[发明专利]多腔室微体系及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种多腔室微体系及其制备方法和应用，多腔室微体系包括带正电荷的强聚电解质1、带负电荷的强聚电解质2、带负电荷的弱聚电解质3和带正电荷的弱聚电解质4；带正电荷的强聚电解质1与带负电荷的强聚电解质2通过静电作用形成带正电荷的内核腔室；带负电荷的弱聚电解质3通过静电作用吸附在带正电荷的内核腔室表面，带负电荷的弱聚电解质3与带正电荷的弱聚电解质4在内核腔室表面形成包裹内核腔室的外壳腔室。本发明的多腔室微体系具有高粘度，低扩散系数的特点，可实现反应的时空有序性及不相容的反应共存。

技术领域

本发明涉及生物技术领域，尤其涉及一种多腔室微体系及其制备方法和应用。

背景技术

目前，基于多腔室微体系(子室位于较大的微室中)已引起人们的广泛关注。多腔室结构可以在一个体系中执行不同的生化反应，就像在活细胞系统中一样，这不仅可以实现生物分子在不同域中位置的可控组装和空间分离，而且还可以实现不相容的成分共存或反应在不同的腔室内同时进行。目前，构建多腔室体系模型主要是利用聚合物，囊泡，凝聚层等物质作为内腔室封装在外部的结构中，从而形成多腔室体系，包括囊泡-囊泡，脂质体，聚合物-聚合物，聚合物-水凝胶和凝聚体-聚合物等微体系结构。然而，形成上述多腔室体系多依赖于有机溶剂，容易影响生物酶的活性；同时，上述结构的制备还存在耗时较长、封装效率差的缺陷(Angew.Chem.Int.Ed.2017,56,1-7)。因此，发展一种快速、绿色的合成多腔室核壳结构的方法是极其关键的。

由静电作用力作为关键驱动力的液液相分离产生凝聚体在众多细胞活动事件中发挥了关键作用。由于凝聚体颗粒特有的物理化学性质，它对酶/底物分子的专一性富集，显著提高局部酶/底物分子的浓度，提升催化效率。目前，采用聚电解质层层自组装构建多腔室核壳结构用于实现化学反应的时空有序性，促进腔室内有效的发生不相容的级联反应相关的研究还十分少见。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种多腔室微体系及其制备方法和应用。多腔室微体系可达到屏蔽颗粒外的分子，保护液滴内分子的目的，能实现反应的时空有序性，促使不相容的级联反应同时发生。其制备方法具有耗时短、合成条件温和以及不影响生物分子的功能等优势，可应用于时空有序性的反应体系和不相容的反应体系中。

为了实现上述目的，本发明提供了一种多腔室微体系，所述多腔室微体系包括带正电荷的强聚电解质1、所述带负电荷的强聚电解质2、带负电荷的弱聚电解质3和带正电荷的弱聚电解质4；

当带正电荷的强聚电解质1与带负电荷的强聚电解质2的质量比为0.55～1.1﹕1时，带正电荷的强聚电解质1与带负电荷的强聚电解质2通过静电作用形成带正电荷的内核腔室；带负电荷的弱聚电解质3通过静电作用吸附在带正电荷的内核腔室表面，当带负电荷的弱聚电解质3与带正电荷的弱聚电解质4的质量比为1～6﹕1时，带负电荷的弱聚电解质3与带正电荷的弱聚电解质4在内核腔室表面形成包裹内核腔室的外壳腔室。

上述的多腔室微体系，进一步的，所述带正电荷的强聚电解质1为PDDA时；所述带负电荷的强聚电解质2为长链DNA或PAA。

上述的多腔室微体系，进一步的，所述带负电荷的弱聚电解质3为CM-dextran时；所述带正电荷的弱聚电解质4为DEAE-dextran。

上述的多腔室微体系，进一步的，所述带负电荷的弱聚电解质3为羧甲基化直链淀粉时；所述带正电荷的弱聚电解质4为季铵化直链淀粉。

基于一个总的技术构思，本发明还提供了一种上述的多腔室微体系的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

SA-1、将带正电荷的强聚电解质1与带负电荷的强聚电解质2混合，孵育，得到带正电荷的内核颗粒A₁；

SA-2、在所述带正电荷的内核颗粒A₁中加入带负电荷的弱聚电解质3，孵育，得到带负电的聚合物颗粒A₂；