RU2293766C2 - Method for production of supramolecular composites - Google Patents

Method for production of supramolecular composites Download PDF

Info

Publication number
RU2293766C2
RU2293766C2 RU2005110818/13A RU2005110818A RU2293766C2 RU 2293766 C2 RU2293766 C2 RU 2293766C2 RU 2005110818/13 A RU2005110818/13 A RU 2005110818/13A RU 2005110818 A RU2005110818 A RU 2005110818A RU 2293766 C2 RU2293766 C2 RU 2293766C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
dna
amphiphilic
substance
molecules
formative
Prior art date
Application number
RU2005110818/13A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2005110818A (en
Inventor
бин Дмитрий Геннадьевич Дер (RU)
Дмитрий Геннадьевич Дерябин
Ольга Константиновна Давыдова (RU)
Ольга Константиновна Давыдова
Original Assignee
Дмитрий Геннадьевич Дерябин
Ольга Константиновна Давыдова
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Дмитрий Геннадьевич Дерябин, Ольга Константиновна Давыдова filed Critical Дмитрий Геннадьевич Дерябин
Priority to RU2005110818/13A priority Critical patent/RU2293766C2/en
Publication of RU2005110818A publication Critical patent/RU2005110818A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2293766C2 publication Critical patent/RU2293766C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Medicines That Contain Protein Lipid Enzymes And Other Medicines (AREA)
  • Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)
  • Saccharide Compounds (AREA)

Abstract

FIELD: biotechnology, nanotechnology, bioengineering, .
SUBSTANCE: claimed method includes interaction of double-stranded DNA molecules with amphiphIlic shape-forming agent of general formula
Figure 00000002
followed by incubation of obtained mixture at temperature of about phase transfer temperature of amphiphilic shape-forming agent. Molar ratio of shape-forming agent/DNA (based on nucleotides) is 1:1.
EFFECT: high ordered supramolecular composites; prolonged maintaining of DNA native structure and physical and chemical characteristics.

Description

Область техники, к которой относится изобретение.The technical field to which the invention relates.

Изобретение относится к области биотехнологии и нанотехнологии, а именно к способам создания надмолекулярных композитов, характеризующихся упорядоченным расположением входящих в них биополимеров.The invention relates to the field of biotechnology and nanotechnology, and in particular to methods for creating supramolecular composites characterized by an ordered arrangement of their biopolymers.

В частности, изобретение предназначено для создания надмолекулярных композитов, представляющих из себя упорядочение расположенные молекулы дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК).In particular, the invention is intended to create supramolecular composites, which are an ordering of located molecules of deoxyribonucleic acid (DNA).

Задача упорядоченного расположения молекул ДНК определяется необходимостью создания на их основе наноустройств или наноматериалов с заранее заданными свойствами. Таким образом, заявляемый способ предназначен для использования на производствах, решающих задачи создания функциональных надмолекулярных структур в сфере биоинженерии, молекулярной электроники и биотехнологии.The task of an ordered arrangement of DNA molecules is determined by the need to create nanodevices or nanomaterials with predetermined properties on their basis. Thus, the claimed method is intended for use in industries that solve the problem of creating functional supramolecular structures in the field of bioengineering, molecular electronics and biotechnology.

Уровень техники.The level of technology.

Существующие способы формирования сложных пространственных образований, "строительными блоками" в которых являются молекулы дезоксирибонуклеиновой кислоты, основаны на ее особенных физико-химических свойствах.Existing methods of forming complex spatial formations, in which the building blocks are deoxyribonucleic acid molecules, are based on its special physicochemical properties.

Наиболее распространенным подходом к решению этой задачи является использование полианионных свойств ДНК, что позволяет достичь взаимного сближения подобных молекул за счет нейтрализации сил кулоновского отталкивания между ними. Последнее достигается путем применения различных поликатионов, в частности хитозана [1], имеющего в своем составе N-ацетиламиногруппы и за счет этого вступающего с ДНК в устойчивое электростатическое взаимодействие. Соответственно формирующаяся лиотропная жидкокристаллическая дисперсия представляет из себя комплекс двухцепочечных молекул нуклеиновой кислоты с хитозаном в водно-солевом растворе физиологической ионной силы, которая может использоваться в качестве интегрального биодатчика для определения биологически активных соединений.The most common approach to solving this problem is to use the polyanionic properties of DNA, which makes it possible to achieve mutual convergence of such molecules by neutralizing the Coulomb repulsion forces between them. The latter is achieved through the use of various polycations, in particular chitosan [1], which contains N-acetylamino groups and, due to this, enters into a stable electrostatic interaction with DNA. Accordingly, the resulting lyotropic liquid crystal dispersion is a complex of double-stranded nucleic acid molecules with chitosan in a physiological ionic strength aqueous salt solution, which can be used as an integral biosensor for determining biologically active compounds.

Развитием этого подхода явилось создание полифункционального жидкокристаллического композита, в котором дисперсия двухцепочечных молекул нуклеиновой кислоты формируется внутри трехмерного полимера бис-метакрилата полиэтиленгликоля [2]. По совокупности своих признаков данный способ наиболее близок к заявляемому, в связи с чем может рассматриваться в качестве "способа-прототипа".The development of this approach was the creation of a multifunctional liquid crystal composite in which a dispersion of double-stranded nucleic acid molecules is formed inside a three-dimensional polymer of polyethylene glycol bis-methacrylate [2]. In terms of its totality of features, this method is closest to the claimed one, and therefore can be considered as a "prototype method".

Третья группа методов, сохраняя принцип электростатического взаимодействия между полианионом ДНК и вводимыми в раствор катионами, дополнительно решает задачу изоляции нуклеиновой кислоты от водного окружения за счет использования принципиально иных - гидрофобных взаимодействий. Для этого катионным молекулам (например, катионогенным поверхностно-активным веществам) путем димеризации или олигомеризации дополнительно сообщаются свойства липидов [3]. Возникающие в результате этого особые молекулы - так называемые "катионные амфифилы" оказываются способными формировать вокруг молекул ДНК изолирующие гидрофобные оболочки, что существенно облегчает процессы трансфекции.The third group of methods, while maintaining the principle of electrostatic interaction between the DNA polyanion and the cations introduced into the solution, additionally solves the problem of isolating the nucleic acid from the aqueous environment through the use of fundamentally different - hydrophobic interactions. For this, cationic molecules (for example, cationic surfactants) are additionally informed by the properties of lipids by dimerization or oligomerization [3]. The resulting special molecules - the so-called "cationic amphiphiles" are able to form insulating hydrophobic membranes around DNA molecules, which greatly facilitates the transfection process.

В другом случае катионный липид (например, бис(гуанидиний)-тренхолестерин [4]) в комбинации с нейтральным колипидом используется для формирования стабильных композиций "липид:ДНК", используемых в качестве лекарственной формы при генной терапии.In another case, a cationic lipid (for example, bis (guanidinium) -trencholesterol [4]) in combination with a neutral colipid is used to form stable lipid: DNA compositions used as a dosage form for gene therapy.

В то же время описанные выше способы позволяют создавать надмолекулярные композиты только неупорядоченных размеров и формы, но не позволяют располагать в них высокополимерные молекулы ДНК в виде взаимно ориентированных (параллельных) наноструктур.At the same time, the methods described above allow the creation of supramolecular composites of only disordered sizes and shapes, but do not allow the placement of high polymer DNA molecules in them in the form of mutually oriented (parallel) nanostructures.

Альтернативные подходы, ведущие к устранению данного недостатка, в доступной нам литературе не описаны. Таким образом, заявляемый способ не известен из уровня техники, т.е. является новым.Alternative approaches leading to the elimination of this drawback are not described in the literature available to us. Thus, the claimed method is not known from the prior art, i.e. is new.

Сущность изобретения.SUMMARY OF THE INVENTION

Основной задачей, на решение которой направлен заявляемый способ, является получение надмолекулярных композитов из ДНК и формообразующего амфифильного вещества, в составе которых достигается упорядоченное (параллельное) расположение нитей ДНК.The main task to be solved by the claimed method is directed to obtaining supramolecular composites from DNA and a forming amphiphilic substance, in the composition of which an ordered (parallel) arrangement of DNA strands is achieved.

Дополнительной задачей, решаемой при осуществлении заявляемого способа, является длительное сохранение нативной структуры и физико-химических свойств ДНК в составе образующегося надмолекулярного композита.An additional problem solved by the implementation of the proposed method is the long-term preservation of the native structure and physico-chemical properties of DNA in the resulting supramolecular composite.

Сущностью заявляемого способа, сформулированной на уровне функционального обобщения и лежащей в его основе, является следующее:The essence of the proposed method, formulated at the level of functional generalization and underlying it, is the following:

- в водных растворах линейной высокополимерной ДНК в присутствии формообразующего амфифильного вещества общей формулы- in aqueous solutions of linear high polymer DNA in the presence of a form-forming amphiphilic substance of the general formula

Figure 00000003
Figure 00000003

происходит взаимодействие, ведущее к формированию упорядоченных надмолекулярных композитов, представляющих из себя взаимно ориентированные параллельно расположенные молекулы ДНК, окруженные оболочкой из использованного амфифильного вещества.there is an interaction leading to the formation of ordered supramolecular composites, which are mutually oriented parallel located DNA molecules surrounded by a shell of used amphiphilic substance.

Соответственно при реализации заявляемого способа характеристика действий, порядок их выполнения и условия осуществления представляются следующим образом:Accordingly, when implementing the proposed method, the characteristics of the actions, the order of their implementation and the conditions for implementation are presented as follows:

- на первом этапе готовятся исходные растворы веществ, использующихся для создания надмолекулярного композита, а именно - линейных молекул ДНК и формообразующего амфифильного вещества общей формулы- at the first stage, initial solutions of substances are prepared that are used to create a supramolecular composite, namely linear DNA molecules and an amphiphilic formative substance of the general formula

Figure 00000003
,
Figure 00000003
,

используемого в молярном соотношении с ДНК (по нуклеотидам) от 1:1 до 10:1 и концентрации от 4×10-3 М до 5×10-3 М;used in a molar ratio with DNA (for nucleotides) from 1: 1 to 10: 1 and concentrations from 4 × 10 -3 M to 5 × 10 -3 M;

- на втором этапе производится смешивание исходных растворах в равных объемах и полученная смесь инкубируется в отсутствии встряхивания или вибрации при температурах, близких к температурам фазового перехода амфифильного формообразующего вещества, а именно при 4-6°С (сущностью этапа является растянутое во времени поэтапное "созревание" надмолекулярных структур);- at the second stage, the initial solutions are mixed in equal volumes and the resulting mixture is incubated in the absence of shaking or vibration at temperatures close to the phase transition temperatures of the amphiphilic formative substance, namely at 4-6 ° C (the essence of the stage is stage-by-stage “maturing” "supramolecular structures);

- на завершающем (третьем) этапе о формировании надмолекулярных композитов судят по образованию в растворе визуально различимых игольчатых образований, характер организации которых может быть проконтролирован с использованием соответствующих физико-химических и оптических методов.- at the final (third) stage, the formation of supramolecular composites is judged by the formation of visually distinguishable needle formations in solution, the nature of the organization of which can be controlled using appropriate physicochemical and optical methods.

Возможность получения технического результата при выполнении перечисленных действий в указанных интервалах значений определяется следующим комплексом причинно-следственных связей:The ability to obtain a technical result when performing the above actions in the indicated ranges of values is determined by the following complex of cause-effect relationships:

1) впервые установлено, что формообразующее амфифильное вещество формулы1) it was first established that the amphiphilic formative substance of the formula

Figure 00000003
,
Figure 00000003
,

в котором в отличие от известных катионных амфифилов, гидрофобные свойства преобладают над полярными, способно к взаимодействию с полимерными молекулами ДНК;in which, unlike the known cationic amphiphiles, hydrophobic properties prevail over polar ones, it is capable of interacting with polymer DNA molecules;

2) продемонстрировано, что подобное взаимодействие возникает при концентрации формообразующего амфифильного вещества от 4×10-3 М до 5×10-3 М;2) it was demonstrated that such an interaction occurs when the concentration of the forming amphiphilic substance is from 4 × 10 -3 M to 5 × 10 -3 M;

3) показано, что образование упорядоченных надмолекулярных структур эффективно происходит при молярном соотношении формообразующего амфифильного вещества и ДНК (по нуклеотидам) от 1:1 до 10:1;3) it was shown that the formation of ordered supramolecular structures effectively occurs when the molar ratio of the formative amphiphilic substance and DNA (for nucleotides) is from 1: 1 to 10: 1;

4) выявлено, что подобное взаимодействие растянуто во времени и характеризуется строго выраженной стадийностью, заключающейся в первоначальном образовании на полимерных молекулах ДНК нерегулярно расположенных мицелл используемого формообразующего амфифильного вещества, последующей агрегации ДНК и постепенном формировании из них взаимно ориентированных (параллельных) наноструктур;4) it was found that this interaction is stretched in time and is characterized by a strictly expressed staging, which consists in the initial formation on the polymer DNA molecules of irregularly arranged micelles of the used formative amphiphilic substance, the subsequent aggregation of DNA and the gradual formation of mutually oriented (parallel) nanostructures from them;

5) установлено, что эффективный выход надмолекулярных композитов может быть увеличен при проведении их "созревания" при температурах, близких к температуре фазового перехода формообразующего амфифильного вещества, а именно при 4-6°С;5) it was found that the effective yield of supramolecular composites can be increased when they are “ripened” at temperatures close to the phase transition temperature of the formative amphiphilic substance, namely, at 4-6 ° C;

7) показано длительно сохранение физико-химических свойств ДНК в составе надмолекулярных композитов, что объясняется изоляцией полимерных молекул нуклеиновой кислоты от водного окружения и обеспечиваемого этим предупреждения процессов их спонтанного гидролиза.7) the long-term preservation of the physicochemical properties of DNA in supramolecular composites is shown, which is explained by the isolation of polymeric nucleic acid molecules from the aqueous environment and the ensured prevention of processes of their spontaneous hydrolysis.

В целом, резюмируя приведенные выше материалы, можно констатировать, что заявляемый способ не следует из уровня техники и по этому показателю должен быть оценен как соответствующий критерию "изобретательский уровень".In general, summarizing the above materials, it can be stated that the inventive method does not follow from the prior art and for this indicator should be evaluated as meeting the criterion of "inventive step".

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения.Information confirming the possibility of carrying out the invention.

Возможность осуществления изобретения базируется на впервые обнаруженном факте взаимодействия формообразующего амфифильного вещества формулыThe possibility of carrying out the invention is based on the first discovered fact of the interaction of the formative amphiphilic substance of the formula

Figure 00000003
Figure 00000003

с ДНК, происходящего в водном растворе и ведущего к агрегации ДНК в виде упорядоченных надмолекулярных композитов.with DNA occurring in an aqueous solution and leading to DNA aggregation in the form of ordered supramolecular composites.

Учитывая то, что формообразующего амфифильного вещества формулыGiven that the formative amphiphilic substance of the formula

Figure 00000003
Figure 00000003

гидрофобные (неполярные) свойства преобладают над гидрофильными (полярными), его нельзя отнести к упоминавшимся при описании аналогов изобретения "катионным амфифилам". Это же требует иного объяснения механизмов взаимодействия использованного нами формообразующего амфифильного вещества с двухцепочечными молекулами ДНК, предположительно определяемых уже не электростатическими, а гидрофобными взаимодействиями (по типу "ДНК-липидных" взаимодействий).hydrophobic (non-polar) properties prevail over hydrophilic (polar), it cannot be attributed to the "cationic amphiphiles" mentioned in the description of analogues of the invention. This requires a different explanation of the interaction mechanisms of the formative amphiphilic substance used by us with double-stranded DNA molecules, which are supposedly determined not by electrostatic but by hydrophobic interactions (according to the type of “DNA-lipid” interactions).

Приведенные соображения объясняют невысокую скорость и выраженную стадийность формирования надмолекулярных композитов, образование которых может быть отслежено с использованием атомно-силовой или сканирующей электронной микроскопии.The above considerations explain the low speed and pronounced staged formation of supramolecular composites, the formation of which can be monitored using atomic force or scanning electron microscopy.

На ранних сроках (на 1-3 неделе инкубации) в присутствии использованного формообразующего амфифильного вещества фиксируется образование на нитях ДНК сферических мицеллоподобных структур диаметром около 200 нм, расположенных по длине данного биополимера на расстоянии от 250 до 500 нм между собой (фиг.1а).In the early stages (at 1-3 weeks of incubation) in the presence of the used form-forming amphiphilic substance, the formation on the DNA strands of spherical micelle-like structures with a diameter of about 200 nm located along the length of this biopolymer at a distance of 250 to 500 nm between each other (Fig. 1a).

Предположительным механизмом подобного процесса является взаимодействие алкильных радикалов формообразующего амфифильного вещества с гидрофобными участками ДНК. При этом в силу неравномерного распределения подобных участков по длине данного линейного биополимера в некоторых из них происходит преимущественное накопление молекул формообразующего амфифильного вещества, локальное превышение содержания которого результируется в образовании на ДНК видимых в АСМ мицеллоподобных наноструктур (фиг.1б). В этой связи следует также указать, что способность к мицеллообразованию вообще является свойством, изначально присущим использованному нами формообразующему амфифильному веществу общей формулыA possible mechanism of this process is the interaction of alkyl radicals of the formative amphiphilic substance with hydrophobic DNA sites. Moreover, due to the uneven distribution of such sites along the length of this linear biopolymer, some of them predominantly accumulate molecules of the formative amphiphilic substance, a local excess of the content of which results in the formation of micelle-like nanostructures visible in the AFM (Fig. 1b). In this regard, it should also be noted that the ability to micelle formation in general is a property that was originally inherent in the formative amphiphilic substance used by us of the general formula

Figure 00000003
,
Figure 00000003
,

что ведет к формированию подобных структур в водных растворах при превышении пороговых критических концентраций мицеллообразования (ККМ), равных 5×10-3 М. Однако в данном случае речь идет о существенных особенностях этого процесса, идущего в диапазоне концентраций формообразующего амфифильного вещества от 4×10-3 М до 5×10-3 М и происходящего не в растворе, а в отдельных участках линейной молекулы ДНК, которые становятся своеобразными "ядрами конденсации" для молекул формообразующего амфифильного вещества.which leads to the formation of such structures in aqueous solutions when exceeding threshold critical micelle formation concentrations (CMC) of 5 × 10 -3 M. However, in this case we are talking about significant features of this process, which goes in the concentration range of the formative amphiphilic substance from 4 × 10 -3 M to 5 × 10 -3 M and occurring not in solution, but in separate sections of a linear DNA molecule, which become a kind of "condensation nuclei" for the molecules of the formative amphiphilic substance.

Дальнейшее увеличение времени инкубации смесей ДНК + формообразующее амфифильное вещество до 3-6 недель сопровождалось формированием утолщенных разветвленных тяжистых структур, как по своей длине, так и по ширине превышающих размеры исходных ДНК-фрагментов и в точках пересечения объединяемых описанными выше мицеллоподобными наноструктурами (фиг.2а). При этом последние имели тенденцию к увеличению до 1 мкм в диаметре, а также приобретали отличную от сферической "неправильную" форму, сопровождая по ходу участки ветвления нитей ДНК.A further increase in the incubation time of DNA + form-forming amphiphilic mixtures up to 3-6 weeks was accompanied by the formation of thickened branched heavy structures, both in length and in width exceeding the sizes of the original DNA fragments and at the intersection points united by the micelle-like nanostructures described above (Fig. 2a ) At the same time, the latter tended to increase to 1 μm in diameter, and also acquired a different “irregular” shape, different from spherical, accompanying along the branching sections of DNA strands.

Предполагаемый механизм регистрируемых явлений в этом случае заключается в начинающемся взаимодействии молекул ДНК, аранжированных формообразующим амфифильным веществом, что приводит к формированию упорядоченных тяжистых структур, состоящих из множества параллельно расположенных нитей ДНК (фиг.2б).The alleged mechanism of the registered phenomena in this case consists in the beginning interaction of DNA molecules arranged by a forming amphiphilic substance, which leads to the formation of ordered heavy structures consisting of many parallel DNA strands (Fig.2b).

Окончательным итогом является ситуация, когда все первоначально присутствующие в растворе линейные молекулы ДНК оказываются "упакованными" в ограниченное количество протяженных надмолекулярных кабельных образований (фиг.3а), представляющих собой надмолекулярные композиты, в которых молекулы нуклеиновой кислоты ориентированы параллельно друг другу и окружены единой оболочкой из молекул использованного формообразующего амфифильного вещества (фиг.3б). При этом микроскопия концевых участков данных структур позволяет зафиксировать картину выхода нитей ДНК из единого надмолекулярного образования с сохранением за каждой из них своей индивидуальности.The final result is the situation when all linear DNA molecules initially present in the solution are “packed” into a limited number of extended supramolecular cable formations (Fig. 3a), which are supramolecular composites in which the nucleic acid molecules are oriented parallel to each other and surrounded by a single shell of molecules used formative amphiphilic substances (figb). At the same time, microscopy of the terminal sections of these structures allows us to fix the picture of the exit of DNA strands from a single supramolecular formation with preserving its individuality for each of them.

Таким образом, положительный результат, полученный при использовании заявляемого способа, выступает в виде формирования упорядоченных надмолекулярных структур "кабельного" типа, состоящих из параллельно расположенных молекул ДНК, окруженных оболочкой из использованного формообразующего амфифильного вещества.Thus, the positive result obtained using the proposed method is the formation of ordered supramolecular structures of the "cable" type, consisting of parallel DNA molecules surrounded by a shell of used formative amphiphilic substance.

Дополнительный положительный результат, также достигаемый при использовании заявляемого способа, заключается в длительном сохранении ДНК в составе образующихся надмолекулярных композитов, что обеспечивается изоляцией этих молекул от водного окружения внутри единой оболочки из молекул используемого формообразующего амфифильного вещества и обусловленного этим предотвращением процесса спонтанного гидролиза связей в сахарофосфатном остове ДНК.An additional positive result, also achieved by using the proposed method, is the long-term preservation of DNA in the composition of the supramolecular composites formed, which is ensured by the isolation of these molecules from the water environment inside a single shell from the molecules of the used formative amphiphilic substance and the prevention of the process of spontaneous hydrolysis of bonds in the sugar phosphate backbone DNA

Пример 1.Example 1

Для создания надмолекулярных композитов готовили водный раствор из препарата высокополимерной ДНК (мол. вес 6000 кДа) молок лосося (производитель - ISN Biomedicals, США) в концентрации 5×10-3 М (по нуклеотидам) и формообразующего амфифильного вещества химической формулыTo create supramolecular composites, an aqueous solution was prepared from a high-polymer DNA preparation (mol. Weight 6000 kDa) salmon milk (manufacturer - ISN Biomedicals, USA) at a concentration of 5 × 10 -3 M (nucleotides) and a formative amphiphilic substance of the chemical formula

Figure 00000003
Figure 00000003

(мол. вес 196) в концентрации 5×10-3 М.(mol. weight 196) at a concentration of 5 × 10 -3 M.

Приготовленный раствор инкубировали при температуре 4°C в течение 5 недель. За это время в смеси ДНК с формообразующим амфифильным веществом химической формулыThe prepared solution was incubated at 4 ° C for 5 weeks. During this time, in a mixture of DNA with a formative amphiphilic substance of the chemical formula

Figure 00000003
Figure 00000003

происходило постепенное формирование линейных надмолекулярных структур, постепенно увеличивающихся в размерах и к окончанию срока инкубации легко различимых визуально. При этом полученные надмолекулярные композиты имели размеры от нескольких десятков до сотен микрон в ширину и от нескольких миллиметров до 3-4 сантиметров в длину.there was a gradual formation of linear supramolecular structures, gradually increasing in size and towards the end of the incubation period are easily distinguishable visually. In this case, the obtained supramolecular composites had sizes from several tens to hundreds of microns in width and from several millimeters to 3-4 centimeters in length.

Для изучения тонкой морфологии полученных надмолекулярных композитов образцы наносили на свежий скол слюды, высушивали на воздухе и исследовали в атомно-силовом микроскопе (СММ-2000, Россия). Растровую электронную микроскопию образцов проводили на кремниевых подложках в электронном микроскопе JSM-20 (JEOL, Япония).To study the fine morphology of the obtained supramolecular composites, the samples were applied to a freshly cleaved mica, dried in air, and examined using an atomic force microscope (SMM-2000, Russia). Scanning electron microscopy of the samples was performed on silicon substrates in a JSM-20 electron microscope (JEOL, Japan).

Проведенное изучение надмолекулярных композитов позволило охарактеризовать их как протяженные "кабельные" структуры толщиной от нескольких десятков до сотен микрон, состоящие из ряда параллельно ориентированных нитей ДНК, объединенных единым "чехлом" из формообразующего амфифильного вещества (фиг.4).The study of supramolecular composites made it possible to characterize them as extended “cable” structures with a thickness of several tens to hundreds of microns, consisting of a series of parallel-oriented DNA strands, united by a single “cover” of a forming amphiphilic substance (Fig. 4).

Дальнейшее динамическое изучение полученного надмолекулярного композита позволило констатировать длительное (до 6 месяцев и более) сохранение спектральных характеристик и электрофоретической подвижности входящих в его состав полимерных молекул ДНК на фоне постепенной деградации контрольных образцов той же ДНК в водном растворе.Further dynamic study of the obtained supramolecular composite made it possible to ascertain the long-term (up to 6 months or more) preservation of the spectral characteristics and electrophoretic mobility of the polymer DNA molecules contained in it against the background of the gradual degradation of control samples of the same DNA in aqueous solution.

Источники информацииInformation sources

1. Патент RU 2169770, 27.06.2001. Жидкокристаллическая дисперсия на основе комплекса (нуклеиновая кислота - хитозан) как интегральный биодатчик и способ ее создания.1. Patent RU 2169770, 06/27/2001. Complex-based liquid crystal dispersion (nucleic acid - chitosan) as an integrated biosensor and a method for its creation.

2. Патент RU 2224781, 27.02.2004. Полифункциональный жидкокристаллический композит на основе двухцепочечной нуклеиновой кислоты и способ его получения.2. Patent RU 2224781, 02.27.2004. Multifunctional liquid crystal composite based on double-stranded nucleic acid and method for its preparation.

3. Патент RU 2000117462, 27.07.2002. Частицы для трансфекции.3. Patent RU 2000117462, 07.27.2002. Particles for transfection.

4. Патент RU 2213578, 10.10.2003. Стабилизация композиций "липид:ДНК" в процессе распыления.4. Patent RU 2213578, 10.10.2003. Stabilization of the compositions "lipid: DNA" in the process of spraying.

Claims (4)

1. Способ получения надмолекулярных композитов из линейных молекул дезоксирибонуклеиновой кислоты путем смешивания двухцепочечных молекул ДНК с амфифильным формообразующим веществом в водном растворе и последующего инкубирования полученной смеси, отличающийся тем, что в качестве амфифильного формообразующего вещества используют вещество с химической формулой1. A method of producing supramolecular composites from linear molecules of deoxyribonucleic acid by mixing double-stranded DNA molecules with an amphiphilic formative substance in an aqueous solution and subsequent incubation of the resulting mixture, characterized in that a substance with the chemical formula is used as an amphiphilic formative substance
Figure 00000004
Figure 00000004
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что молярное соотношение между формообразующими амфифильным веществом и ДНК (по нуклеотидам) составляет от 1:1.2. The method according to claim 1, characterized in that the molar ratio between the forming amphiphilic substance and DNA (for nucleotides) is from 1: 1. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что амфифильное формообразующее вещество используют в концентрации 5·10-3 М.3. The method according to claim 1, characterized in that the amphiphilic excipient is used at a concentration of 5 · 10 -3 M. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что инкубирование смеси раствора ДНК с амфифильным формообразующим веществом проводят при температурах, близких к температурам фазового перехода амфифильного формообразующего вещества.4. The method according to claim 1, characterized in that the incubation of a mixture of a DNA solution with an amphiphilic excipient is carried out at temperatures close to the phase transition temperatures of the amphiphilic excipient.
RU2005110818/13A 2005-04-13 2005-04-13 Method for production of supramolecular composites RU2293766C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005110818/13A RU2293766C2 (en) 2005-04-13 2005-04-13 Method for production of supramolecular composites

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005110818/13A RU2293766C2 (en) 2005-04-13 2005-04-13 Method for production of supramolecular composites

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2005110818A RU2005110818A (en) 2006-10-20
RU2293766C2 true RU2293766C2 (en) 2007-02-20

Family

ID=37437650

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005110818/13A RU2293766C2 (en) 2005-04-13 2005-04-13 Method for production of supramolecular composites

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2293766C2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
RU2005110818A (en) 2006-10-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Dai et al. Development of stable high internal phase emulsions by pickering stabilization: Utilization of zein-propylene glycol alginate-rhamnolipid complex particles as colloidal emulsifiers
Xu et al. Ovalbumin as an outstanding Pickering nanostabilizer for high internal phase emulsions
Machado et al. Preparation of calcium alginate nanoparticles using water-in-oil (W/O) nanoemulsions
Bramer et al. Pharmaceutical applications for catanionic mixtures
Barauskas et al. Cubic phase nanoparticles (cubosome): principles for controlling size, structure, and stability
Cui et al. Effects of surfactant structure on the phase inversion of emulsions stabilized by mixtures of silica nanoparticles and cationic surfactant
Dai et al. Formation and characterization of zein-propylene glycol alginate-surfactant ternary complexes: Effect of surfactant type
Cao et al. pH-induced self-assembly and capsules of sodium alginate
EP0643620A1 (en) Particles, method of preparing said particles and uses thereof
WO1993006921A1 (en) Particles, method of preparing said particles and uses thereof
AU2016372321A1 (en) Method for preparing polymeric micelle containing anionic drug
Tang et al. In situ rapid conjugation of chitosan-gum Arabic coacervated complex with cinnamaldehyde in cinnamon essential oil to stabilize high internal phase Pickering emulsion
Hiranphinyophat et al. Surface grafting polyphosphoesters on cellulose nanocrystals to improve the emulsification efficacy
JPWO2011062132A1 (en) Method for producing W / O / W emulsion, method for producing liposomes using the same, and porous membrane used in these methods
Klinov et al. An improved substrate for superior imaging of individual biomacromolecules with atomic force microscopy
Yuan et al. Advancements in the preparation methods of artificial cell membranes with lipids
Sui et al. Self-assembly of an amphiphilic derivative of chitosan and micellar solubilization of puerarin
Liu et al. Comparison of cellulose and chitin nanofibers on Pickering emulsion stability—Investigation of size and surface wettability contribution
Raju et al. Pickering Janus emulsions and polyelectrolyte complex-stabilized Janus gels
Barriga et al. Engineering swollen cubosomes using cholesterol and anionic lipids
Kedzior et al. Elucidating the effect of enzymatic polymerized polysaccharide particle morphology on emulsion properties
Calejo et al. Interactions between ethyl (hydroxyethyl) cellulose and lysine-based surfactants in aqueous media
Shibaev et al. Viscoelastic properties of new mixed wormlike micelles formed by a fatty acid salt and alkylpyridinium surfactant
RU2293766C2 (en) Method for production of supramolecular composites
Zhang et al. High internal phase Pickering emulsions stabilized by ε-poly-l-lysine grafted cellulose nanofiber for extrusion 3D printing