器中，然后加入含低温共融溶剂(氯化胆碱和尿素的摩尔比为1:2)的水溶液(1％质量)，在30℃下搅拌反应5min，获得核壳结构的磁性纳米基因载体。实施例3将硫酸亚铁和氯化)按照铁元素1:2的摩尔质量比加入反应容器中，然后加入含低温共融溶剂(氯化胆碱和尿素的摩尔比为1:1.8)的水溶液(1％质量)、氨水，在90℃反应3h，制得核壳结构的磁性纳米基因载体的磁性Fe3O4内核。将磁性Fe3O4内核与聚乙烯亚胺(分子量为25000-75000)加入反应容器中，然后加入含低温共融溶剂(氯化胆碱和尿素的摩尔比为1:1.8)的水溶液(1％质量)，在30℃下搅拌反应5min，获得核壳结构的磁性纳米基因载体。实施例4将可溶性的氯化亚铁和硝酸铁按照铁元素1:2的摩尔质量比加入反应容器中，然后加入含低温共融溶剂(氯化胆碱和尿素的摩尔比为1:2)的水溶液(99％质量)、氨水，在90℃反应3h，制得核壳结构的磁性纳米基因载体的磁性Fe3O4内核。将磁性Fe3O4内核与聚乙烯亚胺(分子量为25000-75000)加入反应容器中，然后加入含低温共融溶剂(氯化胆碱和尿素的摩尔比为1:2)的水溶液(99％质量)，在30℃下搅拌反应5min，获得核壳结构的磁性纳米基因载体。实施例5将氯化亚铁和硫酸铁按照铁元素1:2的摩尔质量比加入反应容器中，然后加入含低温共融溶剂(氯化胆碱和尿素的摩尔比为1:2.2)的水溶液(50％质量)、氨水，在90℃反应3h，制得核壳结构的磁性纳米基因载体的磁性Fe3O4内核。将磁性Fe3O4内核与聚乙烯亚胺(分子量为25000-75000)加入反应容器中，然后加入含低温共融溶剂(氯化胆碱和尿素的摩尔比为1:2.2)的水溶液(50％)，在30℃下搅拌反应12h，获得核壳结构的磁性纳米基因载体。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种核壳结构的磁性纳米基因载体，其特征在于：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。

【技术特征摘要】
1.一种核壳结构的磁性纳米基因载体，其特征在于：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。2.根据权利要求1所述的核壳结构的磁性纳米基因载体，其特征在于：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)，通过静电自组装得到具有核壳结构的磁性纳米基因载体。3.一种权利要求1或2所述的核壳结构的磁性纳米基因载体的制备方法，其特征在于包括下述步骤：(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。4.根据权利要求3所述的核壳结构的磁性纳米基因载体的制备方法，其特征在于：所述低温共融溶剂是由氯化胆碱和尿素组成...

【专利技术属性】
技术研发人员：赖林浩，曹诗林，古伟明，梁世濠，杨冰娜，熊隽，尹航，郭衍彪，曾巧辉，吴富旺，彭超，魏萍，陈宛涓，
申请(专利权)人：佛山科学技术学院，
类型：发明
国别省市：广东,44