[发明专利]一类具有超大笼结构的介孔晶态材料提取核酸的应用

说明书

本发明涉及MOF材料的应用的技术领域，具体涉及一类具有超大笼结构的介孔晶态材料提取核酸的应用，对核酸进行吸附，吸附完成后，反应体系离心，将MOF材料和溶液分开，其中核酸分子被吸附在MOF孔道中，位于下层沉淀中；将以4‑吡唑羧酸的结构进行轴向延伸得到链长递增的有机配体、金属盐、铜盐溶于有机溶剂中，然后在一定温度下进行反应，反应结束后生成具有同拓扑结构的固体产物，通过分离、洗涤后进行干燥活化，得到一类具有超大笼结构的介孔MOFs材料。本发明制备出一系列具有超大孔结构的MOF材料，孔径大小的MOF材料。

技术领域

本发明涉及MOF材料的应用的技术领域，具体涉及一类具有超大笼结构的介孔晶态材料提取核酸的应用。

背景技术

核酸作为一类重要的生物大分子，在生物医药领域具有非凡的应用潜力与价值，但是这些生物分子的高效负载以及保护仍存在巨大的困难。金属有机框架材料由于其具有孔径可调，孔道化学环境可修饰等特点，可实现对核酸分子的负载与分离，应用于基因治疗与诊断领域。而目前大多数MOF受限于孔径大小，难以实现核酸分子的精确进孔，大多为在MOF表面吸附或与MOF颗粒表面官能团进行共价结合，实现MOF的吸附。此外则是在MOF形成过程中加入核酸分子，通过共沉淀实现核酸分子的封装，以上方法均未利用到MOF的孔道结构(Chem.Eng.J.,2022,428,131118)。而利用孔道结构进行负载的核酸分子均为短链结构，长度小于100nt(Nat.Commun.,2018,9,1293；J.Am.Chem.Soc.,2020,142,5049)本发明使用具有较大孔径的介孔MOF实现对长链核酸分子(＞100nt)的高效负载，并具有较强的核酸提取能力。

发明内容

本发明的目的在于提供一类具有超大笼结构的介孔晶态材料提取核酸的应用，应用于较大核酸分子的提取领域并且达到完全将核酸分子从水溶液中提取出来，这种提取方法具有易操作，普适性强。

本发明实现目的所采用的方案是：一类具有超大笼结构的介孔晶态材料提取核酸的应用，采用MOF-929或MOF-939，对核酸进行吸附，吸附完成后，反应体系离心，将MOF材料和溶液分开，其中核酸分子被吸附在MOF孔道中，位于下层沉淀中；

所述MOF-929或MOF-939采用以下方法制备：将以4-吡唑羧酸的结构进行轴向延伸得到链长递增的有机配体、金属盐、铜盐溶于有机溶剂中，然后在一定温度下进行反应，反应结束后生成具有同拓扑结构的固体产物，通过分离、洗涤后进行干燥活化，得到一类具有超大笼结构的介孔MOFs材料MOF-929和MOF-939。

优选地，所述MOF-929的晶体结构具有内径为6.9±0.6和8.5±0.6nm的笼型结构和轴长为17.4nm的立方晶胞；所述MOF-939的晶体结构具有内径为9.3±0.6和11.4±0.6nm的笼型结构和轴长为22.8nm的立方晶胞。

优选地，所述核酸为分子长度为60-1000bp的DNA、total RNA和长度为2000-4000bp的质粒中的至少一种。

优选地，所核酸吸附过程为：将MOF材料与核酸分子混合在50-200mM、pH为5-7的钾盐水溶液中，在20-37℃下振荡5-60min进行吸附。

优选地，所述有机配体为以下式Ⅰ-式Ⅴ中的任意一种：

优选地，当有机配体为式Ⅰ-式Ⅳ中的至少一种时，合成的MOFs材料为MOF-929；当有机配体为式Ⅴ时，合成的MOFs材料为MOF-939。

优选地，所述金属盐为钪盐、铁盐、铝盐、钒盐、铟盐中的至少一种，所述金属盐为金属的硝酸盐、氯盐、硫酸盐、乙酸盐中的至少一种，所述铜盐为铜的硝酸盐、氯盐、硫酸盐、乙酸盐中的至少一种。

优选地，所述金属盐、铜盐、有机配体的摩尔比为(0.035～0.072)：(0.09～0.231)：(0.039～0.098)。