当前位置:首页 > 新闻中心 > 行业资讯 > >

DNA共价接枝策略在杂化水凝胶构建中的应用2026-02-25 08:54:30

杂化DNA水凝胶是由DNA与聚合物分子或纳米颗粒经过共价、静电吸附、大环主客体作用、π-π堆积或配位作用形成的复合水凝胶。这类水凝胶保留DNA的碱基互补配对能力、酶响应性、温度响应性、pH值响应性,同时引入的聚合物分子或纳米颗粒可以提升水凝胶的力学性能,赋予额外的光响应性、导电性、力响应性、磁响应性和特异靶标的响应性等,提高水凝胶的预期效能。

将DNA共价接枝作为侧链,随后通过碱基互补配对是构建凝胶的一种常用策略。NAGAHARA等将丙烯酸酯修饰的DNA接枝到聚丙烯酰胺的侧链,随后利用侧链DNA互补交联合成了首个热可逆的杂化DNA水凝胶,该凝胶受热后交联链解离进而水凝胶解聚。PENG等将偶氮苯修饰的DNA作为交联剂引入聚丙烯酰胺,利用偶氮苯在可见光下为反式构象使水凝胶呈收缩态,在紫外光下为顺式构象使水凝胶呈溶胀态,进而实现药物的光响应性释放。
 
多肽和蛋白质作为高分子主链具有更高的生物安全性,例如,LIU团队在多肽和人血清白蛋白上接枝构建了DNA超分子水凝胶,并用于荧光蛋白的负载和定点释放。另一类策略是将DNA接枝于纳米颗粒表面,可以通过这些颗粒获得光信号,实现对靶标的检测或示踪,例如,LIU等将DNA通过共价键连接在金纳米颗粒表面使其作为水凝胶的交联和信号单元,并引入金属离子核酸酶的底物链,当环境中存在靶标离子时,核酸酶催化使金纳米颗粒释放到溶液中而产生吸收光的变化;此外,也可借助量子点的荧光效应进行示踪。适配体是人工筛选出对特定靶标具有高亲和力的短链DNA或RNA,可作为交联链引入水凝胶中,当适配体与靶标接触后解组装凝胶,可产生信号并加速负载物的释放,实现诊疗的一体化。
 
出自《DNA水凝胶在组织修复中的应用策略》作者费孝渊,许姣,史惠。