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聚酰胺—胺型树状大分子的合成及性能研究

刘军安  
【摘要】: 树状大分子(dendrimers)是二十世纪后期出现的一类新型的合成大分子。这类大分子在结构上具有球形、高度分枝、单分散性等特点。由于其结构的特殊性,使树状大分子在生物领域得到广泛的应用。特别是其作为基因载体的研究引起了人们的巨大兴趣。聚酰胺-胺(polyamidoamine,PAMAM)树状大分子是最先得到深入研究并且引起广泛关注的树状大分子。本文研究的目的是探讨树状大分子的合成、修饰,并且将所合成的树状大分子包裹量子点应用于生物荧光探针,以及与PLGA复合制备纳米基因载体方面的研究。研究结果主要包括以下几个方面: (1)PAMAM树状大分子的合成与修饰 运用重复交替的两步反应合成PAMAM树状大分子:先在树状大分子末端伯胺进行Michael加成反应,再在树状大分子末端酯基进行酰胺化反应。利用甲醇和乙酸乙酯混合溶剂作为淋洗剂对半代的树状大分子进行柱层析分离,合成了从- 0.5 G - 4.0 G的PAMAM树状大分子。并且考察了树状大分子自身的荧光性能。为了增加树状大分子在基因转染过程中过膜能力,提高转染效率,在树状大分子的外围修饰不同取代度的疏水的十八碳酰,从而得到外围带有疏水长链的3.0 G PAMAM。 (2)PAMAM树状大分子与量子点的作用 采用溶剂挥发法,制备了由表面活性剂和树状大分子包裹的水溶性核壳型CdSe/ZnS量子点荧光纳米颗粒。通过透射电子显微镜(TEM)和荧光显微镜观察发现,得到的水溶性量子点依然保持着原有量子点的荧光特性,并且颗粒大小均匀(100– 150 nm),分散性好,可以用来标记HeLa细胞。 (3)树状大分子与PLGA的作用 采用溶剂扩散法制备了树状大分子PAMAM复合PLGA纳米分散液。在制备过程中,选择合适的内、外相体积是制备纳米粒的关键所在。并且通过对纳米粒的的zeta电位、临界聚沉值以及pH稳定性的测量,可知在水相∶有机相= 12∶1,表面活性剂浓度为1 %时,可以得到粒径为149.7 nm的纳米分散液。在pH值7 ~ 9范围内,纳米粒可以稳定存在,不发生团聚。 (4)PAMAM-PLGA纳米粒对基因的转染 采用绿色荧光蛋白质基因作为模型基因药物,制备不同N/P比的PAMAM-PLGA-DNA纳米粒并评价其转染性能。琼脂糖凝胶电泳阻滞实验结果表明,在N/P 3∶1起,DNA所带负电荷全部被中和,从而全部被阻滞在加样孔中。体外基因转染实验表明,纳米粒能够将质粒Pvivo 2转染至细胞内,转染效率比单纯用3.0 G PAMAM载体要高,表明复合基因载体可以提高转染效率。 本论文虽然考察了树状大分子自身的荧光性能,但是对于其荧光形成的机理还需要进行更深入的研究。利用溶剂扩散法制备的PAMAM-PLGA复合基因载体,能够很好地压缩DNA,虽然转染效率比单纯的树状大分子高,但是转染效率与已经商品化的阳离子脂质体相比,还有一定的差距,所以,复合载体用于基因转染仍需要进一步的研究。


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