[发明专利]大卟啉-磷脂囊泡

说明书

相关申请

本申请要求于2011年12月8日提交的美国临时专利申请号61/568,352的优先权。

技术领域

本发明涉及卟啉-磷脂囊泡领域，并且更具体地，涉及能够在空间上和时间上受控地打开和闭合的大卟啉-磷脂囊泡。

背景技术

磷脂闭合区室(隔室，compartment)在细胞和亚细胞稳态中发挥核心作用，其中双层充当外部和内部生物分子和化学物质之间的一般屏障。假定生物前双层已在理解和模仿细胞如何来控制生物分子^1-3的通过和产生的背景中重现。大范围的基于蛋白质的传输系统已在有机体中进化发展以使得分子移动穿过双层而不破坏全部膜的完整性。然而，这些传输系统通常对特定负载物(cargo)是特异的并且不适合作为到天然的或合成的磷脂闭合区室内部的通用途径。因此，已研发破裂技术如电穿孔和热冲击以使得生物分子如DNA的通过，穿过细胞膜^4,5。近来，电穿孔被用来融合用于纳米颗粒合成的大囊泡。⁶虽然对于一些应用是高度可行的，但这些方法难以控制。膨胀的大脂质囊泡的打开和闭合已被良好地表征，但该过程不是轻易可控的且通常使用妨碍许多应用的高粘性溶剂。⁷双层渗透性的更精确的控制已使用新的手段如局部电穿孔、金纳米颗粒的近侧加热和电子注射实现。^8-10

发明内容

一方面，提供了包括双层的囊泡，该双层包含卟啉-磷脂结合物(缀合物，conjugate)，其中该卟啉-磷脂结合物包含优选在sn-1或sn-2位共价连接到一个磷脂的脂质侧链的一个卟啉、卟啉衍生物或卟啉类似物，其中该囊泡直径为1-100微米。

另一方面，提供了制备囊泡的方法，包括制备包含卟啉-磷脂结合物的溶液，其中该卟啉-磷脂结合物包含优选在sn-1或sn-2位共价连接到一个磷脂的脂质侧链的一个卟啉、卟啉衍生物或卟啉类似物；该溶液可选地进一步包含磷脂和胆固醇；并且使溶液脱水并使所得的脂质膜经受交流电。优选地，将溶液涂覆到递送交流电的丝线(金属丝，wire)上，优选铂丝。

另一方面，提供了通过本文描述的方法制备的囊泡。

另一方面，提供了通过本文描述的方法制备的本文描述的囊泡。

另一方面，提供了囊泡的受控打开的方法，包括提供本文描述的囊泡和用激光或其他能够打开囊泡的光源、优选氙灯或卤素灯照射囊泡。在优选实施方式中，受控打开是在囊泡双层上的预定位置并且用激光照射所述位置。受控打开进一步优选在预定的时间。在优选实施方式中，受控打开在显微镜下进行。

另一方面，提供了本文描述的囊泡作为生物反应器的用途。

另一方面，提供了在囊泡中至少两种试剂之间进行生物反应的方法，包括提供本文描述的具有第一试剂封装在其中的囊泡；根据本文描述的方法进行囊泡的受控打开以使得第二试剂进入囊泡内部并可选地使得囊泡自闭合；以及使得生物反应发生。

附图说明

本发明的实施方式可以参考下文描述和附图最好地理解。图中：

图1示出了自淬灭大卟啉囊泡(GPV)的电形成。(a)用于GPV电形成的实验装置使用低成本、开源微控制器和常见实验室设备。电路图在左上部示出。一个电位计调节AC电压(V调节(V mod.))并且另一电位计调节频率(f调节(f mod.))。方波输出以两根铂丝之间示出的圆圈显示。仪器装置在右边示出。左边的插图示出共焦显微图和金属丝上形成的GPV的示意图像。(b)形成的含有蔗糖的GPV双层中或在铂丝上的荧光淬灭。共焦显微镜的荧光在每张图中设置相同。按10μm比例尺示出。(c)(a)中电路的更详细的电路图。

图2示出了GPV打开和自密封。(a)包含70摩尔％焦脱镁叶绿素-脂质(pyro-lipid)的GPV在激光照射时打开并自密封(白色虚线圆圈)。箭头示出GPV打开。按10微米比例尺标示。(b)GPV的重复打开和自密封。箭头表明激光脉冲的时间。(c)GPV对具有不同激光功率的激光照射的响应。以及(d)使用200ms照射时间的照射直径。频率表基于来自每条10次单独GPV照射的结果。

图3示出了GPV孔中边缘张力的估计。示出了典型的孔打开，绘制为R²ln(r)作为时间的函数，其中R是GPV的半径且r是孔的半径。缓慢闭合期间的边缘张力，基于黑线的斜率，为19fN。使用的激光照射参数：200ms照射时间、2μm照射直径光斑大小、100％激光功率。