一种阳离子氨基脂质及其合成方法和用图
【技术领域】
[0001] 本发明属于细胞转染领域，具体涉及一种阳离子氨基脂质及其合成方法和用途。
【背景技术】
[0002] 在目前所有类型的转染试剂中，基于脂质体的转染试剂是公认最为有效的一种。 这是因为脂质体转染试剂简单易用，且往往具有很高的效率。脂质体是人工制备的具有双 分子层结构的球形囊泡，它可以与其它双分子层，如细胞膜等融合，从而将其包裹的分子从 细胞膜外传送至细胞内部。
[0003] 由于其独特的性能，脂质体被广泛用于药物传送。脂质体即可携带亲水分子，也可 携带疏水分子，它可以很好的与生物活性分子结合，如各种药物，核酸，多肽等，并且可将这 些物质传送至细胞内以调控细胞的状态。这提供了治疗疾病的一种新的方式。
[0004] 阳离子脂质体可与带负电荷的核酸(DNA)结合，并将其从细胞外送入细胞核内，使 DNA在细胞核内表达，从而调控细胞的生长。这在生命科学相关的研究中具有至关重要的作 用，同时也作为"基因治疗"的一种方式，在未来可能具有广阔的应用前景。迄今为止，存在 一些商业化的阳离子脂质体，但高效低毒性的阳离子脂质体数量依然很有限。
[0005] 目前脂质体转染试剂存在的主要问题如下：
[0006] 1.适用范围有限。许多细胞系，尤其是初级细胞如干细胞等，绝大部分现有的脂质 体试剂都无法有效的转染。
[0007] 2.合成复杂，价格昂贵。由于目前主流的脂质体转染试剂往往具有极为复杂的结 构，其生产和研发成本都较高，导致脂质体转染试剂的价格居高不下，这大大限制了脂质体 转染试剂的应用范围。
[0008] 因此，市场对高效而廉价的脂质体转染试剂具有巨大的需求。
【发明内容】
[0009] 解决的技术问题:本发明针对上述技术问题，提供一种阳离子氨基脂质及其合成 方法和用途，该阳离子细胞转染脂质具备低毒高效的特点。
[0010] 技术方案:一种阳离子氨基脂质，结构如以下通式(I)所示：
[0011]
[0012] 其中办为氢、d_C4烷基或缺失；
[0013] R2，R3相同或不同，各自为(^-〇4烷基；
[0014] m和η为1-4的整数；
[0015] R4，R5相同或不相同，各自为C9_C14的烷基。
[0016]上述阳离子氨基脂质，结构优选为：
[0017]
[0018] -种合成所述阳离子氨基脂质的方法，包括以下步骤：
[0019] a)将通式（Ila)的炔烃与通式R4-S-S-R5的化合物以1:1.5的摩尔比加入1'冊或0〇1 溶液中，最终反应物总量的溶液浓度为30_500mg/mL，
[0020]
[0021] 再加入自由基光引发剂，所述自由基光引发剂为二甲氧基-2-苯基丙酮苯基酮或 DMPA，加入量为反应物总质量的1%_5%，通氮气除氧后置于紫外光下光照3h，紫外光波长 为250nm~360nm，强度在0.5mW/cm 2-3mW/cm2之间，得到通式(IIla)的化合物：
[0022]
[0023] b)通式（Ilia)化合物与如通
所示的胺进行缩合反应，具体步骤 为，将N，N'_二异丙基碳二亚胺(DIC)加入步骤a反应完的溶液中，加入的量为步骤a开始时 炔烃的摩尔量的1.2倍，反应半小时后加入如通
听示的胺，胺与DIC的摩尔 比为1:1.2,反应半小时后加入二甲氨基吡啶，二甲氨基吡啶与DIC的摩尔比为1: 1，反应过 夜得到最终产物。
[0024] -种合成所述优选的阳离子氨基脂质的方法，包括以下步骤：1)合成4,5_双(十一 烷基硫)-4-戊烯酸:按比例，将0.5mmol 4-戊炔酸，0.75mmol双^^一烷基二硫醚和5mg 2，2-二甲氧基_2_苯基丙酮苯基酮(DMPA)溶于3mL THF中，通氮气除氧5min后置于365nm UV光下 照射lh;2)4,5-双(十一烷基硫)-4-戊烯酸与N，N-二甲基乙二胺进行酰胺化反应，以生成N-(2-(二甲基氨基）乙基)-4，5-双(^^一烷基硫)-4-戊烯酰胺:按比例，向上步反应体系中加 入0.6mmol N，N'_二异丙基碳二亚胺(DIC)，搅拌均匀后加入0.5mmol N，N-二甲基乙二胺， 搅拌半小时后加入〇 .6mmol二甲氨基吡啶，搅拌过夜；随后将溶液中的THF蒸除，倒入8mL正 己烷溶解产物，离心分离取上清液;再将得到的上清液蒸发，倒入8mL甲醇，离心分离取上清 液，将甲醇蒸发即得到最终产物。
[0025] 脂质颗粒，含有所述阳离子氨基脂质。
[0026]所述脂质颗粒是脂质体。
[0027 ]所述的脂质颗粒，含有生物活性剂s i RNA、质粒、m i RNA或mRNA。所述的脂质颗粒在 制备细胞转染试剂中的应用。
[0028]本发明是一种高度通用化的方法，可以在很大范围内改变所用原料的结构，合成 大的氨基脂质库，并将其用于筛选实验。由于此类分子一端具有长的疏水链，另一端具有高 度亲水的氨基，在水中其可形成双分子层的脂质体。由于此类化合物具有带正电荷的氨基， 可与DNA结合，因此可作为转染试剂用于细胞转染。
[0029] 有益效果：（1)反应条件温和，溶剂选择性大，大大降低了反应的难度，提高了产 率；
[0030] (2)原料简单、便宜，大大降低了生成成本；
[0031] (3)筛选的脂分子具有高效低毒的特点，可以在血清中达到很好的效果，大大简化 了转染的操作步骤。
【附图说明】
[0032] 图1为1^-30的质谱分子量图。1^-30理论分子量约为543.53和其质谱分子量基本 一致。
[0033] 图2为合成化合物的转染效率的筛查图。编号12号化合物为目前市场和科研机构 流通使用的一种主流的转染试剂;其它化合物为本发明方法合成的一系列化合物;编号30 号化合物即是LW-30。由图可见，合成的大部分脂质分子都比市场上主流的某型化合物转染 HEK293细胞的效率高。
[0034] 图3为合成化合物的细胞毒性的筛查图。编号12号化合物为目前市场和科研机构 流通使用的一种主流的转染试剂;其它化合物为本发明方法合成的一系列化合物;编号30 号化合物即是LW-30。由图可见，合成的所有的脂质分子都比市场上主流的某型转染试剂对 HEK293细胞的毒性要小。
[0035] 图4为LW-30和某型商业试剂对小鼠胚胎干细胞的转染效率比较图。LW-30的转染 效率约为某商业试剂的3.5倍。
[0036] 图5为LW-30和某型商业试剂对小鼠干细胞的转染效果图。A为某商业试剂的转染 图，效果较差，效率为20%左右;B为LW-30的转染图，效果较好，效率为70%左右。
【具体实施方式】
[0037] 以下通过实施例对本发明作进一步的阐述。本实施例在以本发明技术方案为前提 下进行实施，给出了详细的实施方式和过程，但本发明的包含范围不限于下述的实施例。下 面的实施例中未注明的条件和方法等均按照常规或者制造厂商所建议的条件进行。
[0038] 实施例1: N-( 2-(二甲基氨基）乙基)-4，5-双(^^一烷基硫)-4-戊烯酰胺(LW-30)的 合成
[0039]
[0040] 氨基脂质的合成分为两步。第一步是合成4,5-双（十一烷基硫）-4_戊烯酸。将 0.5mmol 4-戊炔酸，0.75mmol双^ 烷基二硫醚和5mg 2,2-二甲氧基-2-苯基丙酮苯基酮 (DMPA)溶于3mL