[发明专利]一种自组装短肽及其在细胞三维培养中的应用

说明书

技术领域

本发明属于纳米生物医学领域，具体涉及一种自组装短肽及其在细胞三维培养中的应用。

背景技术

分子自组装指的是分子在不受外力介入的情况下，能够进行自我组织，自我聚集形成一种规则的结构，即能够从一个杂乱无序的状态转变成一个有序的状态。在最近的十几年里，分子自组装系统(如氨基酸)已经成为分子生物学、化学以及材料学等学科的交汇点，尤其是手性自组装短肽，已经发展成为了一类新兴的纳米生物材料。由它们构成的纳米纤维，作为细胞三维培养的基质材料，能模拟生物体内的三维基质微环境，具有高纯度、可降解及无免疫反应的突出优点，已被成功应用于细胞工程、组织工程及生物医学工程等领域。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型的自组装短肽，增加自组装短肽的种类，使之可在细胞三维实时分析培养中使用。

本发明的技术方案为：一种自组装短肽，其氨基酸序列为：Tyr Val Asn Lys Pro Arg Cys Cys Ala Ala Ala Ala Ala Ala，短肽碳端酰胺化其中，第一至第六位氨基酸为D型氨基酸，命名为GFS-15。

GFS-15，其分子量为1407.68。其自组装原理是通过分子之间非共价键相互作用，形成结构明确且稳定，并具有某些理化性质的超分子结构或分子聚集体。

实验表明，本发明所述短肽在金属盐离子、细胞培养基等环境下，能进行自组装形成纳米纤维。

实验表明，本发明所述自组装短肽形成的纳米纤维，细胞能在其上进行三维黏附、生长，所以，此自组装短肽可应用到动、植物细胞三维培养中。

上述细胞三维培养是指自组装短肽在制备细胞三维培养修饰纳米支架材料中的应用。

本发明具有以下有益效果：

1、提供了一种新型自组装短肽，增加自组装短肽类型。

2、提供了一种新型的自组装纳米生物医学材料，这种新型生物医学材料能够广泛的应用到纳米生物医学工程、细胞工程及生物工程及等领域，并具有明显的经济及其社会效益。

3、提供了一种细胞三维培养纳米支架材料，可广泛应用于生物医学领域。

附图说明

图1是本发明的自组装短肽GFS-15的分子结构示意图。

图2是本发明所述自组装短肽GFS-15高效液相(HPLC)色谱图。

图3是本发明所述自组装短肽GFS-15质谱(MS)图。

图4是本发明所述自组装短肽GFS-15的圆二色谱图,新型短肽GFS-15常温下的二级结构特征是在216nm处有一强负峰，在195nm处有一强正峰，峰形完好。

图5是本发明所述自组装短肽GFS-15的原子力显微图(AFM),图中：A表示0h时短肽GFS-15自组装形成细而短的纳米纤维丝；B表示24h后纳米纤维的长度增加，数量增多,形成三维的纳米纤维网络支架。

图6是本发明所述自组装短肽修饰金电极表面的电化学图，循环伏安图，把打磨好干净的金电极放入100uM的短肽溶液中浸泡48小时后，用电化学工作站测其循环伏安，发现48小时后的氧化还原峰减小，证明该短肽在金电极表面上形成了一层膜。

图7是本发明所述组装短肽GFS-15与纳米金混合24h形成纳米纤维丝并与纳米金包裹链接在的透射电镜扫描图(TEM)，其中A图的放大倍数×(4000)倍图。B图的放大倍数×(8000)。

图8是本发明所述自组装短肽GFS-15形成水凝胶光学图片，刚果红染色,5mg/mL的短肽GFS-15盐离子溶液自组装24h(图8中A)后形成肉眼可见的透明胶状物质，形成松散的片层状薄膜；36h(图8中B)薄膜的厚度及大小都有所增加，但还是处于松散的状态；48h(图8中C)薄膜片层连接在一起，形成整个一层较为致密的膜片；72h(图8中D)该膜片没有明显的变化。

图9是本发明所述自组装短肽GFS-15的红细胞裂解实验数据图。

图10是用本发明所述自组装短肽GFS-15添加纳米金的三维培养细胞，细胞Caski的二维三维细胞培养图(图10中A为二维1day的40倍镜；图10中B为二维7day的40倍镜；图10中C为三维1day的40倍镜；图10中D为7day的40倍镜)可以该细胞在三维体系中可以生长，细胞圆球形，边界清楚，调节显微镜能看到模糊的细胞核界限，连续培养7d，细胞仍可以在本发明所述自组装短肽GFS-15形成的三维支架材料中生长。

具体实施方式

实施例1：由L-氨基酸构成的自组装短肽GFS-15的制备

1、材料