[发明专利]一种基于脂肪酶的原细胞模型的制备方法及利用该原细胞模型模拟生物细胞新陈代谢的方法

说明书

一种基于脂肪酶的原细胞模型的制备方法及利用该原细胞模型模拟生物细胞新陈代谢的方法。本发明属于原细胞模拟和仿生材料制备领域，具体涉及一种基于脂肪酶的原细胞模型的制备方法及利用该原细胞模型模拟生物细胞新陈代谢的方法。本发明是为了解决现有原细胞模型不能模拟原细胞新陈代谢功能的问题。方法：利用Pickering微乳液的方法，直接利用脂肪酶充当表面活性剂，构建起水包油的微乳液，从而制得基于脂肪酶的原细胞模型，通过调控温度来控制脂肪酶的活性，制备出具有长大和缩小功能的原细胞模型，实现对原细胞新陈代谢功能的模拟。本发明不仅拓展了原细胞模型的种类，还从功能模拟方面实现了新的突破。

技术领域

本发明属于原细胞模拟和仿生材料制备领域，具体涉及一种基于脂肪酶的原细胞模型的制备方法及利用该原细胞模型模拟生物细胞新陈代谢的方法。

背景技术

原细胞模型的构建在真核细胞起源甚至生命起源等研究中具有重要意义，这是因为原细胞是一种能够模拟真实细胞的人工模型，可以模拟真实细胞的多室化、细胞复制或分裂等功能。因此，为了能够对真实细胞进行深入的探究，许多基于不同成分的原细胞模型被构建出来，如磷脂胶囊原细胞模型、脂肪酸胶囊原细胞模型、基于凝胶纳米粒子的原细胞模型、聚合物微胶囊原细胞模型以及胶囊体和树枝状大分子构建的原细胞模型。目前所报道的大多数原细胞模型都具有与原始细胞相似的中空结构，但是在模拟原细胞的多重功能方面却进展相对缓慢。例如，磷脂胶囊原细胞模型成功地被用于模拟真实细胞生命周期中各项生命活动，包括物质的摄入、自我复制和分裂等过程。类似地，基于凝胶纳米粒子的凝胶胶囊原细胞模型也可用于模拟细胞的生长和分裂过程，甚至可以实现基因表达和酶催化作用。类似地，聚合物囊泡原细胞模型也被用于模拟原始细胞的功能，包括光诱导的释放功能和对酶的响应作用等。此外，乔等人研究了人工细胞群体中的掠夺行为，即凝聚液滴可以捕食蛋白质囊泡，将其裂解然后掠夺它们的内溶物。另一方面，蛋白质-聚合物耦合体作为构建基元来制备蛋白质原细胞模型，来模拟原细胞的装载能力、可调控的膜透性、基因诱导的蛋白质合成以及膜诱导的多级反应。这些研究不仅促进了原细胞模型的发展，还成功模拟了原始细胞的一些功能，然而，据我们所知，目前为止还没有出现过关于模拟原始细胞代谢过程的相关报道。

发明内容

本发明是为了解决现有原细胞模型不能模拟原细胞新陈代谢功能的问题，而提供了一种基于脂肪酶的原细胞模型的制备方法及利用该原细胞模型模拟生物细胞新陈代谢的方法。

一种基于脂肪酶的原细胞模型的制备方法具体是按以下步骤进行的：

一、PBS缓冲溶液的配制：将NaH₂PO₄和Na₂HPO₄混合溶解在去离子水中配制成PBS缓冲溶液；所述NaH₂PO₄与Na₂HPO₄的质量比为1:(20～40)；所述PBS缓冲溶液的浓度为40mmol/L～50mmol/L，pH值为7.0～8.5；

二、脂肪酶溶液的配制：将脂肪酶溶解在步骤一得到的PBS缓冲溶液中，得到脂肪酶溶液；所述脂肪酶溶液的浓度为0.2mg/mL～2mg/mL；

三、油相溶液的配制：将液态甘油三脂和硅油混合，得到油相溶液；所述液态甘油三脂和硅油的体积比为1:(0.5～9)；

四、利用Pickering微乳液法来制备以脂肪酶为稳定剂的水包油原细胞模型：将步骤二得到的脂肪酶溶液和步骤三得到的油相溶液混合后，利用涡旋震荡仪震荡20s～30s，得到基于脂肪酶的原细胞模型；所述步骤三得到的油相溶液与步骤二得到的脂肪酶溶液的体积比为1:(6～26)。

利用基于脂肪酶的原细胞模型模拟生物细胞新陈代谢的方法具体是按以下步骤进行的：