一種納米金剛石－聚甲基丙烯酸二甲胺基乙酯複合轉基因載體及其製備方法
2023-12-03 10:20:46
專利名稱：一種納米金剛石－聚甲基丙烯酸二甲胺基乙酯複合轉基因載體及其製備方法
技術領域：
本發明涉及一種轉基因載體及其製備方法，更具體地說，涉及一種納米材料與高聚物相結合的轉基因載體及其製備方法。基因治療是指將人的正常基因或有治療作用的基因通過一定方式導入人體靶細胞以糾正基因的缺陷或者發揮治療作用。應用於基因治療的載體主要有病毒載體(viral vector)和非病毒載體(nonviral vector)兩種。病毒載體在基因治療中取得了一些突破性進展，但是在臨床應用過程中，其免疫原性和潛在致癌性等仍然是其難以克服的重大隱患。非病毒載體作為基因遞送的另一條途徑，被人們廣泛研究，包括裸DNA、脂質體、陽離子高聚物等。陽離子高聚物作為非病毒載體的一種，它既存在非病毒載體的特點(即低毒性， 低免疫原性和低致癌性)，還有自身的優勢一易於製備和攜帶目的基因能力高，這些更加有利於其作為轉基因載體的應用。常見的陽離子高聚物能夠通過強靜電作用能夠有效縮合 DNA，形成的聚電解質複合物(PECs)較為穩定。這些PECs易於細胞內化，從內涵體中逃逸， 並能保護DNA免受DNA酶的降解。因此，陽離子高聚物成為非病毒基因載體的重要組成部分，但是陽離子高聚物作為基因載體應用時，仍呈現出了一些問題，例如生物相容性差、有毒性、生物降解性低以及轉染效率低等。
發明內容
本發明的目的在於克服現有技術中的不足，提供一種納米金剛石與高聚物相結合的陽離子聚合物，作為非病毒載體，可有效地複合DNA，具有非常好的轉基因能力，同時還能通過光學實現對於DNA運輸過程的跟蹤。本發明的目的通過下述技術方案予以實現一種納米金剛石-聚甲基丙烯酸二甲胺基乙酯複合轉基因載體，具有下述分子式
權利要求
1. 一種納米金剛石-聚甲基丙烯酸二甲胺基乙酯複合轉基因載體，其特徵在於，具有下述分子式的結構
2.根據權利要求1所述的一種納米金剛石-聚甲基丙烯酸二甲胺基乙酯複合轉基因載體，其特徵在於，聚合度η為5-150。
3.根據權利要求1所述的一種納米金剛石-聚甲基丙烯酸二甲胺基乙酯複合轉基因載體，其特徵在於，聚合度η為50-150。
4.一種製備權利要求1所述複合轉基因載體的方法，其特徵在於，採用原子轉移自由基聚合方法，按照下述步驟進行(1)製備納米金剛石引發劑首先將納米金剛石經過濃酸處理，得到表面氧化的納米金剛石，然後將表面氧化的納米金剛石分散於有機溶劑中，加入羰基二咪唑反應，待反應後再向體系中加入溴代異丁酸羥乙酯反應，即得納米金剛石引發劑；(2)在反應容器中加入納米金剛石引發劑、催化劑氯化亞銅和有機溶劑，在除氧和除溼的條件下，向反應容器中加入單體甲基丙烯酸-2( 二甲氨基)乙酯和配體N，N, N'，N"， N"-五甲基二乙烯基三胺進行原子轉移自由基聚合反應；(3)將反應產物進行透析和凍幹，即得納米金剛石-聚甲基丙烯酸二甲胺基乙酯複合轉基因載體。
5.根據權利要求4所述的一種製備複合轉基因載體的方法，其特徵在於，所述步驟(1) 中的濃酸處理採用濃硝酸或者濃硫酸，濃酸處理溫度為120-150°C，濃酸處理時間為8-12 小時。
6.根據權利要求4所述的一種製備複合轉基因載體的方法，其特徵在於，所述步驟(1) 中，所述羰基二咪唑和溴代異丁酸羥乙酯過量添加，反應溫度為20-25°C，反應時間至少16 小時。
7.根據權利要求4所述的一種製備複合轉基因載體的方法，其特徵在於，所述步驟 (1)中，所述羰基二咪唑和溴代異丁酸羥乙酯過量添加，反應溫度為60-80°C，反應時間為 20-24小時。
8.根據權利要求4所述的一種製備複合轉基因載體的方法，其特徵在於，所述步驟O)中，催化劑氯化亞銅和配體N，N, N'，N"，N"-五甲基二乙烯基三胺的摩爾比在 (1-1.5) (1-1.5)，反應時間至少18小時，反應溫度為20-251。
9.根據權利要求4所述的一種製備複合轉基因載體的方法，其特徵在於，所述步驟(2)中，反應時間為20-24小時，反應溫度為60-80 。
10.如權利要求1所述的納米金剛石-聚甲基丙烯酸二甲胺基乙酯複合轉基因載體，在基因轉染領域的應用，在基因轉染過程中能夠通過螢光作用隨時跟蹤DNA/複合轉基因載體的複合物位置並確定其胞內分布。
全文摘要
本發明公開了一種納米材料與高聚物相結合的轉基因載體及其製備方法，具體來說，就是利用原子轉移自由基聚合方法將聚甲基丙烯酸二甲胺基乙酯鍵接到納米金剛石上，形成納米金剛石-聚甲基丙烯酸二甲胺基乙酯複合載體，用於基因轉染。本發明的優點在於製備出的納米載體可以非常有效地複合並壓縮DNA，在保護DNA免受核酸酶降解的同時獲得非常好的轉染效率，並能通過光學方法實現對於DNA運輸過程的跟蹤。
文檔編號C08F292/00GK102206664SQ20111007561
公開日2011年10月5日 申請日期2011年3月28日 優先權日2011年3月28日
發明者劉文廣, 張鵬, 翟欣昀 申請人:天津大學