纳米囊泡反应器及其制备方法与流程

本发明涉及一种纳米囊泡反应器和产生该纳米囊泡反应器的方法，更具体地，涉及一种使用被修饰的纳米囊泡容易地控制活细胞内发生的化学反应的纳米囊泡反应器。

背景技术：

1、通过体内的物质或能量的移动来维持生命活动。体内化学反应通过细胞的细胞器或细胞核结构的存在来控制，细胞用于容纳负责体内各种催化反应的酶或辅因子。最近，已经在研究试图通过人工合成细胞器来模拟生物催化反应。

2、细胞器可以说是细胞的器官，并且其具体示例包括细胞内的负责细胞呼吸的线粒体和负责消化系统的溶酶体。囊泡是由脂肪双层包围并与细胞质区分开的细胞器，并且负责储存、运输或消化细胞的产物、副产物和排泄物。

3、细胞器被分成进行复杂生化反应的微观空间，并且在这些空间内，存在执行重要细胞功能的各种酶。在它们当中，外泌体是由细胞分泌的具有50nm至200nm的直径的细胞外囊泡，并且已知用作细胞之间信号传递的载体。外泌体具有诸如蛋白质、脂肪、rna和生长因子的关于亲本细胞的各种信息，使得它可以用作疾病的诊断标志物，并且由于其生物相容性特性，正在积极进行用作药物递送系统的研究。然而，尽管已经积极进行了对外泌体的组成和功能的研究，但因为外泌体含有包括蛋白质、基因和核酸的大量生物标志物，所以分离和纯化外泌体的技术仍然存在限制。

4、此外，必须考虑诸如细胞内传质效率、稳定性和生物相容性的因素，以将诸如外泌体的人工细胞器应用于活细胞。

技术实现思路

1、技术问题

2、因此，本发明的目的是提供一种纳米囊泡反应器，该纳米囊泡反应器能够使用纳米囊泡的修饰和融合来控制细胞的功能，以解决需要更稳定和有效的将细胞内物质递送至活细胞的方法的技术问题。

3、根据本发明的实施例，该目的是提供一种能够使用纳米反应器平台技术在细胞内产生能量的纳米囊泡反应器。

4、根据本发明的实施例，该目的是提供一种使用融合的纳米囊泡的有效药物递送系统。

5、技术方案

6、为了解决上述技术问题，本发明提供了一种用于产生纳米囊泡反应器的组合物，该组合物包括在其表面上含有第一受体的第一囊泡和在其表面上含有第二受体的第二囊泡，其中，第一受体和第二受体通过配体体系彼此结合，使得第一囊泡和第二囊泡融合以形成纳米囊泡反应器。

7、在本发明的实施例中，第一受体和第二受体可以彼此独立地选自由cd9、cd63、cd81、cd82、cd147、cd107a、cd151、cd13、cd26、itga3、itga6、itgb1、itgb4、adam10、cd31b、egfr、epcam、hsp70、hsp9、psma和psa组成的组。

8、在本发明的实施例中，配体体系可以含有配位键合化合物。

9、在本发明的实施例中，配位键合化合物可以是含有极性取代基的芳香族化合物。

10、在本发明的实施例中，极性取代基可以包括羟基基团或羧酸基团。

11、在本发明的实施例中，配体体系还可以与多价金属离子形成超分子复合体。

12、在本发明的实施例中，第一囊泡和第二囊泡可以是细胞外囊泡。

13、在本发明的实施例中，第一囊泡和第二囊泡可以含有彼此不同的酶。

14、在本发明的实施例中，第一囊泡和第二囊泡可以具有10nm至1000nm的平均直径。

15、此外，本发明提供了一种含有纳米反应器的乳剂，乳剂在乳剂内的水相中包括上述用于产生纳米囊泡反应器的组合物。

16、在本发明的实施例中，乳剂可以具有2μm至100μm的平均直径。

17、此外，本发明提供了一种其中含有上述纳米囊泡反应器的细胞。

18、在本发明的实施例中，纳米囊泡反应器可以用于产生能量。

19、在本发明的实施例中，包含在纳米囊泡反应器中的第一囊泡可以包括atp合酶，并且第二囊泡可以包括bo3氧化酶。

20、在本发明的实施例中，纳米囊泡反应器还可以包括药物。

21、另外，本发明提供了一种用于产生纳米囊泡反应器的方法，该方法包括以下步骤：

22、(s1)制备在囊泡的表面上含有第一受体的第一囊泡溶液；(s2)制备在囊泡的表面上含有第二受体的第二囊泡溶液；(s3)通过混合第一囊泡溶液和第二囊泡溶液来制备混合溶液；以及(s4)将混合溶液与多价金属离子混合以使第一囊泡和第二囊泡融合。

23、在本发明的实施例中，步骤(s1)中的第一囊泡溶液和步骤(s2)中的第二囊泡溶液还可以包括彼此独立地用配位键合化合物处理它们的步骤。

24、有益效果

25、本发明提供了一种具有通过细胞外囊泡的重编程产生细胞能量的能力的人工细胞器，细胞外囊泡大体上用作活细胞之间的信息载体。该细胞器一旦被引入到细胞内就表现出稳定性并且可以深入渗透到组织中，其被确立为特别有价值的药物递送系统。

26、根据本发明的实施例，atp可以在细胞内直接合成并深入递送到缺乏能量供应的患病细胞内，从而供应的能量可以修复受损细胞。

27、根据本发明的实施例，由于纳米囊泡反应器还可以包括药物，因此其可以用作有效的药物递送系统。

技术特征：

1.一种用于产生纳米囊泡反应器的组合物，其特征在于，所述用于产生纳米囊泡反应器的组合物包括第一囊泡和第二囊泡，所述第一囊泡在其表面上含有第一受体，所述第二囊泡在其表面上含有第二受体，其中，所述第一受体和所述第二受体通过配体体系彼此结合，使得所述第一囊泡和所述第二囊泡融合以形成所述纳米囊泡反应器。

2.根据权利要求1所述的用于产生纳米囊泡反应器的组合物，

3.根据权利要求1所述的用于产生纳米囊泡反应器的组合物，

4.根据权利要求3所述的用于产生纳米囊泡反应器的组合物，

5.根据权利要求4所述的用于产生纳米囊泡反应器的组合物，

6.根据权利要求1所述的用于产生纳米囊泡反应器的组合物，

7.根据权利要求1所述的用于产生纳米囊泡反应器的组合物，

8.根据权利要求1所述的用于产生纳米囊泡反应器的组合物，

9.根据权利要求1所述的用于产生纳米囊泡反应器的组合物，

10.一种含有纳米囊泡反应器的乳剂，所述含有纳米囊泡反应器的乳剂在所述乳剂内的水相中包括根据权利要求1所述的用于产生纳米囊泡反应器的组合物。

11.根据权利要求10所述的含有纳米囊泡反应器的乳剂，

12.一种细胞，所述细胞包括根据权利要求1所述的纳米囊泡反应器。

13.根据权利要求12所述的细胞，

14.根据权利要求12所述的细胞，

15.根据权利要求12所述的细胞，

16.一种用于产生纳米囊泡反应器的方法，所述方法包括以下步骤：

17.根据权利要求16所述的用于产生纳米囊泡反应器的方法，

技术总结
本发明涉及一种纳米囊泡反应器及其制造方法，具体地，提供了一种用于制造纳米囊泡反应器的组合物及其制造方法，其中，该组合物包括在其表面上含有第一受体的第一囊泡和在其表面上含有第二受体的第二囊泡，并且第一受体和第二受体经由配体体系彼此结合使得第一囊泡融合到第二囊泡以形成纳米囊泡反应器，由此纳米囊泡反应器可以通过细胞酶促反应用于细胞能量产生、药物递送系统和诊断系统。

技术研发人员：赵允卿,苏米特·库马尔
受保护的技术使用者：基础科学研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/2/1