基于聚乙烯亚胺-环糊精的多功能超分子基因运载系统及其制备方法_3

文档序号:9703068阅读:来源:国知局
能超分子运载系统和核酸形成的纳米微 粒经二硫苏糖醇氧化还原刺激后的曲线,4-4是聚乙烯亚胺-环糊精和核算形成的纳米微粒 经二硫苏糖醇氧化还原刺激后的曲线图。
[0066]图5:多功能超分子运载系统结合核酸后形成纳米微粒的表面电位及对氧化还原 刺激的反应图。
[0067]图中,5-1是多功能超分子运载系统和核酸形成的纳米微粒曲线,5-2是聚乙烯亚 胺-环糊精和核算形成的纳米微粒曲线,5-3是多功能超分子运载系统和核酸形成的纳米微 粒经二硫苏糖醇氧化还原刺激后的曲线,5-4是聚乙烯亚胺-环糊精和核算形成的纳米微粒 经二硫苏糖醇氧化还原刺激后的曲线图。
[0068]图6:多功能超分子运载系统携带荧光报告基因的核酸分子转染肝癌细胞后的荧 光强度分布图。
[0069] 图中,6-1是生理盐水处理细胞曲线,6-2是裸核酸分子处理细胞曲线,6-3是聚乙 烯亚胺-环糊精/金刚烷-二硫键-聚乙二醇携带核酸处理细胞曲线,6-4是多功能超分子运 载系统携带核酸处理细胞曲线图。
[0070]图7:多功能超分子运载系统携带治疗基因处理后的细胞活力曲线图。
[0071]图中,a是多功能超分子运载系统不携带治疗基因的曲线,b是裸治疗基因曲线,c是聚乙烯亚胺-环糊精/金刚烷-二硫键-聚乙二醇携带治疗基因曲线,d是多功能超分子运 载系统携带治疗基因曲线。
[0072]图8:多功能超分子运载系统携带治疗基因处理后的细胞划痕试验结果显微镜图。 [0073]图中,e是生理盐水组,f是裸治疗基因组,g是多功能超分子运载系统携带治疗基 因组。
[0074]图9:多功能超分子运载系统携带治疗基因处理荷瘤裸鼠后的肿瘤生长曲线图。[0075]图中,p是生理盐水组,q是裸治疗基因组,r是聚乙烯亚胺-环糊精/金刚烷-二硫 键-聚乙二醇携带治疗基因组,s是多功能超分子运载系统携带治疗基因组。
【具体实施方式】
[0076]以下结合实施例及附图对本发明进行详细的描述,但不限于实施例所公开的内 容。
[0077]本发明的实施例如下:
[0078] 实施例1:以聚乙烯亚胺-β_环糊精/(金刚烷-二硫键-聚乙二醇/金刚烷-聚乙二 醇-SP94)为例。
[0079] 1)金刚烷-二硫键-聚乙二醇的合成
[0080] 称取2克聚乙二醇单甲醚,溶解于30毫升二甲基亚砜中,加入1克Ν,Ν羰基二咪唑 (CDI),在氮气保护下避光搅拌反应3小时。
[0081]将反应液加入至体积为1升的乙醚:四氢呋喃=4:1体积比的混合溶液中,冰浴静 置2小时,过滤得到白色粉末。
[0082] 然后将全部白色粉末溶解于20ml二甲基亚砜中;称取2.24克胱胺二盐酸盐溶解于 10毫升二甲基亚砜中,并加入3毫升三乙胺,搅拌1小时。
[0083]将白色粉末的溶液缓慢滴加至胱胺二盐酸盐的溶液中,滴加5小时,继续反应3小 时。反应完毕后,溶液在分子量2000透析袋中透析24小时,然后冰冻干燥,得到白色粉末状 物质备用。
[0084] 称取180毫克金刚烷甲酸和162毫克⑶I,溶解于20毫升二氯甲烷中,常温反应3小 时。向其中加入450毫克前述备用白色粉末,继续搅拌反应3小时。反应完毕后,将反应液加 入至体积为200毫升的乙醚:四氢呋喃= 4:1体积比的混合溶液中,冰浴静置2小时,过滤得 到白色粉末状物质,即金刚烷-二硫键-聚乙二醇。
[0085] 2)金刚烷-聚乙二醇-SP94的合成
[0086]称取540毫克聚乙二醇琥珀酰亚胺单酯溶解于20毫升二氯甲烷中,将其缓慢滴加 至70.4毫克金刚烷胺的20毫升二氯甲烷溶液中,常温搅拌滴加3小时,继续搅拌反应2小时。 [0087]反应完毕后,将反应液加入至体积为500毫升的乙醚:四氢呋喃=4:1体积比的混 合溶液中,冰浴静置2小时,过滤得到白色粉末状物质,称取367毫克该化合物,和810毫克 CDI溶解于20毫升二氯甲烷中,常温搅拌反应3小时。
[0088]反应完毕后,将反应液加入至体积为150毫升的乙醚:四氢呋喃=4:1体积比的混 合溶液中,冰浴静置2小时,过滤得到白色粉末状物质。将该白色粉末溶解在10毫升二甲基 亚砜中,将其滴加至92毫克3,3'_二氨基二丙胺的20毫升二甲亚砜溶液中,常温滴加2小时, 继续搅拌反应1.5小时。
[0089]反应完毕后,将溶液置于分子量2000的透析袋中透析12小时,然后冰冻干燥,得到 白色粉末状物质,称取95.8毫克该化合物,溶解于5毫升pH7.4的PBS溶液中,称取6.25毫克 3-(2-吡啶二巯基)丙酸N-羟基琥珀酰亚胺酯(SPDP)溶解于2.5毫升无水乙醇中,将两溶液 混合,常温搅拌2小时。再称取26.9毫克靶向多肽SP94溶解于2毫升pH7.4的PBS中,加入上述 的反应液,常温反应4小时。反应完毕后,溶液在分子量2000的透析袋中透析12小时,然后冰 冻干燥,得到白色粉末状物质,即金刚烷-聚乙二醇-SP94。
[0090] 3)聚乙烯亚胺-β-环糊精的合成
[0091] 称取1.63克β-环糊精和0.61克⑶I溶解在10毫升二甲基亚砜中,加入2毫升三乙 胺,在氮气保护和避光条件下,常温搅拌3小时。
[0092] 称取2.17克分子量600道尔顿的聚乙烯亚胺溶解在20毫升二甲基亚砜中,将活化 的β-环糊精的二甲基亚砜溶液缓慢滴加到其中,滴加4小时,继续反应12小时。反应完毕后, 溶液在分子量14000的透析袋中透析12小时,然后冰冻干燥,得到白色粉末状物质,即聚乙 烯亚胺-β-环糊精。
[0093] 4)称取48毫克聚乙烯亚胺-β-环糊精溶解于10毫升水中,34.2毫克金刚烷-二硫 键-聚乙二醇溶解于5毫升水中,5.5毫克金刚烷-聚乙二醇-SP94溶解于5毫升水中,将三者 混合,常温搅拌12小时。反应完毕后,溶液在分子量14000的透析袋中透析12小时,然后冰冻 干燥,得到白色粉末状物质,即聚乙烯亚胺-β_环糊精/(金刚烷-二硫键-聚乙二醇/金刚烷-聚乙二醇-SP94)。
[0094] 实施例1的SP94、金刚烷-二硫键-聚乙二醇、金刚烷-聚乙二醇-SP94、聚乙烯亚胺-β-环糊精、聚乙烯亚胺-β-环糊精/金刚烷-二硫键-聚乙二醇和最终得到的多功能超分子运 载系统的核磁共振氢谱如图1所示,最终产物聚乙烯亚胺-β-环糊精/(金刚烷-二硫键-聚乙 二醇/金刚烷-聚乙二醇-SP94)的核磁共振氢谱表明该化合物为一个整体,该图充分证明了 本发明制备方法的可行性。
[0095] 实施例1得到的多功能超分子运载系统的二维核欧沃豪斯效应谱如图2所示,图中 横坐标位移1.0-2.0之间的吸收峰为金刚烷的亚甲基氢,纵坐标位移3.0-4.0之间的吸收峰 为环糊精的亚甲基氢,二者之间有远程的相关,表明金刚烷分子是嵌入了环糊精的环中,该 图进一步证实了制备方法的可行性。
[0096] 实施例1得到的多功能超分子运载系统结合核酸(DNA或RNA)后形成的米微粒如图 3所示,表明本发明多功能超分子运载系统能够有效结合核酸,形成类圆形的纳米微粒。
[0097] 实施例1多功能超分子运载系统结合核酸后形成纳米微粒的粒径和表面电位分别 如图4和图5所示,图中可见,结合核酸后粒径约为150纳米,表面电位为正;二硫苏糖醇氧化 还原刺激后多功能超分子运载系统的粒径3较没有氧化还原刺激的粒径1更大,而聚乙烯亚 胺-β-环糊精在氧化还原刺激前2和后4则没有类似差异;同样,二硫苏糖醇氧化还原刺激后 多功能超分子运载系统的表面电位7较没有氧化还原刺激的表面电位5更正,而聚乙烯亚 胺-β_环糊精在氧化还原刺激前6和后8则没有类似差异;由此表明本发明的多功能超分子 运载系统具有氧化还原刺激敏感性,可在特殊的氧化还原环境中控制释放携带的物质。
[0098] 实施例1多功能超分子运载系统携带荧光报告基因的核酸分子转染肝癌细胞后的 荧光强度分布如图6所示,图中可见,无论含有靶向肽的多功能超分子运载系统12或不含有 靶向肽的聚乙烯亚胺-β-环糊精/金刚烷-二硫键-聚乙二醇11,其携带荧光报告基因转染肿 瘤细胞的效率均高于裸荧光报告基因转染的效率1〇(生理盐水处理9是阴性对照组),由此 表明本发明多功能超分子运载系统能够高效转染基因。
[0099] 实施例1多功能超分子运载系统携带治疗基因处理肝癌细胞后的细胞活力曲线和 划痕愈合能力试验结果分别如图7和图8。图中可见,无论含有靶向肽的多功能超分子运载 系统d或不含有靶向肽的聚乙烯亚胺-β-环糊精/金刚烷-二硫键-聚乙二醇c,其携带治疗基 因作用于肝癌细胞后,均能有效杀伤肝癌细胞,而生理盐水处理a和裸治疗基因处理b则杀 伤作用弱;多功能超分子运载系统g携带治疗基因作用于肝癌细胞后,对细胞划痕愈合的抑 制作用显著强于生理盐水e和裸治疗基因f,由此表明本发明多功能超分子运载系统能够携 带治疗基
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