專利名稱：環境響應的基因載體材料及合成方法
技術領域：
本發明屬于基因載體材料領域，特別涉及一種環境響應的基因載體材料及合成方法。
背景技術：
近年來，基因治療因在遺傳性疾病、傳染病和癌癥等各種疾病治療方面具有非常大的潛力而引起了極大的關注。由于游離的核酸帶負電荷，不能穿過細胞膜、會很快的被血液中的核酸酶降解，不能達到轉染的目的，所以大量研究工作聚焦于開發能有效包裝和保護寡聚核苷酸和DNA的基因載體。病毒載體，例如逆轉錄病毒、腺病毒等雖然在多種細胞系中運載DNA和RNA時均顯示出很高的轉染效率，但具有毒性、免疫原性，且只能裝載一定尺寸的基因。聚乙烯亞胺 (PEI)是一種常用的基因轉染載體材料，分子量為25kDa的PEI具有較高的轉染效率，但具有較高的細胞毒性，因而限制了它的應用。較低分子量的PEI，如分子量為800Da的PEI，雖然幾乎沒有細胞毒性，但不能很好壓縮DNA，轉染效率較低。
發明內容
本發明的目的提供一類具有環境響應的基因載體材料，此類基因載體材料兼具毒性低、轉染效率高的特性，本發明的再一目的是提供所述環境響應的基因載體材料的合成方法。本發明所述環境響應的基因載體材料，由含二硒鍵的化合物與寡聚乙烯亞胺或寡聚丙烯亞胺或精胺交聯而成，結構示意如下
權利要求
1.環境響應的基因載體材料，其特征在于所述基因載體材料由含二硒鍵的化合物與寡聚乙烯亞胺或寡聚丙烯亞胺或精胺交聯而成，結構示意圖如下
2.根據權利要求I環境響應的基因載體材料，其特征在于所述寡聚乙烯亞胺或寡聚丙烯亞胺或精胺的分子量為200 4000Da。
3.根據權利要求I和2的環境響應的基因載體材料，其特征在于該基因載體材料在還原或氧化的條件下會發生降解。
4.一種環境響應基因載體材料的制備方法，其特征在于工藝步驟如下(I)活性中間體的制備原料包括含二硒鍵的二羧酸、N-羥基琥珀酰亞胺或硫代羥基琥珀酰亞胺和縮合劑， N-羥基琥珀酰亞胺或硫代羥基琥珀酰亞胺與含二硒鍵的二羧酸的摩爾比2. O 4. O 1， 縮合劑與含二硒鍵的二羧酸的摩爾比2. O 4. O 1，將含二硒鍵的二羧酸、N-羥基琥珀酰亞胺或含二硒鍵的二羧酸、硫代羥基琥珀酰亞胺在室溫、常壓下用溶劑溶解形成混合溶液，所述溶劑的量以含二硒鍵的二羧酸和N-羥基琥珀酰亞胺或含二硒鍵的二羧酸和硫代羥基琥珀酰亞胺能完全溶解為限，將縮合劑在室溫、 常壓下用溶劑溶解，所述溶劑的量以縮合劑能完全溶解為限，溶解含二硒鍵的二羧酸、N-羥基琥珀酰亞胺或含二硒鍵的二羧酸、硫代羥基琥珀酰亞胺的溶劑和溶解縮合劑的溶劑為二氯甲烷、氯仿、四氫呋喃、二氧六環、丙酮中的至少一種，將含二硒鍵的二羧酸和N-羥基琥珀酰亞胺的混合溶液或含二硒鍵的二羧酸和硫代羥基琥珀酰亞胺的混合溶液加入反應容器并將所述混合溶液的溫度控制在O 25°C，在氮氣保護和攪拌下將縮合劑溶液滴入含二硒鍵的二羧酸和N-羥基琥珀酰亞胺的混合溶液中或含二硒鍵的二羧酸和硫代羥基琥珀酰亞胺的混合溶液中，縮合劑溶液滴加完畢后，在攪拌下于室溫反應4h 48h生成活性中間體，經過濾除雜后，將濾液旋干即得到活性中間體；(2)配制寡聚乙烯亞胺或寡聚丙烯亞胺或精胺溶液將寡聚乙烯亞胺或寡聚丙烯亞胺或精胺用去離子水或蒸餾水溶解，去離子水或蒸餾水的量以寡聚乙烯亞胺或寡聚丙烯亞胺或精胺能完全溶解為限，然后將寡聚乙烯亞胺水溶液或寡聚丙烯亞胺水溶液或精胺水溶液用酸調pH至4 10并冷凍干燥，繼后用二甲基亞砜或二甲基甲酰胺將冷凍干燥所獲寡聚乙烯亞胺或寡聚丙烯亞胺或精胺溶解，形成質量濃度 5 30 %的寡聚乙烯亞胺溶液或寡聚丙烯亞胺溶液或精胺溶液；(3)交聯反應將步驟(I)制備的活性中間體用溶劑溶解形成溶液，所述溶劑的量以活性中間體能完全溶解為限，然后將活性中間體溶液和步驟(2)所配制的寡聚乙烯亞胺溶液或聚丙烯亞胺溶液或精胺溶液加入反應容器，活性中間體溶液與寡聚乙烯亞胺溶液或寡聚丙烯亞胺溶液或精胺溶液的量以混合液中活性中間體與寡聚乙烯亞胺或寡聚丙烯亞胺或精胺的摩爾比達到O. 5 3. O I為限，繼后用真空泵抽去溶解活性中間體的溶劑，再充入氮氣在攪拌下于20 60V反應6h 72h，反應時間屆滿后，經透析純化、冷凍干燥得到膠狀的環境響應基因載體材料；溶解活性中間體的溶劑為二氯甲烷、氯仿、四氫呋喃、二氧六環、丙酮中的至少一種。
5.根據權利要求4所述環境響應基因載體材料的制備方法，其特征在于所述縮合劑為 N, N' - 二環己基碳二亞胺、I-(3-二甲基氨基丙基)-3-乙基碳二亞胺、I-(3-二甲基氨基丙基)-3-乙基碳二亞胺鹽酸鹽、N，N' -二異丙基碳二亞胺、苯并三氮唑-N，N，N'，N'-四甲基脲六氟磷酸酯中的至少一種。
6.根據權利要求4或5所述環境響應基因載體材料的制備方法，其特征在于調寡聚乙烯亞胺水溶液或寡聚丙烯亞胺水溶液或精胺水溶液pH至4 10所用酸為有機酸或無機酸，所述有機酸為甲酸、乙酸、枸櫞酸中的一種，所述無機酸為鹽酸、硫酸、磷酸、硼酸中的一種。
7.一種環境響應基因載體材料的制備方法，其特征在于工藝步驟如下(1)配制寡聚乙烯亞胺、寡聚丙烯亞胺或精胺溶液將寡聚乙烯亞胺或寡聚丙烯亞胺或精胺用去離子水或蒸餾水溶解，去離子水或蒸餾水的量以寡聚乙烯亞胺或寡聚丙烯亞胺或精胺能完全溶解為限，然后將寡聚乙烯亞胺水溶液或寡聚丙烯亞胺水溶液或精胺水溶液用酸調pH至4 10并冷凍干燥，繼后用二甲基亞砜或二甲基甲酰胺將冷凍干燥所獲寡聚乙烯亞胺、寡聚丙烯亞胺或精胺溶解，形成質量濃度 5 30 %的寡聚乙烯亞胺溶液或寡聚丙烯亞胺溶液或精胺溶液；(2)交聯反應將含二硒鍵的二烯在室溫、常壓下用溶劑溶解形成溶液，所述溶劑的量以含二硒鍵的二烯能完全溶解為限，然后將含二硒鍵的二烯溶液和步驟(I)所配制的寡聚乙烯亞胺溶液或寡聚丙烯亞胺溶液或精胺溶液加入反應容器，含二硒鍵的二烯溶液與寡聚乙烯亞胺溶液或寡聚丙烯亞胺溶液或精胺溶液的量以混合液中含二硒鍵的二烯與寡聚乙烯亞胺或寡聚丙烯亞胺或精胺的摩爾比達到O. 5 3. O I為限，繼后用真空泵抽去溶解含二硒鍵的二烯的溶劑，再充入氮氣在攪拌下于20 80°C攪拌反應6 72h，反應時間屆滿后，經透析純化、冷凍干燥得到膠狀的環境響應基因載體材料；溶解含二硒鍵的二烯的溶劑為二氯甲烷、 氯仿、四氫呋喃、二氧六環、丙酮中的至少一種。
8.根據權利要求7所述環境響應基因載體材料的制備方法，其特征在于調寡聚乙烯亞胺水溶液或寡聚丙烯亞胺水溶液或精胺水溶液pH至4 10所用酸為有機酸或無機酸，所述有機酸為甲酸、乙酸、枸櫞酸中的一種，所述無機酸為鹽酸、硫酸、磷酸、硼酸中的一種。
全文摘要
本發明所述環境響應的基因載體材料，由含二硒鍵的化合物與寡聚乙烯亞胺或寡聚丙烯亞胺或精胺交聯而成，制備方法有兩種。第一種方法(1)活性中間體的制備，原料包括含二硒鍵的二羧酸、N-羥基琥珀酰亞胺或硫代羥基琥珀酰亞胺和縮合劑；(2)配制寡聚乙烯亞胺或寡聚丙烯亞胺或精胺溶液；(3)將活性中間體溶液和步驟(1)配制的溶液加入反應容器，然后抽去溶解活性中間體的溶劑，再充入氮氣于20～60℃反應6～72h。第二種方法(1)配制寡聚乙烯亞胺、寡聚丙烯亞胺或精胺溶液；(2)將含二硒鍵的二烯溶液和步驟(1)配制的溶液加入反應容器，然后抽去溶解含二硒鍵的二烯的溶劑，再充入氮氣于20～80℃攪拌反應6～72h。
文檔編號C08K5/17GK102604130SQ20121003898
公開日2012年7月25日 申請日期2012年2月20日 優先權日2012年2月20日
發明者何一燕, 佘汶川, 程剛, 聶宇, 謝麗, 顧忠偉 申請人:四川大學