本发明属于dna折纸结构，具体涉及一种基于dna折纸结构的尺寸自适应递送载体及应用。
背景技术：
1、公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
2、纳米药物递送系统，得益于其高合成效率、高比表面积、易于修饰等，能够集成多种功能组份，制备精准靶向、长循环、安全高效的复合纳米药物，在抗肿瘤领域有广泛的应用前景。据研究表明，纳米颗粒对其体内运输的尺寸影响主要有以下三个方面：(1)通过不同给药途径输送的尺寸影响；(2)针对各种组织/器官的尺寸影响；(3)从清除器官中消除的尺寸影响。这三个方面代表了体内纳米颗粒从交付到定位和最终清除的完整旅程。但越来越多的研究发现，仅仅将纳米药物递送至靶位点是远远不够的，积累和渗透问题仍然在很大程度上影响纳米药物递送的疗效。
3、在药物递送过程中，由于渗透性和保留性有限，纳米药物的预期抗肿瘤效果存在诸多挑战。其中一个典型的药物递送悖论是，大尺寸的纳米药物可以在肿瘤血管周围有较长时间停留，但细胞摄取效率有限；相比较，较小尺寸的纳米药物有较高的细胞摄取效率，但被清除率高，在肿瘤环境的保留率低。
4、因此，有必要设计一种刺激诱导的可收缩和伸展的dna纳米递送系统，以解决上述问题。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种基于dna折纸结构的尺寸自适应递送载体，通过偶联dna链实现其尺寸大小的调整，从而改变其在体内的保留和渗透率。
2、为实现上述目的，第一方面，本发明提供了一种基于dna折纸结构的尺寸自适应递送载体，包括单层dna折纸结构，单层dna折纸结构分为动态单元和静态控制单元，动态单元支架dna以锯齿形方式布线，相邻dna螺旋两端有42-nt单链彼此连接，通过订书钉链交叉连接相邻的dna螺旋，靶向分子或药物分子通过与dna连接，以dna序列互补接枝到dna纳米结构载体以实现纳米药物递送。
3、作为本发明进一步的改进，本发明单层dna折纸主体由32股双螺旋(hb)构成，上部16hb中的所有霍勒迪十字形交叉连接单元替换为动态单元，下部16hb中的霍勒迪十字形交叉连接设计作为静态控制单元。
4、作为本发明的进一步改进，所述订书钉链序列设计是基于单层dna折纸主体的上部16hb的序列，所述订书钉链连接每个相邻dna螺旋的位点总数为5或6个，所述订书钉链的自互补序列为25-nt i-motif和dna发夹两种，优选地，所述25-nt i-motif核苷酸序列如seq id no.1所示，所述dna发夹核苷酸序列如seq id no.2所示：
5、25-nt i-motif：-aaccc、taaccc、taaccc、taacccaa-(seq id no.1)；
6、dna发夹：-tgcgaccgttttttttacggtcgct-(seq id no.2)。
7、在收缩状态下，静态结构单元由霍勒迪十字形交叉结构链接相邻dna双螺旋，动态结构部分，由收缩状态下的动态触发单元形成分子内二级结构，充当关节来连接相邻的dna双螺旋。当动态触发单元与它们各自的互补链杂交时，动态触发单元的二级结构被打开并延伸到双链，从而扩大了相邻双螺旋间的距离。
8、作为本发明进一步改进，所述单层dna折纸结构主体宽度为51nm，所述动态单元长度尺寸范围为40.5nm～157.5nm。
9、如图1所示，在收缩状态下，这些动态单元充当突出的关节来连接平行的双工。当与它们各自的互补链杂交时，二级结构被打开并延伸到双链，从而扩大了双链-双链链的距离。与dna折纸中表征的2.7nm双链体间距相比，具有动态交叉的完全扩展双链体间距应为8.5nm(25个碱基对)。本发明有16个相邻的双链体通过包含动态单元的dna链连接，因此，完全扩展能够将结构长度从40.5nm扩大到157.5nm。
10、本发明设计的基于dna折纸结构的尺寸自适应递送载体可以将具有靶向分子和药物有效载荷的收缩小载体递送至肿瘤区域并扩大其尺寸以最大限度地降低消除率，这种动态膨胀和收缩的纳米结构在光学和生化领域均具有巨大的应用潜力。
11、第二方面，本发明提供了一种基于dna折纸结构的尺寸自适应递送载体的制备方法，包括如下步骤：
12、s1：制备单层dna折纸；
13、s2：纯化s1中单层dna折纸；
14、s3：将伸缩互补链f与s2中样本组装，实现dna折纸结构延伸；
15、s4：加入燃料链f’，可替换伸缩互补链f，实现dna折纸结构收缩。
16、作为本发明进一步的改进，s1中，将骨架链与订书钉链按比例混合均匀，在1×tae，10mmmg2+的溶液中进行退火反应，得到包含目标单层dna折纸和过量订书链混合溶液，所述骨架链为mini-m13支架dna，所述订书钉链为25-nt i-motif和dna发夹结构。
17、本发明所述骨架链采用mini-m13支架dna，构建成可展开-折叠即可改变尺寸的dna折纸结构，通过改变ph值或添加互补链来调节dna双螺旋之间的间距，从而实现此结构的动态尺寸变化。
18、对于包含i-motif的dna折纸纳米结构，在延伸到双链dna时，ph值相应地从5调整到7.5，在i-motif形成时调回到5，即实现伸缩结构的调整。
19、具体的，在ph＝5时，所述单层dna折纸结构为收缩状态，当调节ph＝7.5时，所有的i-motif四链体被打开，占据了相当大的空间，并产生了更大的螺旋间的间隔。
20、对于发夹触发单元取代的结构，通过添加发夹序列的互补链来打开发夹以达到伸展状态，加入燃料链f’可以去除f链，使结构逆转到收缩状态。
21、作为本发明进一步的改进，s1中，骨架链与订书钉链体积比为1:2，物质的量之比1:10，结构组装的pcr程序为：1、65.0℃，15min；2、65.0℃to 20℃，-0.2℃/25s；3、8.0℃forever。
22、作为本发明进一步的改进，s2中，采用peg纯化方式，向s1单层dna折纸溶液中加入等量的由peg-8000配置的dna纯化溶液，离心去除上清液，向纯化的沉淀物中，加入1×tae，10mmmg2+的溶液，在混匀仪中混匀，12h后取出样品，检测样品浓度。
23、作为本发明进一步的改进，s2中，在35min、13500rad/s的设定下进行离心。
24、作为本发明进一步的改进，s2中，在25℃，800rap的混匀仪中进行混匀。
25、作为本发明进一步的改进，s3中，加入的伸缩互补链f为r-a35、b-a35、g-a35，伸缩互补链的浓度为样品浓度的10倍。
26、所述r-a35、b-a35、g-a35核苷酸序列分别为：
27、r-a35:agcgaccgtaaaaaaaaacggtcgcaaaaaaaaaa(seq id no.3)
28、g-a35:agcycctgcaaaagaaagcaggagcaaaaaaaaaa(seq id no.4)
29、b-a35:agcgtctgaaaacaaaatcagacgcaaaaaaaaaa(seq id no.5)
30、作为本发明进一步的改进，s3中，结构组装的pcr程序为：1、55.0℃，5min；2、55.0℃to 25℃，-0.1℃/20s；3、8.0℃forever；进行结构的互补伸缩。
31、作为本发明进一步的改进，s4中，燃料链f’为r-b35、b-b35、g-b35，其核苷酸序列与伸缩互补链f完全互补；
32、所述r-b35、b-b35、g-b35核苷酸序列分别为：
33、r-b35 ttttttttttgcgaccgtttttttttacggtcgct；
34、g-b35 ttttttttttgctcctgctttcttttgcaggagct；
35、b-b35 ttttttttttgcgtctgattttgttttcagacgct；
36、加入燃料链f’的浓度为：1μm，反应程序为：1、55.0℃，5min；2、55.0℃to 25℃，-0.1℃/20s；3、8.0℃forever。
37、第三方面，本发明提供了第一方面所述的基于dna折纸结构的尺寸自适应递送载体或第二方面所述基于dna折纸结构的尺寸自适应递送载体的制备方法制备的dna折纸结构在纳米药物递送中的应用。
38、与现有技术相比，本发明有益效果如下：
39、本发明提供了一种刺激诱导的可收缩和伸展的dna纳米递送系统设计策略，通过改变ph值或添加互补链来调节dna双螺旋之间的间距，从而实现此结构的动态尺寸变化，可以潜在提高纳米载体在递送中的保留和渗透率，即可以将具有靶向分子和药物有效载荷的收缩小载体递送至肿瘤区域并扩大其尺寸以最大限度地降低消除率从而促进治疗效果。
1.一种基于dna折纸结构的尺寸自适应递送载体，其特征在于，包括单层dna折纸结构，所述单层dna折纸结构分为动态单元和静态控制单元，所述动态单元支架dna以锯齿形方式布线，通过订书钉单链交叉连接相邻的dna螺旋；靶向分子或药物分子通过与dna连接，以dna互补接枝到dna纳米结构载体实现纳米药物递送。
2.如权利要求1所述基于dna折纸结构的尺寸自适应递送载体，其特征在于，所述订书钉链连接每个相邻螺旋的位点共有5或6个，所述订书钉链的自互补序列为25-nt i-motif和dna发夹分子两种，所述25-nt i-motif核苷酸序列如seq id no.1所示，所述dna发夹核苷酸序列如seq id no.2所示。
3.如权利要求1所述基于dna折纸结构的尺寸自适应递送载体，其特征在于，所述单层dna折纸主体由32股双螺旋构成，上部16hb中的所有霍勒迪十字形交叉连接单元替换为动态dna单元，下部16hb中保留霍勒迪十字形交叉设计作为静态控制单元。
4.如权利要求1所述基于dna折纸结构的尺寸自适应递送载体，其特征在于，所述单层dna折纸结构主体宽度为51nm，所述动态单元长度尺寸范围为40.5nm～157.5nm。
5.一种基于dna折纸结构的尺寸自适应递送载体的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
6.如权利要求5所述制备方法，其特征在于，s1中，将骨架链与订书钉链按比例混合均匀，在1×tae，10mmmg2+的溶液中进行退火反应，得到单层dna折纸溶液；所述骨架链为mini-m13支架dna；所述订书钉链中包含25-nt i-motif和dna发夹序列。
7.如权利要求6所述制备方法，其特征在于，骨架链与订书钉链体积比为1:2，物质的量之比为1:10。
8.如权利要求5所述制备方法，其特征在于，s2中，采用peg纯化方式，向s1单层dna折纸溶液中加入等量的由peg-8000配置的dna纯化溶液，离心得到纯化沉淀后，加入1×tae，10mmmg2+的溶液，在混匀仪中混匀，12h后取出样品，检测样品浓度。
9.如权利要求5所述制备方法，其特征在于，s3中，伸缩互补链f的浓度为样品浓度的10倍；s4中，加入燃料链f’的浓度为1μm。
10.一种权利要求1-4所述的基于dna折纸结构的尺寸自适应递送载体或权利要求5-9所述的基于dna折纸结构的尺寸自适应递送载体的制备方法制备的dna折纸结构在纳米药物递送中的应用。
