一种新型甲基丙烯酰胺单体及其pH敏感聚阳离子基因载体的制备方法和应用的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种新型甲基丙烯酰胺单体及其pH敏感聚阳离子基因载体的合成方法及其基因传递应用，属于聚合物载体和缓控释材料【技术领域】。该聚阳离子载体携带正电荷，能够与DNA有效复合形成纳米粒子，细胞毒性小，在微酸性环境中降解，可促使复合物从内涵体逃逸，提高体内或体外基因转染效率，是一种新型的pH敏感聚阳离子基因载体，在基因治疗领域将具有良好的应用前景。
【专利说明】一种新型甲基丙烯酰胺单体及其pH敏感聚阳离子基因载体的制备方法和应用
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种侧链含原酸酯基团的新型酸敏感聚合物的合成方法及其基因传递，属于聚合物载体与缓控释材料【技术领域】。
【背景技术】
[0002]近年来，现代医学与分子生物学迅速发展，基因治疗作为治疗疾病的新手段，成为目前最具潜力的生物疗法之一。用于基因治疗的载体主要有两类:病毒载体和非病毒载体。病毒载体转染效率高，对大多细胞都有靶向作用，已得到广泛应用；然而，由于其自身免疫原性、可能存在的致癌性、制备复杂、费用较高等缺点限制了其应用。与病毒载体相比，非病毒载体具有诸多优势:低毒性、低免疫原性、目的基因容量较大、制备简单、可用于大规模生产等，受到越来越多的研究者们的重视。其中，聚阳离子基因载体因其独特的优势成为研究的热点。
[0003]目前用于基因载体的阳离子聚合物有多肽类:聚赖氨酸(PLL)、聚谷氨酸及其衍生物；多聚胺类:聚乙烯亚胺(PEI)、聚丙烯亚胺树状物(PPI);聚甲基丙烯酸类:聚酰胺-胺型树状物(PAMAM)、聚甲基丙烯酸乙酯-2-(二甲胺)(pDMAEM);阳离子聚磷酸酯(PPE);聚乙烯吡啶盐；脱乙酰壳聚糖、明胶等。但是这些聚合物基因转染效率相对较低，PEI25KDa是目前基因转染效率最高的聚阳离 子基因载体，然而其毒性较大，不能被生物降解以及在体内的滞留时间较长。
[0004]在基因治疗中，具治疗作用的DNA片段必须定位于细胞核才能发挥其治疗作用，因此，基因载体在到达作用部位的过程中，需克服细胞膜屏障、内涵体逃逸以及进入细胞核等传递障碍。内涵体PH约为5，肿瘤细胞微环境呈弱酸性，因此，许多pH敏感或酸敏感的基因载体期望利用此PH特征促进内涵体逃逸，提高基因转染效率。目前，pH敏感的基因载体有β -氨酯、缩醛、缩酮、乙烯基醚、原酸酯等，相比较而言，原酸酯基元在微酸性条件下降解速率可控。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种简单、经济、高效的制备聚阳离子基因载体及复合物的合成方法，并应用于基因传递领域。
[0006]本发明是通过以下技术方案实现的:
[0007]—种新型甲基丙烯酰胺单体，所述的新单体是N- ((2- (2-二甲基氨基)乙氧基)-[1，3]_ 二噁烷-4-亚甲基)甲基丙烯酰胺，其结构如化学式I所示:
[0008]
【权利要求】
1.一种新型甲基丙烯酰胺单体，其特征在于所述的新单体是N- ((2- (2- 二甲基氨基)乙氧基)-[1，3]_ 二噁烷-4-亚甲基)甲基丙烯酰胺，其结构如化学式I所示:
2.一种如权利要求1所述的新型甲基丙烯酰胺单体的制备方法，其特征在于包括以下步骤:氮气保护下，将甲基丙烯酸N-羟基琥珀酰亚胺酯、4-氨基甲基-2-Ν，N- 二甲基氨基乙氧基-[1，3]- 二噁烷及有机溶剂混合均匀，其投料摩尔比为(0.8-2.0):1: (1-1000)，在0-25°C下反应24-48小时，粗产物经硅胶柱层析分离得到纯化合物甲基丙烯酰胺原酸酯单体:N-((2-(2-二甲基氨基)乙氧基)-[1，3]_ 二噁烷-4-亚甲基)甲基丙烯酰胺。
3.根据权利要求2所述的一种新型甲基丙烯酰胺单体的制备方法，其特征在于:所述的有机溶剂为乙腈、丙酮、N，N-二甲基甲酰胺、二氯甲烷、氯仿、四氢呋喃、二氧六环、苯、甲苯、对二甲苯中的一种或者混配体系。
4.一种由权利要求1所述的新型甲基丙烯酰胺单体制备的侧链含原酸酯基元的阳离子聚合物，其结构如化学式II所示:
5.一种如权利要求4所述的由权利要求1所述的新型甲基丙烯酰胺单体制备的侧链含原酸酯基元的阳离子聚合物的制备方法，其特征在于包括以下步骤:将甲基丙烯酸原酸酯类单体(化学式I )、引发剂及N，N-二甲基甲酰胺准确称量放入干燥洁净的玻璃聚合管中，其投料摩尔比为(20-200):1: (1:1000)，通氮气脱氧28-31分钟后封管，然后聚合管被放入60-80°C的油浴中聚合，4-24小时反应终止，待体系冷却至室温后，将反应物溶解于N，N-二甲基甲酰胺，在透析袋中24-72小时，然后冷冻干燥48小时，得到白色絮状物质，即目标聚合物。
6.根据权利要求5所述的由权利要求1所述的一种新型甲基丙烯酰胺单体制备的侧链含原酸酯基元的阳离子聚合物的制备方法，其特征在于:所述的引发剂是2，2-偶氮二异丁氰。
7.根据权利要求5所述的由权利要求1所述的一种新型甲基丙烯酰胺单体制备的侧链含原酸酯基元的阳离子聚合物的制备方法，其特征在于:透析袋的截留分子量为3500。
8.根据权利要求4-7所述的由权利要求1所述的一种新型甲基丙烯酰胺单体制备的侧链含原酸酯基元的阳离子聚合物在基因传递中的应用，其特征在于，侧链含原酸酯基团的阳离子聚合物(化学 式II)在转染中作为基因传递载体，所述的质粒DNA (基因)为pEGFP。
【文档编号】C08F120/60GK103588749SQ201310524781
【公开日】2014年2月19日 申请日期:2013年10月30日 优先权日:2013年10月30日
【发明者】唐汝培, 徐张艳 申请人:安徽大学