微流控芯片可控合成siRNA复合纳米材料及其应用
批准号:
21475028
项目类别:
面上项目
资助金额:
82.0 万元
负责人:
孙佳姝
依托单位:
学科分类:
B0404.化学与生物传感
结题年份:
2018
批准年份:
2014
项目状态:
已结题
项目参与者:
张璐、王纪东、逯文晶、王铈汶、胡槟枫
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中文摘要
siRNA是RNA干扰过程的常用工具,可靶向沉默特定基因,在癌症治疗、细胞凋亡调节、血管生成调控、疾病相关基因筛查、药物靶标寻找等方面具有重要应用。使用纳米材料负载siRNA是有效完成siRNA体内递送的重要手段。纳米材料的常规制备方法具有步骤繁琐、条件不易控制、仪器需求种类多等不足。为了提升合成条件的可控性以及提高合成装置的集成性,本项目拟采用微流控芯片技术实现siRNA负载纳米颗粒的自动合成。通过设计制造多入口多级的集成化微流控芯片,实现磷脂-PLGA-磷脂-siRNA分子的多级自组装,整合脂质体和PLGA纳米颗粒的优点,制备具有缓释、靶向、安全、可降解、高负载、高活性等性质的siRNA负载纳米颗粒。并通过对颗粒性能和生物效应的评价与研究,选择最优的合成条件,充分发挥微流控芯片高度集成化和流体精确可控的优势,建立siRNA负载纳米颗粒的高效自动化合成方法。
英文摘要
siRNA, the important tool for RNA interference process, can achieve specific gene silencing and has many novel applications in cancer treatment, regulation of cell apoptosis, and screening of disease-related gene and drug targets. Nanomaterials are one of the most used carriers for in vivo siRNA delivery. Conventional methods for preparing siRNA-loaded nanoparticles involve complicated procedures, lack of condition control, and require expensive instruments. To address these challenges, microfluidic platforms have been employed for controlled generation of siRNA-loaded hybrid nanoparticles. The microfluidic chip is composed of multi-stages to form the multilayer structure of lipid-PLGA-lipid-siRNA nanoparticles by self assembly. The generated siRNA hybrid nanoparticles integrate the advantages of liposomes and PLGA nanoparticles, with great properties of slow-release, targeting, safety, biodegradability, high loading efficiency and high activity. Through the evaluation and study of the properties and biological effects of the hybrid nanoparticles, the optimal microfluidic synthesis conditions will be investigated.
肿瘤多药耐药(multidrugresistance, MDR)是临床化疗失败的主要原因之一,也是当前癌症治疗面临的一项重大挑战。MDR的机制之一是肿瘤细胞膜上的P-糖蛋白过表达,在细胞膜上形成药物外排通道,降低细胞内药物浓度,导致肿瘤细胞耐药。小干扰RNA(siRNA)可靶向沉默特定肿瘤耐药基因(MDR1),在耐药癌症治疗等方面具有重要应用。然而,siRNA在体内运输过程中易被核酸酶降解而失活,且肿瘤细胞靶向性差,如何构建有效的纳米载体用于siRNA的靶向性递送,是siRNA研究领域的重要科学问题。本项目针对如何有效完成siRNA的体内递送这一重大挑战,利用微尺度空间中反应条件高度可控及传热传质迅速的优势、实现了多种siRNA负载纳米颗粒、pH敏感高分子纳米颗粒、核壳载药纳米颗粒等功能纳米材料的精确组装和连续制备。载药纳米颗粒生物安全性良好,在细胞层面和动物层面都表现了很好的基因沉默和肿瘤抑制效果,为克服临床肿瘤多药耐药的研究提供了新的思路。为了研究纳米颗粒的肿瘤靶向原理,我们利用二级微流控合成芯片,成功制备尺寸、形状、表面物化性质一致,仅刚性不同(或磷脂膜厚度不同)的核壳高分子载药纳米材料,实验发现刚度较大(或磷脂膜较薄)的载药颗粒可有效抑制癌细胞的活性;通过理论分析,给出刚度(或磷脂膜厚度)调节的纳米颗粒进入细胞的生物力学机制。本项目相关成果已发表SCI论文31篇,论文发表在Nature Biomedical Engineering, Nature Communications, Angewandte Chemie International Edition, Advanced Materials, ACS Nano, Analytical Chemistry, Lab on a Chip, Biosensors and Bioelectronics等国际高水平期刊。培养已毕业博士生5名,在读博士生1名。申请专利5项。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
Hand-powered Centrifugal Microfluidic Platforms Inspired by a Spinning Top for Sample-to-Answer Diagnostics of Nucleic Acids
受旋转陀螺启发的手动离心微流体平台,用于核酸的样本到答案诊断
DOI:--
发表时间:2018
期刊:Lab on a Chip
影响因子:6.1
作者:Zhang Lu;Tian Fei;Liu Chao;Feng Qiang;Ma Tingxuan;Zhao Zishan;Li Tiejun;Jiang Xingyu;Sun Jiashu
通讯作者:Sun Jiashu
Microfluidic co-flow of Newtonian and viscoelastic fluids for high-resolution separation of microparticles
牛顿流体和粘弹性流体的微流体协同流动,用于微粒的高分辨率分离
DOI:10.1039/c7lc00671c
发表时间:2017-09-21
期刊:LAB ON A CHIP
影响因子:6.1
作者:Tian, Fei;Zhang, Wei;Sun, Jiashu
通讯作者:Sun, Jiashu
High-throughput sample-to-answer detection of DNA/RNA in crude samples within functionalized micro-pipette tips
在功能化微量移液器吸头内对粗样品中的 DNA/RNA 进行高通量样品到答案检测。
DOI:10.1016/j.bios.2015.08.016
发表时间:2016-01-15
期刊:BIOSENSORS & BIOELECTRONICS
影响因子:12.6
作者:Lu, Wenjing;Wang, Jidong;Jiang, Xingyu
通讯作者:Jiang, Xingyu
Field-Free Isolation of Exosomes from Extracellular Vesicles by Microfluidic Viscoelastic Flows
通过微流体粘弹性流从细胞外囊泡中无场分离外泌体
DOI:10.1021/acsnano.7b02277
发表时间:2017-07-01
期刊:ACS NANO
影响因子:17.1
作者:Liu, Chao;Guo, Jiayi;Sun, Jiashu
通讯作者:Sun, Jiashu
Streptavidin-biotin-peroxidase nanocomplex-amplified microfluidics immunoassays for simultaneous detection of inflammatory biomarkers
链霉亲和素-生物素-过氧化物酶纳米复合物放大微流体免疫分析用于同时检测炎症生物标志物
DOI:10.1016/j.aca.2017.05.031
发表时间:2017
期刊:ANALYTICA CHIMICA ACTA
影响因子:6.2
作者:Wu Jing;Chen Yiping;Yang Mingzhu;Wang Yu;Zhang Cheng;Yang Mo;Sun Jiashu;Xie Mengxia;Jiang Xingyu
通讯作者:Jiang Xingyu
基于微流控热泳的细胞外囊泡分析系统
- 批准号:22227805
- 项目类别:国家重大科研仪器研制项目
- 资助金额:851.00万元
- 批准年份:2022
- 负责人:孙佳姝
- 依托单位:
基于微流控热泳技术的早期乳腺癌细胞外囊泡蛋白及核酸分子的可视化检测
- 批准号:91959101
- 项目类别:重大研究计划
- 资助金额:80.0万元
- 批准年份:2019
- 负责人:孙佳姝
- 依托单位:
多维微阀检测芯片研究细胞与微环境间的相互作用
- 批准号:51105086
- 项目类别:青年科学基金项目
- 资助金额:20.0万元
- 批准年份:2011
- 负责人:孙佳姝
- 依托单位:
国内基金
海外基金















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