一种用于体内传递核酸物质用PEI聚合物材料的组合物及制备方法与流程

本发明属于生物医学材料，尤其涉及一种用于体内传递核酸物质用pei聚合物材料的组合物及制备方法。

背景技术：

1、在基因治疗的研究中，关键问题是如何将基因载体有效安全地递送到靶细胞中，基因传输载体是影响基因治疗效果的重要因素。目前已开发出多种基因传递系统，包括病毒载体和非病毒载体。病毒载体的转染效率比较高，现大多数为病毒载体。但会存在着转化为致病病毒或提纯的时候带入一些具有复制能力的病毒的可能性，另外由于免疫原性有可能引起免疫反应，还有就是缺乏靶向性成本高。非病毒载体主要是合成的带有正电的阳离子基因载体，具有安全见习生高适应性好制备容易的优点。非病毒系统主要包括多肽、脂质体和阳离子聚合物。合成聚合物由于其广泛的用途、良好的安全性和易于生产，在核酸传递方面引起了越来越多的关注。众多阳离子聚合物载体中，聚乙烯亚胺pei因其质子海绵效应而备受关注。

2、聚乙烯亚胺(pei)又称聚氮杂环丙烷，直线分子式为h(nhch2ch2)nnh2，分子结构为是一种具有直链或支链结构的正电荷聚合胺，它可与多种金属离子螯合，并高度溶于水并在水溶液中用作有效碱，pei分子结构中含有伯胺、仲胺、叔胺等基键。具有较高的电荷密度，具有质子海绵效应。由于其优异的理化性质，它被广泛应用于生物医学、水净化、生物成像、基因传递和自愈材料中。

3、常用的pei载体分子量大约为2.5*104在右，有着良好的传递效果，传递机理如图1中所示。但pei作为核酸物质的载体的基本构建单元却存在着其在体内无法降解，毒性大的技术问题。并且pei作为基因转染载体直接体内应用会导致红细胞的聚集,可以与血液中的白蛋白等非特异性结合,导致聚合体的形成,体内应用基因转染效率低。

技术实现思路

1、为了解决以上技术问题，本发明中提供一种用于体内传递核酸物质用pei聚合物材料的组合物及制备方法，高效、低毒、可降解为起始状态小分子的基因物质输送载体，可以用于核酸物质的传递与输送，pei作为阳离子亲水区域结合核酸从而增加细胞摄取；制备方法简单，成本低，操作方便。

2、解决以上技术问题的一种用于体内传递核酸物质用pei聚合物材料的组合物及制备方法，包括以下重量份的组份及用量：聚乙烯亚胺(pei)、聚醚多元醇、修饰剂和酰胺类溶剂，其中所述pei为30-45份，和/或聚醚多元醇为40-60份，和/或所述修饰剂为25-40份，和/或所述酰胺类溶剂为15-25份。

3、优选中，所述组合物及制备方法，包括以下重量份的组份及用量：聚乙烯亚胺(pei)、聚醚多元醇、修饰剂和酰胺类溶剂，其中所述pei为35-40份，和/或聚醚多元醇为45-50份，和/或所述修饰剂为30-35份，和/或所述酰胺类溶剂为18-22份。

4、所述pei为低分子量聚乙烯亚胺pei，所述低分子量pei为重均分子量mw在5000da以下的任一低分子量的pei。重均分子量通过ls方法测量，数均分子量例如是通过gpc方法测量。

5、优选地，所述低分子量pei的分子量为2000da、1800da、800da或600da。

6、所述聚醚多元醇选自2、4官能度聚醚多元醇中的一种或多种，优选地选自聚四氢呋喃醚二醇、聚乙二醇和聚丙二醇中的一种或多种，优选地，所述聚醚多元醇的重均分子量为800-4000，羟值为10300mgkoh/g。

7、优化方案中聚醚多元醇为聚乙二醇。

8、聚乙二醇化提高载体的稳定性,降低载体与体内阴离子型物质的非特异性结合,延长体内循环时间，可以保持peg的优点,同时还可以增加配体-受体结合的能力。

9、所述修饰剂为胆固醇、胆固醇甲酰氯、去氧胆酸和硫辛酸其中一种或两种以上。pei被胆固醇、去氧胆酸或硫辛酸修饰，以提高聚合物保护和向细胞传递基因的能力，形成更亲脂的pei衍生物促进与细胞的相互作用。

10、优化方案所述修饰剂为胆固醇和/或胆固醇甲酰氯，胆固醇甲酰氯为胆固醇和二(三氯甲基)碳酸酯合成。

11、所述酰胺类溶剂为n,n-二甲基乙酰胺(dma)或马来酰亚胺；优选地，所述酰胺类溶剂为马来酰亚胺。

12、胆固醇(cholesterol)、聚乙二醇(polyethylene glycol，peg)和马来酰亚胺(maleimide，mal)组成的peg-mal-chol化合物。

13、进一步优化方案中，pei中的氨基官能团可以与ucnps的表面发生化学反应，表面修饰和功能化，将pei锚定到ucnps的表面，使ucnps的表面带有pei的分子结构，从而为后续的功能化或生物标记提供了可能性。上转换纳米颗粒(ucnps)是一种纳米级别的颗粒，具有将较低能量的光，如近红外(nir)或红外(ir)光，转换为较高能量的可见光或紫外光的特殊性质，通过上转换发光。

14、本发明中一种用于体内传递核酸物质用pei聚合物材料的组合物的制备方法，包括以下步骤：

15、(1)酰胺类溶剂、聚醚多元醇和修饰剂混合；

16、(2)聚乙烯亚胺(pei)、聚醚多元醇混合；

17、(3)聚乙烯亚胺(pei)与修饰剂混合；

18、(4)以上步骤(1)-(3)中混合，所得混合溶液采用旋转蒸发法旋干溶剂，用透析袋分别在乙醇溶液和去离子水中透析，再冷冻干燥即得。

19、所述步骤(1)-(4)中反应温度为30-40℃。

20、本发明中将小分子量的pei通过综合处理，可以得到具有大分子pei水平的转染效率，又毒性较小的pei衍生物组合物。

21、本发明中组合物具有重复结构单元和柔性聚合物链，由于pei上存在大量的氨基团，因此可以对其进行修改或功能化，以获得特定特性，如敏感性、特异性和生物相容性，高水溶性。

22、本发明中组合物降低了pei的毒性,提高pei和dna复合物的稳定性,提高靶向性,减少与白蛋白的非特异性结合,延长体内的时间。

技术特征：

1.一种用于体内传递核酸物质用pei聚合物材料的组合物，其特征在于：配方中包括以下重量份的组份及用量：聚乙烯亚胺、聚醚多元醇、修饰剂和酰胺类溶剂，其中所述pei为30-45份，和/或聚醚多元醇为40-60份，和/或所述修饰剂为25-40份，和/或所述酰胺类溶剂为20-25份。

2.根据权利要求1所述的一种用于体内传递核酸物质用pei聚合物材料的组合物，其特征在于：配方中包括以下重量份的组份及用量：聚乙烯亚胺(pei)、聚醚多元醇、修饰剂和酰胺类溶剂，其中所述pei为35-40份，和/或聚醚多元醇为45-50份，和/或所述修饰剂为30-35份，和/或所述酰胺类溶剂为20-22份。

3.根据权利要求1所述的一种用于体内传递核酸物质用pei聚合物材料的组合物，其特征在于：所述pei为低分子量聚乙烯亚胺pei，所述低分子量pei为重均分子量mw在5000da以下的任一低分子量的pei。

4.根据权利要求3所述的一种用于体内传递核酸物质用pei聚合物材料的组合物，其特征在于：所述低分子量pei的分子量为2000da、1800da、800da或600da。

5.根据权利要求1所述的一种用于体内传递核酸物质用pei聚合物材料的组合物，其特征在于：所述聚醚多元醇选自2、4官能度聚醚多元醇中的一种或多种，优选地选自聚四氢呋喃醚二醇、聚乙二醇和聚丙二醇中的一种或多种，优选地，所述聚醚多元醇的重均分子量为800-4000，羟值为10300mgkoh/g；进一步优化中聚醚多元醇为聚乙二醇。

6.根据权利要求1所述的一种用于体内传递核酸物质用pei聚合物材料的组合物，其特征在于：所述修饰剂为胆固醇、胆固醇甲酰氯、去氧胆酸和硫辛酸其中一种或两种以上；优化地所述修饰剂为胆固醇和/或胆固醇甲酰氯。

7.根据权利要求1所述的一种用于体内传递核酸物质用pei聚合物材料的组合物，其特征在于：所述酰胺类溶剂为n,n-二甲基乙酰胺(dma)或马来酰亚胺；优选地，所述酰胺类溶剂为马来酰亚胺。

8.根据权利要求1所述的一种用于体内传递核酸物质用pei聚合物材料的组合物，其特征在于：pei中的氨基官能团可以与ucnps的表面发生化学反应，表面修饰和功能化，将pei锚定到ucnps的表面，使ucnps的表面带有pei的分子结构。

9.根据权利要求1所述的一种用于体内传递核酸物质用pei聚合物材料的组合物的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

10.根据权利要求1所述的一种用于体内传递核酸物质用pei聚合物材料的组合物的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)-(4)中反应温度为30-40℃。

技术总结
本发明属于生物医药材料技术领域，尤其涉及一种用于体内传递核酸物质用PEI聚合物材料的组合物及制备方法，配方中包括以下重量份的组份及用量：聚乙烯亚胺、聚醚多元醇、修饰剂和酰胺类溶剂，其中所述PEI为30‑45份，和/或聚醚多元醇为40‑60份，和/或所述修饰剂为25‑40份，和/或所述酰胺类溶剂为20‑25份。组合物高效、低毒、可降解为起始状态小分子的基因物质输送载体，可以用于核酸物质的传递与输送，PEI作为阳离子亲水区域结合核酸从而增加细胞摄取；制备方法简单，成本低，操作方便。

技术研发人员：王栋,黄菁
受保护的技术使用者：苏州鑫吉瑞生物科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/25