一种多孔碳球纳米酶掺杂的氢键有机框架壳层及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种多孔碳球纳米酶掺杂的氢键有机框架壳层及其制备方法，属于有机框架壳层制备技术领域。该有机框架壳层是以有机构筑单元为框架主体材料，内部均匀掺杂多孔碳球纳米酶，通过静电相互作用和氢键相互作用直接在细胞表面生长而成的；所述的有机构筑单元为1,4

【技术实现步骤摘要】
一种多孔碳球纳米酶掺杂的氢键有机框架壳层及其制备方法


[0001]本专利技术属于有机框架壳层制备
，尤其涉及一种辅助神经干细胞存储和植入的多孔碳球纳米酶掺杂的氢键有机框架壳层及其制备方法。

技术介绍

[0002]神经干细胞是一种具有自我更新能力的细胞群体，可以在体外分离、增殖、基因操控和分化，产生发育中的大脑的神经元和神经胶质细胞用于补偿或更新神经网络用于发生突触联系维持正常的神经功能。优良的全能性、充足的神经干细胞数量以及健康的移植微环境是干细胞成功移植的关键。然而研究表明，神经干细胞在体外培养条件下，由于细胞
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基质之间相互作用以及细胞因子的存在不可避免会发生自动分化而造成全能性丢失。此外，在显微注射过程中，外力的作用会损伤细胞膜，造成细胞活力降低。移植位点不良的组织微环境如高水平的氧化压力同样会导致移植的神经干细胞活性降低。这几个因素显著限制了神经干细胞移植的治疗效果。
[0003]因此，神经干细胞存储过程中面临全能性丢失和移植过程中面临存活率低是干细胞再生医学领域面临的难点和挑战。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种多孔碳球纳米酶掺杂的氢键有机框架壳层及其制备方法，该保护性壳层明显降低神经干细胞在体外培养过程中的全能性的丢失，并提高在细胞移植过程中细胞存活率，促进干细胞疗法效果。
[0005]本专利技术首先提供一种多孔碳球纳米酶掺杂的氢键有机框架壳层，该有机框架壳层是以有机构筑单元为框架主体材料，内部均匀掺杂多孔碳球纳米酶，通过静电相互作用和氢键相互作用直接在细胞表面生长而成的；
[0006]所述的有机构筑单元为1,4
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苯二甲脒氢氯酸盐和四(4
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羧基苯基)甲烷。
[0007]优选的是，所述的多孔碳球纳米酶掺杂比例为20％。
[0008]本专利技术还提供上述多孔碳球纳米酶掺杂的氢键有机框架壳层的制备方法，该方法包括：
[0009]步骤一：将多孔碳球和1,4
‑
苯二甲脒氢氯酸盐溶解在缓冲液中混合均匀，得到溶液A；
[0010]步骤二：在步骤一得到的溶液A中加入单分散的神经干细胞，经过摇晃离心去除上清，继续向沉淀中加入缓冲液得到溶液B；
[0011]步骤三：将多孔碳球和四(4
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羧基苯基)甲烷溶解在缓冲液中混合均匀，得到溶液C；
[0012]步骤四：将溶液B和溶液C混合，经过摇晃离心去除上清，即可得到包裹在神经干细胞上的多孔碳球纳米酶掺杂的氢键有机框架层。
[0013]优选的是，所述的步骤一多孔碳球和1,4
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苯二甲脒氢氯酸盐的质量比为0.59:
0.78。
[0014]优选的是，所述步骤一的缓冲液为磷酸缓冲液，pH 7.4。
[0015]优选的是，所述步骤一的混合时间为5
‑
10min。
[0016]优选的是，所述的步骤三多孔碳球和四(4
‑
羧基苯基)甲烷的质量比为0.59:1.56。
[0017]优选的是，所述步骤三的缓冲液为磷酸缓冲液，pH 7.4。
[0018]优选的是，所述步骤三的混合时间为5
‑
10min。
[0019]优选的是，所述的多孔碳球的制备方法，包括：
[0020]1)将三聚氰胺、福尔马林水溶液溶液和蒸馏水混合在三口烧瓶中在80℃下搅拌，得到无色透明的溶液，
[0021]2)向上述无色透明的溶液中加入苯酚、福尔马林水溶液溶液和氢氧化钠，60℃下搅拌30min，得到混合溶液；
[0022]3)向上述混合溶液中加入Pluronic F127水溶液，66℃下搅拌2h，得到产物；
[0023]4)将步骤三的产物加入水稀释溶液，20h后，取溶液在130℃的高压釜中加热24h，最后，离心收集产物，用水洗几次并在室温下干燥，将干燥的粉末在N2气氛中，800℃碳化3h，然后获得多孔碳球。
[0024]本专利技术的有益效果
[0025]本专利技术提供一种多孔碳球纳米酶掺杂的氢键有机框架壳层及其制备方法，该有机框架壳层通过发挥三方面功效来辅助辅助神经干细胞存储和移植。第一，氢键有机框架的刚性和对细胞的屏蔽能力可以确保包裹的神经干细胞维持全能性；第二，刚性的氢键有机框架在显微注射的过程中防止细胞膜损伤，保护细胞以提高细胞移植的存活率；第三，多孔碳球的抗氧化模拟酶活性，在神经干细胞存储和移植的过程中通过中和活性氧自由基(超氧阴离子、羟基自由基)，为包裹的神经干细胞提供保护作用。同时，还有如下优点：
[0026](1)本专利技术涉及的氢键有机框架壳层生物相容性好，制备条件温和且简便，能极大减少对细胞的损害，具有使用便捷、制备简单、保存简单等优点。
[0027](2)该保护性壳层能够响应近红外二区光发生降解，释放包裹的细胞，适用于生物体内的非侵入性操控并释放细胞。
附图说明
[0028]图1为本专利技术实施例1优化多孔碳球的掺杂比例结果图。
[0029]图2为本专利技术实施例2包裹神经干细胞过程扫描电镜图和X射线粉末衍射图。
[0030]图3为本专利技术实施例3释放神经干细胞过程扫描电镜图和X射线粉末衍射图。
[0031]图4为本专利技术实施例4多孔碳球掺杂的氢键有机框架保护神经干细胞免受氧化压力损伤效果研究图。
[0032]图5为本专利技术实施例5多孔碳球掺杂的氢键有机框架减少神经干细胞膜损伤效果研究图。
[0033]图6为本专利技术实施例6多孔碳球掺杂的氢键有机框架维持神经干细胞全能性效果研究图。
[0034]图7为本专利技术实施例7多孔碳球掺杂的氢键有机框架保护性壳层在恢复阿尔兹海默症模型小鼠受损神经网络的效果研究图。
[0035]图8为本专利技术实施例8多孔碳球掺杂的氢键有机框架保护性壳层在恢复阿尔兹海默症模型小鼠受损神经网络的机制探索图。
具体实施方式
[0036]本专利技术首先提供一种多孔碳球纳米酶掺杂的氢键有机框架壳层，该有机框架壳层是以有机构筑单元为框架主体材料，内部均匀掺杂多孔碳球纳米酶，通过静电相互作用和氢键相互作用直接在细胞表面生长而成的；
[0037]所述的有机构筑单元为1,4
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苯二甲脒氢氯酸盐和四(4
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羧基苯基)甲烷。
[0038]本专利技术还提供上述多孔碳球纳米酶掺杂的氢键有机框架壳层的制备方法，该方法包括：
[0039]步骤一：将多孔碳球和1,4
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苯二甲脒氢氯酸盐溶解在缓冲液中混合均匀，得到溶液A；所述的多孔碳球和1,4
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苯二甲脒氢氯酸盐的质量比优选为0.59:0.78，
[0040]缓冲液优选为磷酸缓冲液，pH 7.4，所述混合时间优选为5
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10min；
[0041]步骤二：在步骤一得到的溶液A中加入单分散的神经干细胞(2
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10
∧6...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多孔碳球纳米酶掺杂的氢键有机框架壳层，其特征在于，该有机框架壳层是以有机构筑单元为框架主体材料，内部均匀掺杂多孔碳球纳米酶，通过静电相互作用和氢键相互作用直接在细胞表面生长而成的；所述的有机构筑单元为1,4
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苯二甲脒氢氯酸盐和四(4
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羧基苯基)甲烷。2.根据权利要求1所述的一种多孔碳球纳米酶掺杂的氢键有机框架壳层，其特征在于，所述的多孔碳球纳米酶掺杂比例为20％。3.权利要求1所述的多孔碳球纳米酶掺杂的氢键有机框架壳层的制备方法，其特征在于，该方法包括：步骤一：将多孔碳球和1,4
‑
苯二甲脒氢氯酸盐溶解在缓冲液中混合均匀，得到溶液A；步骤二：在步骤一得到的溶液A中加入单分散的神经干细胞，经过摇晃离心去除上清，继续向沉淀中加入缓冲液得到溶液B；步骤三：将多孔碳球和四(4
‑
羧基苯基)甲烷溶解在缓冲液中混合均匀，得到溶液C；步骤四：将溶液B和溶液C混合，经过摇晃离心去除上清，即可得到包裹在神经干细胞上的多孔碳球纳米酶掺杂的氢键有机框架层。4.根据权利要求3所述的多孔碳球纳米酶掺杂的氢键有机框架壳层的制备方法，其特征在于，所述的步骤一多孔碳球和1,4
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苯二甲脒氢氯酸盐的质量比为0.59:0.78。5.根据权利要求3所述的多孔碳球纳米酶掺杂的氢键有机框架壳层的制备方法，其特征在于，所述步骤一的缓冲...

【专利技术属性】
技术研发人员：曲晓刚，余东琴，
申请(专利权)人：中国科学院长春应用化学研究所，
类型：发明
国别省市：