本發明專利技術從納米生物機器人的角度，構建分子馬達驅動的，以血栓抗體為導向的輔助快速溶栓的納米機器人，通過分子馬達在血栓局部的快速旋轉，產生類似于微動力攪拌器的效應，并采用光驅動分子馬達，實現納米生物機器人的可調控性，加快藥物與纖維蛋白的接觸，實現納米生物機器人的生物機械力學效應與藥物酶解作用的協同，加速纖維蛋白溶解。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于納米生物新
，涉及旋轉式ATP馬達構建的光驅動納米機器人 的設計，組裝及在輔助藥物擴散(溶栓)中的應用。
技術介紹
傳統溶栓治療方法包括藥物溶栓、器械輔助溶栓。在急性心肌梗死的搶救治療中， 溶栓治療是快速恢復心肌血流的有效方法，早期使用溶栓劑治療可使急性心肌梗塞患者的 病死率降低30% [FEBS. Lett. 2005,579(15) :3303-3309]。目前溶栓藥物中效果較好的是 重組組織型纖溶酶原激活劑(rt-PA)，該藥的主要優點是與纖維蛋白的親和力很高，溶栓速 度快；缺點是易被肝臟清除，半衰期短(4分鐘-5分鐘)，需要持續靜脈滴注，因而用藥劑量 大、價格昂貴(高達4000-5000元/治療單位劑量)，當劑量超過150mg時，可因導致血小板 聚集而誘發再栓塞、顱內出血等并發癥[N.Engl. J.Med. ，1995,333(24) :1581-1587.]。 器械輔助溶栓方面，介入治療引人關注[Nat. Clin.Pract. Neurol. 2007， 3(1): 45-53.]，隨著Greenf iedl首次運用靜脈切開導管介入技術治療肺栓塞，近年來介入技術 逐漸進入血管栓塞的治療領域。在心血管疾病的介入治療中，通過在股靜脈處開一個小口 ， 插入中空的導絲，在X光機、核磁共振儀等成像設備的導引下，通過體外操縱導絲到達血管 栓塞或狹窄部位，導絲前端可配置球囊、機械穿剌碎栓、血管內膜旋切和旋磨裝置，對血栓 或狹窄的血管內膜進行治療，其特點是創傷小、安全可靠，對其適應癥療效明顯。但由于傳 統加工技術在器件尺寸方面固有的局限，因此在導絲前端的可配置器件的設計原理、尺寸 大小、動力學特性等方面存在著難以突破的技術障礙，介入治療的應用范圍僅局限于相對 較大的血管，技術本身存在一些局限性，例如機械碎栓過程中會產生大量的血栓碎片，其在 血管內的四散可能引發其他部位的小血管栓塞，盡管目前在碎栓的同時采取了吸栓的相應 措施，但實際尚需進一步完善；而血管內膜旋切和旋磨裝置在治療過程中，可能會導致血管 內膜的損傷，從而導致血栓的原位再形成，限制了該技術在臨床上的進一步應用。因此美國 醫學會規定rt-pA是目前唯一許可的溶栓治療措施。
技術實現思路
本專利技術從納米生物機器人的角度，構建分子馬達驅動的，以血栓抗體為導向的輔 助快速溶栓的納米機器人，通過分子馬達在血栓局部的快速旋轉，產生類似于微動力攪拌 器的效應，并采用光驅動分子馬達，實現納米生物機器人的可調控性，加快藥物與纖維蛋白 的接觸，實現納米生物機器人的生物機械力學效應與藥物酶解作用的協同，加速纖維蛋白 溶解。具體地，本專利技術提供以下各項 1. —種納米生物機器人，其包括載色體，該載色體上含有分子馬達F。F「ATPase， 其中所述F。F「ATPase不含S亞基，并且所述F。F「ATPase的a或|3亞基上連接有納米蛋 白粒子。3 2.根據以上1的納米生物機器人，其中所述a或|3亞基是經由抗a或|3亞基 抗體與所述納米蛋白粒子連接，其中所述抗a或P亞基抗體是多克隆抗體或單克隆抗體。 3.根據以上2的納米生物機器人，其中所述抗a或|3亞基抗體是通過生物素-鏈 酶抗生物素_生物素與所述納米蛋白粒子連接。 4.根據以上1的納米生物機器人，其中所述納米蛋白粒子的粒徑在10nm至lOOnm 范圍內，優選在20nm至50nm范圍內。 5.根據以上1的納米生物機器人，其中所述納米蛋白粒子進一步與一個DNA片段 連接。在一個實施方案中，一個納米蛋白粒子上的DNA片段與另一個納米蛋白粒子上的DNA 片段互補(或部分互補)結合，由此抑制納米蛋白粒子的運動(旋轉)。 6.根據以上1的納米生物機器人，其中所述納米蛋白粒子進一步與一個DNA片段 連接，所述DNA片段與另一個DNA片段在該另一個DNA片段的5'或3'端互補結合，所述另 一個DNA片段的5'和3'端的序列分別與所述納米蛋白粒子上的所述DNA片段互補。在一 個實施方案中，納米蛋白粒子上的所述DNA片段與另一個游離DNA片段(部分或完全)互 補結合，該游離DNA的5'和3'末端分別可以與相鄰的兩個納米生物機器人上的納米蛋白 粒子上的DNA片段(部分或完全)互補結合，由此抑制納米蛋白粒子的運動(旋轉)。 7.根據以上1的納米生物機器人，其中所述載色體進一步與導向分子連接。 8.根據以上7的納米生物機器人，其中所述導向分子是抗體或核酸，優選所述導 向分子是纖維蛋白原抗體，該纖維蛋白原抗體是多克隆抗體或單克隆抗體、或人工抗體、或 重組抗體。 9.根據以上8的納米生物機器人，其中所述纖維蛋白原抗體是纖維蛋白原多抗， 并且通過生物素_鏈酶抗生物素_連接脂質的生物素與所述載色體連接。 10.根據以上1-9任一項所述的納米生物機器人在制備輔助藥物中的應用，所述 輔助藥物用于促進活性藥物在目標區域的擴散。 本專利技術還提供應用于疾病治療的納米生物機器人的構建方法，該方法包括如下步 驟 (1)載色體(chromatophores)的制備 培養光合作用細菌(R. C即sulatus 120，(保藏號1. 2359)商購于中科院微生物所 細胞庫)。培養基KH2P04， 1. Og， MgCl20. 5g， CaCl2，0. lg， NaCll. Og，醋酸鈉1. Og，琥珀酸鈉 lg，酵母膏，1. 0g，NaHC030 . 5g，蛋白胨0. 5g(0X0ID英國)，微量元素1. Oml，維生素液1. Oml， 蒸餾水1.0L，pH 6.8，8磅，高壓滅菌30分鐘。維生素液成分生物素0. lg(進口分裝)， 煙酸0. 35g，煙酸硫胺素(Thiamine dichloride) 0. 3g，泛酸牽丐(Ca-panthothenate) 0. lg， 維生素B12(Vitamin B12，0. 05g，鹽酸妣多胺(PyridoxoliumHydrochloride， Fluka)O.lg， 蒸餾水1. OL ;微量元素成分FeCl2 4H20 1. 8g ;CoCl2 6H20 0. 25g ;NiCl2 6H20，0. Olg ; CuCl2 2H20 0. Olg， MnCl2 4H200. 07g ;ZnCl2 0. lg， B3P04 0. 5g， Na2Se03 5H20 0. Olg， NaMo04 H20 0. 03g，蒸餾水1. OL)溫度30_35°C。收獲細菌的培養溫度為28°C，在光照 (4，000Lx)下培養5-7天，5000g離心收集。載色體(Chromatophores)的提取樣品用TS 緩沖液(50mM，Tricine(三(羥甲基)甲基甘氨酸，Amresco進口分裝)pH 8. O，O. 25M蔗糖； 5mM MgCl2)洗滌一次，然后再加入15ml的TS緩沖液，懸浮后，加入lmg/ml的溶菌酶(Sigma 分裝)，在冰中孵育30分鐘，超聲(20X振幅，Cole Parmer CPX 600超聲儀13#探頭)10分4鐘，25， 000g離心30分鐘，保留上清，再將上清180， OOOg在fC離心90分鐘，沉淀為載色體 (Chromatophores)。此復合本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種納米生物機器人，其包括載色體，該載色體上含有分子馬達Ｆ↓［０］Ｆ↓［１］－ＡＴＰａｓｅ，其中所述Ｆ↓［０］Ｆ↓［１］－ＡＴＰａｓｅ不含δ亞基，并且所述Ｆ↓［０］Ｆ↓［１］－ＡＴＰａｓｅ的α或β亞基上連接有納米蛋白粒子。
【技術特征摘要】
一種納米生物機器人，其包括載色體，該載色體上含有分子馬達F0F1-ATPase，其中所述F0F1-ATPase不含δ亞基，并且所述F0F1-ATPase的α或β亞基上連接有納米蛋白粒子。2. 根據權利要求1的納米生物機器人，其中所述a或|3亞基是經由抗a或|3亞基 抗體與所述納米蛋白粒子連接，其中所述抗a或P亞基抗體是多克隆抗體或單克隆抗體。3. 根據權利要求2的納米生物機器人，其中所述抗a或|3亞基抗體是通過生物素-鏈 酶抗生物素_生物素與所述納米蛋白粒子連接。4. 根據權利要求1的納米生物機器人，其中所述納米蛋白粒子的粒徑在10nm至100nm 范圍內，優選在20nm至50nm范圍內。5. 根據權利要求1的納米生物機器人，其中所述納米蛋白粒子進一步與一個DNA片段 連接。6. 根...
【專利技術屬性】
技術研發人員：樂加昌，陶寧，張先恩，李峰，
申請(專利權)人：中國科學院生物物理研究所，中國科學院武漢病毒研究所，
類型：發明
國別省市：11[中國|北京]
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