智能型殼聚糖衍生物的制備及改性殼聚糖在基因傳輸中的應(yīng)用.pdf

1、殼聚糖是一種來源豐富的天然高分子，由于具有良好的生物相容性、生物降解性和無毒無害，它廣泛應(yīng)用在很多領(lǐng)域，比如生物醫(yī)藥和農(nóng)業(yè)等。但其結(jié)晶性高，溶解性差，這就極大地限制了殼聚糖的進(jìn)一步開發(fā)利用。通過化學(xué)改性是改善殼聚糖性能，擴(kuò)大其應(yīng)用范圍的有效途徑。由于殼聚糖主鏈中氨基的活性遠(yuǎn)高于3號位和6號位的羥基，因此大部分反應(yīng)在氨基基團(tuán)上，而氨基賦予了殼聚糖生物活性，基于生物材料應(yīng)用的考慮，我們希望改性后的殼聚糖仍能保留殼聚糖的氨基和生物活性。

2、 另一方面，刺激響應(yīng)型體系能根據(jù)周圍環(huán)境變化，可逆地發(fā)生體積或形狀的響應(yīng)變化，這種優(yōu)良的性能引起了科學(xué)家極大的興趣。我們希望殼聚糖能改性成為刺激響應(yīng)高分子并且在改性之后仍能保留原來氨基的活性。為了達(dá)到這個(gè)目的，我們首先合成了反應(yīng)中間體O-馬來?；疦-鄰苯二甲?；鶜ぞ厶?MPCS)，通過與此與雙鍵單體的自由基聚合，我們制備了熱敏性接枝共聚物(chitosan-g-PNIPAAm)和pH敏感接枝共聚物(chitosan-g-PAA)。另外

3、，我們還采用了其他保護(hù)-脫保護(hù)方法，制備了氨基恢復(fù)，且側(cè)鏈帶苯硼酸的接枝共聚物(chitosan-g-phenyloboric acid)。側(cè)鏈的苯硼酸在堿性條件下對糖有響應(yīng)性。 與合成陽離子相比，殼聚糖更適合于在黏膜中進(jìn)行基因傳輸。但在細(xì)胞中轉(zhuǎn)染效率低限制了它的應(yīng)用范圍。已有文獻(xiàn)報(bào)道，殼聚糖經(jīng)過改性之后再與基因復(fù)合會提高其轉(zhuǎn)染效率。在本論文里，我們先合成了巰基烷基化殼聚糖(HWCS)，然后采用復(fù)凝聚法制備了HWCS-DNA納米

4、粒子。動(dòng)態(tài)光散射測量了它的粒徑和電勢，同時(shí)，我們還對于納米粒子在HEK-293細(xì)胞中的轉(zhuǎn)染效率也進(jìn)行了研究。 1.在氨基保護(hù)的殼聚糖鏈接枝上單體異丙基丙烯酰胺(NIPAAm)，并脫保護(hù)得到保留氨基的熱敏性接枝共聚物，與殼聚糖相比，它的溶解范圍增大，可以溶解在pH=1-12的緩沖溶液中。 2.以O(shè)-馬來酸酐化N-鄰苯二甲酰化殼聚糖(MPCS)為介質(zhì)在均相體系中通過偶氮二異丁腈引發(fā)制備了殼聚糖甲基丙烯酸β-羥乙酯接枝共聚物。

5、 3.通過化學(xué)法制備保留氨基且pH敏感的接枝共聚物(chitosan-g-PAA)，并研究了接枝條件對接枝率的影響。在對接枝產(chǎn)物水溶液進(jìn)行酸化的過程中，溶液逐漸變渾濁，這是因?yàn)榻又Ξa(chǎn)物中氨基和羧基由于電荷作用自組裝形成了聚電解質(zhì)復(fù)合物。 4.以O(shè)-馬來?；疦-鄰苯二甲?；瘹ぞ厶?MPCS)為中間產(chǎn)物，通過γ射線引發(fā)，在均相溶液體系中制備含有改性殼聚糖-聚丙烯酸的雙親性凝膠。通過研究接枝產(chǎn)物在不同pH緩沖溶液中溶脹度的變化

6、，我們發(fā)現(xiàn)接枝產(chǎn)物在酸性條件(pH<7)下溶脹較小，在堿性條件(pH>7)下溶脹較大。而且，我們還評估了接枝產(chǎn)物在DMF溶劑中的溶脹情況。 5.以銅離子為阻聚劑，利用γ射線引發(fā)，在殼聚糖膜上接枝N-異丙基丙烯酰胺(NIPAAm)單體，制備出新型的具有溫敏性的殼聚糖接枝膜。通過純水水通量實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)接枝后的殼聚糖膜水通量隨著溫度的升高而減小，而純殼聚糖膜的水通量是不隨溫度變化的，從而證明了接枝膜具有溫度敏感效應(yīng)。 6.巰基烷