[发明专利]一种核酸水凝胶及其制备方法

说明书

本发明提供一种核酸水凝胶及其制备方法，核酸水凝胶具有良好的机械性能，制备该核酸水凝胶所需核酸浓度低。本实施例的核酸水凝胶，包括以下按重量计的组分制备而成：N‑异丙基丙烯酰胺3～30份；设计序列核酸0.0001～1份；缓冲溶液60～97份；引发剂和催化剂，占N‑异丙基丙烯酰胺的1％‑10％。本发明实施例的核酸水凝胶，设计序列核酸与N‑异丙基丙烯酰胺，形成半互穿的三重网络的水凝胶，具有较强的机械性能。本实施例中，核酸能够被最大化利用，降低了制备核酸水凝胶时所需的核酸的浓度。

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，具体来说，涉及一种核酸水凝胶及其制备方法。

背景技术

水凝胶是在水中溶胀并保持大量的水分而又不溶解的聚合物。高分子水凝胶是由高分子骨架、水、交联剂组成的三维体系，具有复杂空间网状结构，有着广泛的应用。在医学领域：用作药物释放的载体，水凝胶兼备储存药物、控制释放速度、驱动释放三种功能，既能调节制剂的强度和硬度，又能起到促进分解、赋形的作用，还能遮蔽医药品的苦味和气味，可用于口服、鼻腔、口腔、直肠、眼部、注射等给药途径。用作伤口敷料，水凝胶材料直接用于与人体组织接触，可防止体外微生物的感染，抑制体液的损失，传输氧到伤口可加速上皮细胞生长，加速新微血管增生，隔绝细菌侵犯，抑制细菌繁殖，促进伤口的愈合。水凝胶因具有生物相容性、生物降解性、高含水量和细胞膜粘附性而应用于组织工程。

作为生物体的遗传密码携带者的核酸是一种具有pH响应、温度响应和酶响应等刺激敏感性的生物高分子。此外，核酸本身就携带有可以控制生物体内细胞或组织生长的控制密码，单链的核酸分子之间还有严密的碱基互补配对特性。因此，近年来核酸被广泛的用来制备各种二位或三维的结构的核酸复合物、核酸水凝胶等材料来实现药物释放、基因治疗等功能。用核酸来制备的具有优异的亲水性、生物相容性的核酸水凝胶具有优异的刺激响应性质、独特的敏感性使其能在基因治疗或药物释放方面具有更优异的性能。

在制备核酸水凝胶的过程中现有的方法有：经过设计的核酸分子通过碱基互补配对进行单独的自组装、核酸的自缠绕、核酸单独通过如乙二醇二缩水甘油醚(EGDE)等交联剂进行化学交联、核酸与高分子如聚乙烯醇(PEG)、聚乙烯亚胺(PEI)等通过物理的相互作用结合、聚丙烯酰胺(PAAm)等经过化学交联结合以及核酸与其他材料如单壁碳纳米管(SWNT)、石墨烯(graphene)、金纳米颗粒(gold nanoparticle)等结合。但是现有的制备核酸水凝胶的方法，所需DNA的浓度大，数量多，使得制备成本高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种核酸水凝胶及其制备方法，核酸水凝胶顶具有良好的机械性能，制备该核酸水凝胶所需核酸浓度低。

为解决上述技术问题，本发明实施例一方面提供一种核酸水凝胶，包括以下按重量计的组分制备而成：

N-异丙基丙烯酰胺3～30份；

设计序列核酸0.0001～1份；

缓冲溶液60～97份；

引发剂和催化剂，占N-异丙基丙烯酰胺的1％-10％。

作为本发明实施例的进一步改进，所述设计序列核酸为单链核酸，所述单链核酸包括至少一个可与其它单链核酸互补配对的碱基片段，所述单链核酸带有至少一个双键。

作为本发明实施例的进一步改进，所述单链核酸还包括不可互补配对的碱基片段。

作为本发明实施例的进一步改进，所述引发剂为过氧化氢、过硫酸盐、水溶性偶氮类、亚硫酸盐与硫代硫酸盐构成的氧化还原体系水溶性的自由基聚合物中的一种。

作为本发明实施例的进一步改进，所述催化剂为脂肪胺。

作为本发明实施例的进一步改进，所述催化剂为四甲基乙二胺。