[发明专利]一种超分子组装体及其制备和形貌调控方法

说明书

本发明提供了一种基于聚乙二醇‑b‑聚‑L‑赖氨酸和聚脂肪醚树状分子‑b‑DNA杂化体的超分子组装体及其制备方法，并通过改变超分子组装体中聚乙二醇‑b‑聚‑L‑赖氨酸和聚脂肪醚树状分子‑b‑DNA杂化体的电荷比例关系实现了对于超分子组装体的形貌调控，从而为超分子组装结构的性质与组装机理研究拓展了新的思路，并使进一步拓宽超分子材料的应用领域成为可能。

技术领域

本申请属于超分子技术领域，涉及生物大分子与有机高分子相结合而形成的生物-有机杂化结构，具体地涉及一种超分子组装体及其制备和形貌调控方法。

背景技术

近年来，将生物大分子与有机高分子相结合而形成的生物-有机两嵌段杂化结构成为高分子材料领域一类新的研究热点，这类杂化材料由于可以保持两嵌段中每一嵌段各自的性质，使它们在溶液中往往会表现出多样的自组装行为，同时，其中的生物大分子嵌段还能保持生物大分子所特有的生物学性质，使其在生物纳米技术和药物运输等方面具有广泛的应用前景。特别是由核酸(DNA)与合成高分子相结合而形成的DNA-合成高分子嵌段共聚物，由于DNA嵌段在构筑纳米自组装结构过程中所表现出来的可控的二级结构、精确的识别性质以及多样的刺激响应性等特点，使得“DNA-合成高分子杂化共聚物”在生物材料和分子检测等领域具有广阔的应用前景。

利用简单高效的方法构建结构可控、性能稳定、生物相容并可降解的功能材料，是目前材料科学的一个重要发展方向。其中，基于非共价弱相互作用力的超分子材料，由于能够充分利用大量已合成的或天然存在的各种分子及其聚集体作为基本构造单元，具有原料来源的广泛性、构建过程的可逆性和组装结构的有序性等特点，受到研究人员的广泛关注。超分子材料的发展不仅能够极大地简化功能材料的构筑方法，还能拓展功能材料的应用领域。而在各种超分子非共价作用力当中，静电作用比之氢键、金属配体螯合作用、主客体作用等具有诸多优势：通过静电结合的方法可能制出通过普通合成方法难以制备出来的嵌段共聚物；末端带有正电或负电功能基团的聚合物能够通过自由基聚合时的链转移反应比较容易地获得，而不需要复杂繁琐的离子或可控自由基聚合物反应操作；静电作用在生物体系中极为普遍，故其毒性更低；更为重要的是，静电相互作用由于其良好的响应性与可逆性，使基于静电作用的自组装体系具有很好的动态可控性。因此，分子间的静电作用是构筑超分子自组装结构的重要非共价驱动力，通过静电作用制备的超分子组装体更可能实现形貌调控进而实现功能可控，并进一步拓展超分子材料的应用领域，然而目前并未有关于超分子组装体形貌调控方法的确切报道。

发明内容

本发明的一个目的在于针对现有技术的不足，利用聚氨基酸与DNA之间的静电作用为主的非共价相互作用，提供一种超分子组装体及其制备方法。

本发明的另一个目的在于提供一种超分子组装体的形貌调控方法，其可以有效地对上述超分子组装体的形貌进行调控。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

在本发明的一方面，提供一种超分子组装体，其为基于聚乙二醇-b-聚-L-赖氨酸(PEG-b-PLL)和聚脂肪醚树状分子-DNA杂化体的超分子组装体。

本发明所述的聚乙二醇-b-聚-L-赖氨酸(PEG-b-PLL)由单甲氧基聚乙二醇伯胺(mPEG-NH₂)和L-赖氨酸-N-羧基-环内酸酐(Lys(Z)-NCA)合成。

优选的，所述单甲氧基聚乙二醇伯胺(mPEG-NH₂)的M_n＝2000g/mol。

优选的，所述L-赖氨酸-N-羧基-环内酸酐(Lys(Z)-NCA)按照如下方法合成：将L-赖氨酸(H-Lys(Z)-OH)和当量20％过量的三光气，于四氢呋喃(THF)溶剂中50℃反应至澄清后再反应1h，即转化成L-赖氨酸-N-羧基-环内酸酐(NCA)。