一类具有超大笼结构的介孔晶态材料提取核酸的应用制造技术

本发明专利技术涉及MOF材料的应用的技术领域，具体涉及一类具有超大笼结构的介孔晶态材料提取核酸的应用，对核酸进行吸附，吸附完成后，反应体系离心，将MOF材料和溶液分开，其中核酸分子被吸附在MOF孔道中，位于下层沉淀中；将以4

【技术实现步骤摘要】
一类具有超大笼结构的介孔晶态材料提取核酸的应用


[0001]本专利技术涉及MOF材料的应用的
，具体涉及一类具有超大笼结构的介孔晶态材料提取核酸的应用。

技术介绍

[0002]核酸作为一类重要的生物大分子，在生物医药领域具有非凡的应用潜力与价值，但是这些生物分子的高效负载以及保护仍存在巨大的困难。金属有机框架材料由于其具有孔径可调，孔道化学环境可修饰等特点，可实现对核酸分子的负载与分离，应用于基因治疗与诊断领域。而目前大多数MOF受限于孔径大小，难以实现核酸分子的精确进孔，大多为在MOF表面吸附或与MOF颗粒表面官能团进行共价结合，实现MOF的吸附。此外则是在MOF形成过程中加入核酸分子，通过共沉淀实现核酸分子的封装，以上方法均未利用到MOF的孔道结构(Chem.Eng.J.,2022,428,131118)。而利用孔道结构进行负载的核酸分子均为短链结构，长度小于100nt(Nat.Commun.,2018,9,1293；J.Am.Chem.Soc.,2020,142,5049)本专利技术使用具有较大孔径的介孔MOF实现对长链核酸分子(＞100nt)的高效负载，并具有较强的核酸提取能力。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一类具有超大笼结构的介孔晶态材料提取核酸的应用，应用于较大核酸分子的提取领域并且达到完全将核酸分子从水溶液中提取出来，这种提取方法具有易操作，普适性强。
[0004]本专利技术实现目的所采用的方案是：一类具有超大笼结构的介孔晶态材料提取核酸的应用，采用MOF
‑
929或MOF
‑
939，对核酸进行吸附，吸附完成后，反应体系离心，将MOF材料和溶液分开，其中核酸分子被吸附在MOF孔道中，位于下层沉淀中；
[0005]所述MOF
‑
929或MOF
‑
939采用以下方法制备：将以4
‑
吡唑羧酸的结构进行轴向延伸得到链长递增的有机配体、金属盐、铜盐溶于有机溶剂中，然后在一定温度下进行反应，反应结束后生成具有同拓扑结构的固体产物，通过分离、洗涤后进行干燥活化，得到一类具有超大笼结构的介孔MOFs材料MOF
‑
929和MOF
‑
939。
[0006]优选地，所述MOF
‑
929的晶体结构具有内径为6.9
±
0.6和8.5
±
0.6nm的笼型结构和轴长为17.4nm的立方晶胞；所述MOF
‑
939的晶体结构具有内径为9.3
±
0.6和11.4
±
0.6nm的笼型结构和轴长为22.8nm的立方晶胞。
[0007]优选地，所述核酸为分子长度为60
‑
1000bp的DNA、total RNA和长度为2000
‑
4000bp的质粒中的至少一种。
[0008]优选地，所核酸吸附过程为：将MOF材料与核酸分子混合在50
‑
200mM、pH为5
‑
7的钾盐水溶液中，在20
‑
37℃下振荡5
‑
60min进行吸附。
[0009]优选地，所述有机配体为以下式
Ⅰ‑
式
Ⅴ
中的任意一种：
[0010][0011]优选地，当有机配体为式
Ⅰ‑
式Ⅳ中的至少一种时，合成的MOFs材料为MOF
‑
929；当有机配体为式
Ⅴ
时，合成的MOFs材料为MOF
‑
939。
[0012]优选地，所述金属盐为钪盐、铁盐、铝盐、钒盐、铟盐中的至少一种，所述金属盐为金属的硝酸盐、氯盐、硫酸盐、乙酸盐中的至少一种，所述铜盐为铜的硝酸盐、氯盐、硫酸盐、乙酸盐中的至少一种。
[0013]优选地，所述金属盐、铜盐、有机配体的摩尔比为(0.035～0.072)：(0.09～0.231)：(0.039～0.098)。
[0014]优选地，所述有机溶剂为N，N
‑
二甲基甲酰胺或N
‑
甲基吡咯烷酮。
[0015]优选地，反应温度为60
‑
110℃。
[0016]单组分MOF
‑
929的制备方法步骤如下：
[0017]1)将M金属盐(M＝Sc/Fe/Al/V/In中的至少一种)和铜盐、有机配体4
‑
(1H
‑
吡唑
‑4‑
基)苯甲酸及其衍生物其中任一种加入到装有N，N
‑
二甲基甲酰胺或N
‑
甲基吡咯烷酮的玻璃反应小瓶中，超声使得反应液澄清；
[0018]2)将步骤1)的玻璃反应小瓶放入60
‑
110摄氏度恒温烘箱中加热2～15小时，得到粉状沉淀；
[0019]3)将步骤2)中得到的反应液进行离心，分离原有反应溶剂，得到粉末状产物；
[0020]4)将步骤3)得到的粉末产物使用N，N
‑
二甲基甲酰胺、二氯甲烷和正己烷进行多次洗涤；
[0021]5)将步骤4)洗涤后的粉末进行干燥活化，即得到最终的晶体材料。
[0022]多组分MOF
‑
929的制备方法步骤如下：
[0023]1)将M金属盐(M＝Sc/Fe/Al/V/In中的至少两种)和铜盐、有机配体4
‑
(1H
‑
吡唑
‑4‑
基)苯甲酸及其衍生物中的至少两种加入到装有N，N
‑
二甲基甲酰胺或N
‑
甲基吡咯烷酮的玻璃反应小瓶中，超声使得反应液澄清；
[0024]2)将步骤1)的玻璃反应小瓶放入60
‑
110摄氏度恒温烘箱中加热2～10小时，得到粉状沉淀；
[0025]3)将步骤2)中得到的反应液进行离心，分离原有反应溶剂，得到粉末状产物；
[0026]4)将步骤3)得到的粉末产物使用N，N
‑
二甲基甲酰胺和低沸点溶剂进行多次洗涤；
[0027]5)将步骤4)洗涤后的粉末进行干燥活化，即得到最终的晶体材料。
[0028]MOF
‑
939的制备方法的步骤如下：
[0029]1)将M金属盐(M＝Sc/Fe/Al/V/In中的至少一种)和有机配体为2',5'
‑
二氟
‑
4'
‑
(1H
‑
吡唑)
‑
[1,1'
‑
联苯]‑4‑
羧酸加入到装有N，N
‑
二甲基甲酰胺的玻璃反应小瓶中，超声使得反应液澄清；
[0030]2)将步骤1)的玻璃反应小瓶放入100摄氏度恒温烘箱中加热8～20小时，得到粉状沉淀；
[0031]3)本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一类具有超大笼结构的介孔晶态材料提取核酸的应用，其特征在于：采用MOF
‑
929或MOF
‑
939，对核酸进行吸附，吸附完成后，反应体系离心，将MOF材料和溶液分开，其中核酸分子被吸附在MOF孔道中，位于下层沉淀中；所述MOF
‑
929或MOF
‑
939采用以下方法制备：将以4
‑
吡唑羧酸的结构进行轴向延伸得到链长递增的有机配体、金属盐、铜盐溶于有机溶剂中，然后在一定温度下进行反应，反应结束后生成具有同拓扑结构的固体产物，通过分离、洗涤后进行干燥活化，得到一类具有超大笼结构的介孔MOFs材料MOF
‑
929和MOF
‑
939。2.根据权利要求1所述的具有超大笼结构的介孔晶态材料提取核酸的应用，其特征在于：所述MOF
‑
929的晶体结构具有内径为6.9
±
0.6和8.5
±
0.6nm的笼型结构和轴长为17.4nm的立方晶胞；所述MOF
‑
939的晶体结构具有内径为9.3
±
0.6和11.4
±
0.6nm的笼型结构和轴长为22.8nm的立方晶胞。3.根据权利要求1所述的具有超大笼结构的介孔晶态材料提取核酸的应用，其特征在于：所述核酸为分子长度为60
‑
1000bp的DNA、total RNA和长度为2000
‑
4000bp的质粒中的至少一种。4.根据权利要求1所述的具有超大笼结构的介孔晶态材料提取核酸的应用，其特征在于：所核酸吸附...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓鹤翔，周翔，胡高力，彭双，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：