基于核酸適配體封堵介孔二氧化硅的ATP響應(yīng)控制釋放研究.pdf

1、目標(biāo)響應(yīng)藥物控制釋放體系可以實現(xiàn)藥物在目標(biāo)部位的釋放，有利于提高藥效，降低藥物的毒副作用，在腫瘤治療和醫(yī)療保健等方面具有誘人的應(yīng)用潛力和廣闊的應(yīng)用前景。在目標(biāo)刺激響應(yīng)控制釋放體系的設(shè)計中，載體和封堵劑的選擇極其重要。MCM-41型介孔二氧化硅納米顆粒(MSN)具有兩端開口的平行孔道，易于裝載和釋放藥物，是一種良好的藥物載體。核酸適配體(aptamer)作為一種特殊的核苷酸鏈，不僅具有構(gòu)型多樣性和良好的生物相容性，而且能與目標(biāo)分子進(jìn)行特異

2、性結(jié)合，適合用來設(shè)計目標(biāo)響應(yīng)的控制釋放體系?；诖?，本論文以MSN為載體，aptamer作為識別和封堵分子，利用DNA鏈之間的互補配對性質(zhì)，構(gòu)建了基于aptamer介導(dǎo)的三明治DNA和三螺旋DNA封堵介孔二氧化硅的ATP響應(yīng)控制釋放體系，包括以下兩個方面的工作:
　　 一、基于aptamer構(gòu)建三明治DNA封堵介孔二氧化硅的ATP響應(yīng)控制釋放體系
　　 本工作選擇aptamer作為識別分子，利用兩段5'端炔基修飾的短單鏈

3、DNA（臂ssDNA1和臂ssDNA2）與ATP-aptamer互補雜交形成三明治結(jié)構(gòu)，然后通過環(huán)加成反應(yīng)將臂ssDNA1和臂ssDNA2共價連接到疊氮基團功能化的介孔二氧化硅納米顆粒表面，從而把與之互補的ATP-aptamer固定到顆粒表面，構(gòu)建了一種新型的aptamer介導(dǎo)三明治結(jié)構(gòu)DNA封堵介孔二氧化硅的ATP響應(yīng)控制釋放體系。以聯(lián)釕吡啶染料分子作為模式客體分子，考察了該體系的控制釋放行為。在沒有ATP存在時，7小時內(nèi)染料的釋放量

4、不足10％。在20 mM ATP的條件下，aptamer被競爭走，柔性臂ssDNA1和臂ssDNA2無法繼續(xù)封堵介孔，7小時內(nèi)83％的染料分子被釋放。更重要的是，該體系不但對外源的ATP有響應(yīng)，而且對從活細(xì)胞中提取的ATP有響應(yīng)。實驗研究表明該體系對ATP具有很好的刺激響應(yīng)性，當(dāng)該體系運載上藥物分子時，有望實現(xiàn)其在藥物控制釋放領(lǐng)域的應(yīng)用。同時，通過使用其他目標(biāo)分子的aptamer作為封堵劑，可以設(shè)計更多目標(biāo)響應(yīng)控制釋放體系。
　　

5、 二、基于aptamer構(gòu)建三螺旋DNA封堵介孔二氧化硅的ATP響應(yīng)控制釋放體系
　　 三鏈DNA是三條核苷酸鏈以氫鍵結(jié)合形成的DNA分子。通常的三鏈DNA是第三條核苷酸鏈插入到W-C雙螺旋結(jié)構(gòu)的大溝中，平行或反平行纏繞在一起形成，稱三螺旋DNA。本工作選擇含有ATP-aptamer的三螺旋DNA作為封堵分子，MSN作為載體，首次設(shè)計了一種三螺旋DNA封堵介孔二氧化硅的ATP響應(yīng)控制釋放體系。首先，把ATP-aptamer兩端

6、各延長7個堿基，然后延長的堿基與炔基修飾的短單鏈DNA(ssDNA)雜交形成三螺旋結(jié)構(gòu)。再通過環(huán)加成反應(yīng)將炔基修飾的ssDNA共價連接到疊氮基團功能化的介孔二氧化硅納米顆粒表面，從而將aptamer固定到顆粒表面，獲得aptamer介導(dǎo)三螺旋DNA封堵介孔二氧化硅的ATP響應(yīng)控制釋放體系。選擇聯(lián)釕吡啶染料分子作為模式客體分子，考察了該體系的目標(biāo)刺激響應(yīng)控制釋放行為。在沒有ATP存在時，7小時內(nèi)染料釋放率僅為7％。在10 mM ATP的刺