用于生成具有人工代谢的动态材料的系统和方法技术方案

本公开涉及具有有序结构和人工代谢的动态材料的生成。本文所公开的方法允许通过同时结合不可逆合成(和任选地分解)和耗散组装过程，但以人工方式进行自主且动态生成具有结构层次的材料。作为示例性实施方式，已生成基于DNA的层次组装和合成(或“DASH”)材料。公开了用于生成所述材料的系统、装置、试剂和方法，以及本发明专利技术方法的额外应用。及本发明专利技术方法的额外应用。及本发明专利技术方法的额外应用。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于生成具有人工代谢的动态材料的系统和方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2019年4月5日提交的美国临时申请第62/829,702号的优先权益，其全部内容以引用的方式并入本文中。
[0003]关于联邦资助的研究或开发的声明
[0004]本专利技术是在以美国国家科学基金会(National Science Foundation，NSF)授予的批准号EFRI
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1331583和SNM
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1530522的政府支持下进行的。政府享有本专利技术的某些权利。
[0005]以引用的方式并入序列表
[0006]ASCII文本文件形式的序列表名为37255PCT_7787_02_PC_SequenceListing.txt，大小为6KB，创建于2020年3月30日且通过EFS
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Web提交给美国专利商标局(United States Patent and Trademark Office)，以引用的方式并入本文中。

技术介绍

[0007]生命的特征特性，如生物体本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于生成具有有序结构和人工代谢的材料的系统，其包含装置和生成混合物，其中所述生成混合物是包含用于形成聚合物的成分的试剂，并且其中所述装置包含主室，其被设计为允许溶液的定向流通过其中，所述主室包含障碍物以在包含所述生成混合物的溶液的定向流中引起涡流，以便引发和促进所述装置中合成的聚合物的组装以形成所述材料。2.根据权利要求1所述的系统，其中所述主室包含至少一个入口和至少一个出口，以允许包含所述生成混合物的所述溶液通过所述至少一个入口输注到所述主室中，并且从所述至少一个入口通过所述主室流动到所述至少一个出口。3.根据权利要求1或2所述的系统，其进一步包含退化混合物，所述退化混合物包含用于解聚所述聚合物的试剂。4.根据权利要求3所述的系统，其中所述主室包含至少两个入口，其用于分开地输注包含生成混合物的溶液和退化混合物的溶液。5.根据权利要求3所述的系统，其中所述主室包含三个入口，其中中间入口用于输注包含生成混合物的溶液，并且其中两个外侧入口用于输注包含退化混合物的溶液。6.根据权利要求1至5中任一项所述的系统，其中所述装置包含多个主室。7.根据权利要求1至6中任一项所述的系统，其中所述材料具有静态图案。8.根据权利要求1至6中任一项所述的系统，其中所述材料具有移动图案。9.根据权利要求8所述的系统，其中所述图案是运动行为，或两个运动主体之间的竞速行为。10.根据权利要求1至9中任一项所述的系统，其中所述聚合物为DNA。11.根据权利要求1至9中任一项所述的系统，其中所述聚合物为RNA。12.根据权利要求10所述的系统，其中所述生成混合物包含dNTP、模板核酸、引物和DNA聚合酶。13.根据权利要求12所述的系统，其中所述引物和所述模板核酸在供应到所述主室之前退火。14.根据权利要求12或13所述的系统，其中所述模板核酸为环状DNA。15.根据权利要求12至14中任一项所述的系统，其中所述DNA聚合酶为Phi29 DNA聚合酶。16.根据权利要求10至15中任一项所述的系统，其中所述退化混合物包含一种或多种核酸酶。17.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中所述生成混合物包含产生可检测信号的试剂。18.根据权利要求1或2所述的系统，其中所述聚合物为DNA，并且所述生成混合物包含(i)dNTP、模板核酸和DNA聚合酶，(ii)dNTP、引物和DNA聚合酶，或(iii)dNTP、模板DNA、引物、DNA聚合酶和连接酶。19.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中所述主室具有至少基本上平面的形状。20.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中所述主室沿定向流的方向具有微米
至毫米范围的尺寸。21.一种用于生成具有有序结构和人工代谢的材料的方法，其包括提供装置和生成混合物，其中所述生成混合物是包含用于形成聚合物的成分的试剂，并且其中所述装置包含主室，其被设计为允许溶液的定向流通过其中，所述主室包含障碍物以在溶液的定向流中引起涡流；以及将包含所述生成混合物的溶液供应到所述主室中并且引导所述溶液的流通过所述主室，从而允许聚合物的合成和合成的聚合物的组装以形成所述材料。22.根据权利要求21所述的方法，其中所述主室包含至少一个入口和至少一个出口，其中包含所述生成混合物的所述溶液通过所述至少一个入口输注到所述主室中，并且被引导以从所述至少一个入口通过所述主室流动到所述至少一个出口。23.一种用于生成具有有序结构和人工代谢的材料的方法，其包括提供装置、生成混合物和退化混合物，其中所述生成混合物是包含用于形成聚合物的成分的试剂，并且所述退化混合物包含用于解聚所述聚合物的成分，并且其中所述装置包含主室，其被设计为允许溶液的定向流通过其中，并且具有以预定图案隔开且具有允许在溶液的定向流中生成涡流的形状和大小的障碍物；以及将包含所述生成混合物的溶液和包含所述退化混合物的溶液供应到所述装置的所述主室中，并且引导所述溶液的流通过所述主室以允许自主且组合地发生聚合物的合成和组装的过程和聚合物退化的过程，从而形成所述材料。24.根据权利要求23所述的方法，其中所述主室包含至少两个入口，其用于分开地输注包含生成混合物的所述溶液和包含退化混合物的所述溶液。25.根据权利要求24所述的方法，其中所述主室包含三个入口，其中中间入口用于输注包含生成混合物的溶液，并且其中两个外侧入口用于输注包含退化混合物的溶液。26.根据权利要求24或25所述的方法，其中将包含所述生成混合物的所述溶液和包含所述退化混合物的所述溶液同时、依序或以预定次序输注到所述主室中。27.根据权利要求21至26中任一项所述的方法，其进一步包括观测生成的所述材料的图...

【专利技术属性】
技术研发人员：D，
申请(专利权)人：康奈尔大学，
类型：发明
国别省市：