一种制备聚多巴胺纳米纤维的方法

本发明属于有机复合材料，具体涉及一种制备聚多巴胺纳米纤维的方法。

背景技术：

1、利用抗原抗体之间的特异性识别结合，以及酶联二抗催化显色底物沉积的免疫组织化学(ihc)技术已被广泛用于蛋白质原位染色分析。ihc技术依靠一抗对靶标蛋白的识别，引入过氧化物酶(hrp)偶联二抗，催化3,3’-二氨基联苯胺(dab)的氧化，使其沉积在细胞膜表面，从而对目标蛋白进行显色。然而，免疫组化只能评估蛋白质的表达水平，不能反应蛋白之间的相互作用和聚集状态，不利于个性化治疗的实施。

2、核酸适配体是通过体外富集筛选得到的蛋白质高特异性亲和核酸序列，因其与靶标物质的结合能力可与抗体媲美，被称作“化学抗体”。基于dna碱基之间的互补配对原则，可以设计组装复杂的二维、三维dna结构，进而开发出具有特定功能的dna逻辑门纳米器件。通过dna逻辑门纳米器件整合两个或多个核酸适配体，可以将核酸适配体对不同蛋白质靶标的识别信息转换为串联或并联输出信号，从而对细胞膜表面的蛋白质相互作用进行识别(j.am.chem.soc.2018,140(31),9793-9796；chem.rev.2021,121(22),13797-13868)。此外，在dna逻辑门器件中引入g-四链体/hemin，利用其hrp仿酶活性对显色底物的催化，可以将识别信号转换为显色信息(angew.chem.,int.ed.2021,60(40),21673-21678.)。然而，显色产物在溶液中的随机扩散使其输出信号只能代表靶标蛋白的表达水平，而无法对靶标进行原位分析。

3、g-四链体是由g-四分体平面通过π-π堆积形成的四股螺旋核酸结构，每一层的g-四分体是由4个鸟嘌呤核苷酸通过hoogteen氢键连接而成。申请号为cn2021106103891，发明名称为“一种新型半醌自由基纳米材料及其制备方法与应用”的专利公开了一种将含有连续g序列的核酸退火复性，得到含g-四链体的水溶液，然后再在该水溶液中加入血红素得到g-四链体/hemin复合物的方法。该专利发现部分聚多巴胺可以通过π-π堆积插入g-四分体的π平面之间，剩余的聚多巴胺则可以将g-四链体粘附在一起。由于g-四链体之间存在静电斥力，因此g-四链体无法纵向堆叠，最终横向排列形成纳米片形貌的聚合物。如果只是将g-四链体/hemin复合物引入dna逻辑门器件中，利用聚多巴胺在g-四链体上的附着作为显色剂，则会存在催化位点少，显色程度低的问题，不利于染色结果的观察。

4、综上所述，有必要提出一种新的方法和策略，以弥补现有技术方案的不足。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的在于提供一种制备聚多巴胺纳米纤维的方法，具体技术方案如下。

2、一种制备聚多巴胺纳米纤维的方法，包括以下步骤：

3、步骤1：将触发序列与发夹序列在溶液中共孵育，使所有序列发生杂交链式反应得到在dna纳米线上具有多个交错排列的g-四链体(简称g4)结构的g4纳米线，所述发夹序列包括第1发夹序列、第2发夹序列和第3发夹序列；所述第1发夹序列的核苷酸如seq id no.2所示，所述第2发夹序列的核苷酸如seq id no.3所示，所述第3发夹序列的核苷酸如seq idno.4所示，所述触发序列包括第1触发序列或第2触发序列；

4、步骤2：将步骤1得到的所述g4纳米线与血红素共孵育(通常是室温下)得到g4纳米线/hemin复合物；

5、步骤3：将步骤2得到的所述g4纳米线/hemin复合物与多巴胺水溶液混合，并加入h2o2，所述g4纳米线/hemin复合物在h2o2作用下将多巴胺催化氧化为聚多巴胺，所述聚多巴胺形成过程中产生的寡聚体可以与所述g-四链体结构中具有的g-四分体发生π-π堆积相互作用，使所述聚多巴胺在每个所述g-四链体上氧化沉积得到所述聚多巴胺纳米纤维。

6、优选的，触发序列与发夹序列通常在自组装缓冲液中共孵育，所述自组装缓冲液的成分包括20mm tris、200mm nacl、2mm mgcl2和20mm kcl，ph为中性。

7、进一步，所述第1触发序列的核苷酸如seq id no.1所示；所述第2触发序列的核苷酸如seq id no.5所示。

8、进一步，所述第1发夹序列的核酸浓度为10-100nm。

9、进一步，所述第2发夹序列的核酸浓度为1-10μm。

10、进一步，所述第3发夹序列的核酸浓度为1-10μm。

11、进一步，所述g4纳米线/hemin复合物与多巴胺的质量比为0.1:1～1:1。

12、所述h2o2的浓度范围为0.1-1m。

13、进一步，所述第1触发序列与所述发夹序列的摩尔比为1：10、1：20、1：40、1：80、1：120或1：200。

14、上述方法制备得到的聚多巴胺纳米纤维在细胞表面蛋白原位染色中的应用，该聚多巴胺纳米纤维上具有多个氧化沉积了聚多巴胺的催化位点，这些催化位点上的聚多巴胺可作为显色剂对靶标蛋白二聚体进行显色(每个催化位点上的聚多巴胺可作为一个显色剂)。

15、优选的，所述催化位点上的聚多巴胺特别适用于作为显色剂对低丰度靶标蛋白二聚体进行显色。

16、有益技术效果

17、本发明提供了一种制备聚多巴胺纤维的方法。本发明方法首先通过自主合成的触发序列与发夹序列在特定条件和环境下发生杂交链式反应，得到一种g4纳米线。在该g4纳米线上有多个交错排列的g-四链体。随后，进一步合成g4纳米线/hemin复合物。最后，再将该g4纳米线/hemin复合物与多巴胺在过氧化氢存在的条件下反应，由多巴胺氧化得到的聚多巴胺会在每个g-四链体上氧化沉积，因此通过控制反应时间和各物质比例，最终得到符合形貌要求的聚多巴胺纳米纤维。本发明实验人员发现，在混合物搅拌10h后，形成的聚多巴胺纳米纤维形貌不会再发生变化。

18、由本发明方法制备得到的聚多巴胺纳米纤维上具有多个氧化沉积了聚多巴胺的催化位点，这些催化位点上的聚多巴胺可作为显色剂对靶标蛋白二聚体进行显色。

技术特征：

1.一种制备聚多巴胺纳米纤维的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第1触发序列的核苷酸如seq id no.1所示。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第2触发序列的核苷酸如seq id no.5所示。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第1发夹序列的核酸浓度为10-100nm。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第2发夹序列的核酸浓度为1-10μm。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第3发夹序列的核酸浓度为1-10μm。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述g4纳米线/hemin复合物与多巴胺的质量比为0.1:1～1:1。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述h2o2的浓度范围为0.1-1m。

9.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第1触发序列与所述发夹序列的摩尔比为1：10、1：20、1：40、1：80、1：120或1：200。

技术总结本发明属于有机复合材料技术领域，具体涉及一种制备聚多巴胺纳米纤维的方法。本发明方法将触发序列与发夹序列在溶液中共孵育，使所有序列发生杂交链式反应得到在DNA纳米线上具有多个交错排列的G‑四链体结构的G4纳米线，该G4纳米线与血红素反应得到G4纳米线/Hemin复合物，最后催化氧化多巴胺得到聚多巴胺纳米纤维。技术研发人员：张蓉,王振强,李国兵,黄景彬,许汝福,赖文静,秦铭受保护的技术使用者：中国人民解放军陆军军医大学第二附属医院技术研发日：技术公布日：2024/6/11