基于生物纳米粒子和嵌段共聚物的可控组装及其生物医用

以具有特定形貌的生物纳米粒子作为基本组装基元，研究其和嵌段共聚物在水溶液中的共组装以及生物纳米粒子对嵌段共聚物在溶液中组装的诱导和调控。通过对a）具有相同表面化学性质，不同形貌的生物纳米粒子和嵌段共聚物在溶液中组装；b）具有相同形貌，不同表面化学性质的生物纳米粒子的嵌段共聚物在溶液中的组装以及c）具有不同表面化学性质、不同结构和不同形貌的规整生物纳米粒子和嵌段共聚物在溶液中的组装的研究，得到蛋白质和嵌段共聚物组装的一般规律。在此基础上，研究具有药理作用的蛋白与嵌段共聚物在溶液中的组装，制备形貌和结构可控的类病毒类复合组装体系，研究这些复合组装体系在生物医用领域的应用。

本项目以烟草花叶病毒蛋白及其规整组装体作为研究对象，研究蛋白的自组装行为以及与嵌段共聚物的共组装行为，并通过小鼠体内实验研究了其生物医用前景。研究发现：（1）不论对烟草花叶病毒（TMV）这种棒状生物纳米粒子还是对铁蛋白这种球状生物纳米粒子，非离子型嵌段共聚物F127在高于临界胶束温度的情况下均会在其表面吸附并重组装形成规整组装结构。（2）通过基因工程，将带有叠氮基团的非天然氨基酸引入烟草花叶病毒的衣壳蛋白（TMVCP），经无铜环加成反应在TMVCP特定位点引入生物素，经过修饰后的TMVCP在特定条件下可以组装成棒状或盘状类病毒组装体。（3）TMV在正常小鼠体内的血液清除时间为20~40 min，主要集中在小鼠的免疫系统肝和脾，组织切片结果表明TMV对肝脾肾没有明显的影响。这些结果为研究蛋白的定点修饰及其可控组装提供了新的思路，为基于TMV的分子识别、生物传感、药物载体打开了新的大门。