[发明专利]L-核酸水凝胶

说明书

本发明提供一种水凝胶及其制备方法和用途。所述水凝胶包含：支架单元，该支架单元包含支架核心和与所述支架核心结合的至少三个单链L‑核酸，每个单链L‑核酸具备至少一个支架粘性末端；交联单元，该交联单元包含交联核心和与所述交联核心结合的至少两个单链L‑核酸，每个单链L‑核酸具备至少一个交联粘性末端；以及水性介质；所述支架单元与所述交联单元通过所述支架粘性末端与所述交联粘性末端以碱基互补配对的方式交联，从而形成三维空间网络结构。

技术领域

本发明涉及生物技术领域，具体地涉及核酸水凝胶，特别是L-核酸水凝胶、其制备方法以及其用途。

背景技术

水凝胶是一种由亲水性大分子通过化学或物理方法交联形成的含水量极高的三维网络结构。水凝胶具有制备简单、设计灵活、生物相容性好以及来源广泛等优点，已经被广泛应用于细胞培养、药物递送、组织修复等生物医学领域。水凝胶具有良好的渗透性和优异的缓释效果，因此可以作为各种治疗药物的优良载体而在机体中产生长时间的治疗效果。

自Seeman等于1982年设计并合成了人工的DNA纳米结构以来，由于核酸分子的可操作性、多样性和多功能性等优点，已经设计合成了多种核酸纳米材料。核酸水凝胶是这些材料中的突出代表。采用核酸制造水凝胶，将水凝胶的骨架功能与核酸的生物功能相结合，在包括药物运载和缓释、蛋白质生产和免疫调控等多个生物医学领域中具有广泛的应用。

虽然核酸水凝胶已基本上可以实现宏量制备，而且其应用前景也越来越广泛，但由于天然环境下(例如人体内)存在多种降解核酸的酶，核酸水凝胶在稳定性方面还存在一定程度的不足，这对于核酸水凝胶在药物运载与缓释疫苗组合物制备、蛋白质生产以及干细胞培养等领域中的应用会产生较大的影响。

因此，在具有高稳定性的水凝胶方面有着巨大的需求，以便进一步开展水凝胶在多个生物医学领域的应用。

发明内容

鉴于上述现有技术中存在的问题，本发明提供了如下的技术方案：

第一方面，本发明涉及一种核酸水凝胶，具体涉及如下各项：

1.一种水凝胶，其包含：

支架单元，该支架单元包含支架核心和与所述支架核心结合的至少三个单链L-核酸，每个单链L-核酸具备至少一个支架粘性末端；

交联单元，该交联单元包含交联核心和与所述交联核心结合的至少两个单链L-核酸，每个单链L-核酸具备至少一个交联粘性末端；以及

水性介质；

其中所述支架单元与所述交联单元通过所述支架粘性末端与所述交联粘性末端以碱基互补配对的方式交联而形成三维空间网络结构。

2.根据项1所述的水凝胶，其中所述支架单元与所述交联单元在生理条件下处于稳定交联状态。

3.根据项1-2中任一项所述的水凝胶，其中所述支架核心或交联核心选自下组：核酸、多肽、蛋白、高分子和纳米颗粒。

4.根据项3所述的水凝胶，其中：

所述核酸为L-核酸或D-核酸，优选L-DNA或D-DNA；

所述高分子为两亲性高分子，优选PLA、PLGA和PEG；和

所述纳米颗粒选自下组：量子点、Fe₂O₃、Si、SiO₂、Au和Ag。

5.根据项1-4中任一项所述的水凝胶，其中所述单链L-核酸选自下组：单链L-DNA、单链L-RNA、单链L-PNA和单链L-锁核酸。

6.根据项1-5中任一项所述的水凝胶，其中所述支架粘性末端或交联粘性末端的长度为4nt以上，优选4-30nt，更优选4-20nt，还更优选4-10nt，最优选4-8nt。