[发明专利]基因枪用转移外源基因微型生物钨弹的制备方法

说明书

本发明属于遗传基因工程和粉末技术的范畴。

基因枪技术是遗传基因工程中八十年代末发展起来的一项转基因最新技术，它是利用基因枪(或称粒子枪、微粒发射装置等)把包覆在微型子弹(也称微型载粒)上的外源基因以高速射入植物、动物或人体完整细胞中，从而达到传送外源基因，改良植物、动物或修复、再生人体组织的目的。由于基因枪技术较其也转基因技术在许多方面具有其独特的优点，因而自1987年诞生以来得到迅速发展。美国康乃尔大学自1988年先后申报了三个关于基因枪技术的专利(EP0331 855A2，1988：US Patent Number 4,945,050 July 31，1990：US Patent Number 5,036,006 July 30，1991)，杜邦公司于1990年推出了PDS-1000枪，伯乐公司1992年推出了PDS-1000/He枪；国内中国科学院生物物理所和清华大学也分别于1989年和1991年推出了新的枪种并申请了专利(中国专利89109334和91207467)。目前，基因枪在国内外已商品化。

基因枪技术中的微型子弹实际上是密度大、化学稳定性好，平均粒径为0.4～2.0μm的金属粉末，如钨粉和金粉等。微型子弹的材质、粒度均匀性和形状等是影响基因枪技术外源基因传送效率的关键因素。粒度分布范围宽、形状不规则的微弹射到靶平面上表现出极不一致的物理性状(速度、方向、动能等)，影响基因枪性能的有效发挥和基因枪技术外源基因的传送效率。目前虽然基因枪技术的枪体设计已达到相当的水平，但微型子弹的研究却滞后枪体的发展，至今尚未见到专门研究基因枪用微型子弹的报导。杜邦公司虽有产品出售，但其技术仍对外界保密。国内基因枪技术中所用的微型钨弹目前主要是杜邦公司的专用钨粉或国产普通工业钨粉，前者价格昂贵(1.8ml小玻璃瓶，每1小瓶25美元)，后者粒度分布范围宽，形状不规则，含有大量非立体形状的颗粒，难以满足基因枪技术的要求。

本发明的目的在于制备粒度分布范围窄，形状规则的基因枪用微型钨弹。

理论上，还原钨的氧化物制取钨粉时，钨颗粒的长大可以认为是化学蒸汽迁移反应(简称CVT)造成的，其反应式为：

这里WO_3-x是一种亚氧化物，在高温下易挥发。通常在较细的颗粒上发生氧化，而在较粗的颗粒上亚氧化物被再一次还原沉积。因而要获得细而且粒度分布范围小的钨粉，必须通过控制工艺参数尽可能控制上述反应过程的进行，这些工艺参数包括还原温度、时间、料层厚度、氢气露点等。

本发明的构成是采用超薄料层、低温干氢分阶段还原法直接还原黄钨(WO₃)制取基因枪技术所需的微型钨弹。其工艺参数为(参照附图)：料层厚度1mm～10mm，氢气露点-70℃～-20℃，氢气流量(1/min)/还原黄钨量(cm³)0.05～1.0，预还原温度(T_y)500℃～650℃，还原温度(T_H)650℃～800℃，预还原时间(t_y)5min～20min，还原时间(t_H)5min～20min。还原在卧式炉中进行，可采用连续推舟方式也可采用非连续推舟方式。当采取非连续推舟方式时，室温到预还原温度升温时间(t₁)4min～10min，预还原温度到还原温度升温时间(t₂)1min～2min。采用本发明方法和工艺参数所制备的微型钨弹为多面体单晶颗粒，平均粒度为1～2μm。由于本发明采用超薄料层、低温干氢短时间还原方法，保证所有装料同时还原，有效地抑制了还原过程中的氧化——挥发——再还原沉积过程，所制备的微型钨弹较普通工业钨粉粒度均匀性可大幅度改善。

本发明的优点在于制备成本低，产品粒度均匀，颗粒形貌为多面体单晶，平均粒度为1～2μm，平均粒度±0.75μm范围内颗粒占90％以上。

下面结合附图对本发明进一步说明。

图1为本发明工艺的示意图，横座标t为时间，单位为分钟，纵座标T为摄氏温度，点T_H为还原温度、T_y为预还原温度、相应的t_H与t_y为保温时间。

实施例：