[发明专利]一种生物纳米材料及其制备方法和核酸复合物

说明书

技术领域

本发明涉及一种生物纳米材料及其制备方法，以及一种核酸复合物。

背景技术

纳米材料由于具有特殊的力、热、声、光、电磁等性质，有非常广阔的应用。与传统晶体材料相比，纳米材料具有高强度、高扩散性、高塑性、低密度、低弹性模量、高电阻、高比热、高热膨胀系数、低热导率等性能。这些特殊性能使纳米材料可广泛地用于高力学性能环境、光热吸收、非线性光学、磁记录、特殊导体、分子筛、超微复合材料、催化剂、热交换材料、敏感元件、烧结助剂、润滑剂等领域。

近年来，各种纳米材料更是广泛的应用于生物医药领域，可以利用纳米材料进行细胞分离、细胞内部染色，甚至可以用于制备纳米抗菌药以及用于细胞移植和器官移植。

生物纳米材料作为纳米材料的重要分支，受到越来越多的关注。如用于基因药物领域，作为基因治疗中基因药物的载体。从基因角度，基因治疗是用正常有功能的基因置换或增补缺陷基因的方法，从治疗方面，是将新的遗传物质转移至某个体的细胞内使其获得治疗效果。基因治疗作为疾病治疗的一种新手段，愈来愈受到人们的重视和关注。自1989年Rosenberg首次将基因标记导入黑色素瘤病以后，基因治疗的发展日新月异。而作为基因药物载体的纳米材料主要有金属纳米颗粒、无机非金属纳米颗粒、生物降解性高分子纳米颗粒和生物活性纳米颗粒等。

无论哪种应用，对于生物纳米材料来说，都面临一个共同的问题，即如何精确控制纳米材料的粒度，因为粒度对纳米颗粒的功能有较大的影响。而各种纳米材料的制备方法，无论是物理方法，如真空冷凝法、物理粉碎法、机械球磨法，或是化学方法，如气象沉积法、沉淀法、水热合成法、溶胶凝胶法、微乳液法，都很难获得粒度均一的纳米颗粒。

因此，迫切需要开发一种能够精确控制生物纳米材料的粒度的方法。

与此同时，核酸药物领域也存在如下问题：所述核酸药物是指各种具有不同功能的寡聚核糖核苷酸RNA或寡聚脱氧核糖核苷酸DNA，主要作用于基因水平，在信息传递的上游阶段起作用，高效且通过结合或裂解作用特异地针对致病基因。在信息流的传递过程中，信号逐级放大，一个基因可转录出多个mRNA，一个mRNA又可翻译出多个蛋白质。所以与作用于信息流最终产物-蛋白质相比，核酸药物具有更广泛的应用前景。

核酸药物作为抗病毒药物，以低毒性、不产生抗药性等特点，被广泛应用于临床。由于核酸分子尤其是RNA分子容易被细胞中的各种核酸酶降解，因此，细胞对核酸的摄取效率很低，核酸药物在使用上必须要解决体内传输问题，因而核酸药物的传输一直都是本领域的研究热点。

目前，核酸药物的输送方式主要为以高分子聚合物为载体和以病毒为载体进行的输送，如各种阳离子聚合物、逆转录病毒、慢病毒等。

但是它们仍存在转染效率低和安全性差的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够精确控制粒度的生物纳米材料的制备方法，并且提供由该方法制得的含有核酸药物的生物纳米材料和核酸复合物，该生物纳米材料和核酸复合物具有极高的稳定性，从而同时解决了两个亟待解决的技术难题。

本发明的发明人经过多年的科学研究，发现烟草花叶病毒的组装过程能够人工调控，并且，由于其病毒颗粒为棒状，长度为300nm，直径为18nm，是天然的生物纳米材料，因此，本发明的发明人另辟蹊径，以烟草花叶病毒为模型，进行了以精确控制生物纳米材料粒度为目的的研究，从而完成了本发明。

根据本发明的第一方面，本发明提供一种生物纳米材料的制备方法，其特征在于，该方法包括：选择所需长度的核酸并将该核酸与蛋白进行组装孵育，得到该生物纳米材料，所述核酸能够起始与所述蛋白之间的组装，所述组装孵育的条件使得所述核酸被所述蛋白包裹，从而核酸酶不能通过包裹核酸的蛋白与核酸接触；其中，所述核酸的长度与所述生物纳米材料的粒度之间成线性关系，选择所需长度的核酸的方法包括，根据所需生物纳米材料的粒度确定所需核酸的长度。

根据本发明的第二方面，本发明提供由上述的方法制得的生物纳米材料，其特征在于，该生物纳米材料中的所述核酸为核酸药物。

根据本发明的第三方面，本发明提供一种核酸复合物，该核酸复合物含有载体和负载在载体上的核酸药物，其特征在于，所述载体为蛋白，所述核酸药物被蛋白所包裹，且核酸酶不能通过包裹核酸药物的蛋白与核酸药物接触。